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9. 如图5-1-9所示，有一个中空的长方体玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直射入玻璃砖，它从右侧射出之后是（选填“会聚”或“发散”）光束，你的判断依据是
。
。
答案
9. 发散 这块玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，即都是凹透镜，因此对光有发散作用
解析
【分析】
要判断平行光射出后的光束类型，需先分析装置的透镜结构：该中空玻璃砖中间是空气构成的凸透镜形状，而周围的玻璃部分实际被空气透镜分成了两部分，观察玻璃部分的形状，会发现这两部分玻璃均为中间薄、边缘厚，属于凹透镜。凹透镜对光线有发散作用，据此可判断射出后的光束类型。
【解析】
该中空玻璃砖被中间的空气凸透镜分为上下两部分玻璃，这两部分玻璃的结构都是中间薄、边缘厚，符合凹透镜的特征，因此均为凹透镜。凹透镜对光线具有发散作用，所以平行光从左侧垂直射入后，经过这两个凹透镜，从右侧射出后是发散光束。
【答案】
发散；这块玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，即都是凹透镜，因此对光有发散作用
【知识点】
凹透镜对光的作用；透镜的分类
【点评】
本题容易被中间的空气凸透镜误导，需仔细分析玻璃部分的实际结构，判断其为凹透镜，考查对透镜类型及光学作用的理解，属于易错题。
【难度系数】
0.5
要判断平行光射出后的光束类型，需先分析装置的透镜结构：该中空玻璃砖中间是空气构成的凸透镜形状，而周围的玻璃部分实际被空气透镜分成了两部分，观察玻璃部分的形状，会发现这两部分玻璃均为中间薄、边缘厚，属于凹透镜。凹透镜对光线有发散作用，据此可判断射出后的光束类型。
【解析】
该中空玻璃砖被中间的空气凸透镜分为上下两部分玻璃，这两部分玻璃的结构都是中间薄、边缘厚，符合凹透镜的特征，因此均为凹透镜。凹透镜对光线具有发散作用，所以平行光从左侧垂直射入后，经过这两个凹透镜，从右侧射出后是发散光束。
【答案】
发散；这块玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，即都是凹透镜，因此对光有发散作用
【知识点】
凹透镜对光的作用；透镜的分类
【点评】
本题容易被中间的空气凸透镜误导，需仔细分析玻璃部分的实际结构，判断其为凹透镜，考查对透镜类型及光学作用的理解，属于易错题。
【难度系数】
0.5
10. 如图5-1-10所示，$L_1$为入射光线，$L_2$为出射光线。请在图中正确的位置添加合理的光学器件。
答案
10. 如图所示(任选其一即可)
解析
【分析】
要解决这个问题，需根据入射光线$L_1$和出射光线$L_2$的传播方向变化，结合不同光学器件对光线的作用来选择合适的器件。首先观察$L_1$是水平向右的入射光线，$L_2$是向上偏折的出射光线，可利用光的反射（平面镜）或光的折射（凸透镜、凹透镜）改变光路，分别对应不同作图方法：用平面镜时，需利用光的反射定律确定位置；用凸透镜时，利用“平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点”的规律；用凹透镜时，利用“入射光线延长线过凹透镜虚焦点时，折射光线平行于主光轴”的规律，三种器件均符合要求。
【解析】
1. 添加平面镜的步骤：
① 延长入射光线$L_1$和出射光线$L_2$，得到交点$O$；
② 过$O$点作$∠ L_1OL_2$的角平分线，即为法线；
③ 过$O$点作垂直于法线的直线，在直线上放置平面镜，反射面朝向光线一侧。
2. 添加凸透镜的步骤：
① 作平行于$L_1$的水平直线作为凸透镜的主光轴；
② 出射光线$L_2$与主光轴的交点为凸透镜的焦点$F$；
③ 在$L_1$与主光轴的交点处放置凸透镜，此时$L_1$平行于主光轴，经凸透镜后过焦点$F$成为$L_2$，符合规律。
3. 添加凹透镜的步骤：
① 作平行于$L_1$的水平直线作为凹透镜的主光轴；
② 作出射光线$L_2$的反向延长线，与主光轴的交点为凹透镜的虚焦点$F$；
③ 在$L_1$与主光轴的交点处放置凹透镜，此时入射光线$L_1$经凹透镜后，折射光线$L_2$的反向延长线过虚焦点$F$，符合规律。
【答案】
如图所示(任选其一即可)
【知识点】
光的反射、平面镜、凸透镜、凹透镜
【点评】
本题为开放性题目，考查不同光学器件对光线的作用，需掌握光的反射定律、透镜折射规律，能培养学生的发散思维和作图能力。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题，需根据入射光线$L_1$和出射光线$L_2$的传播方向变化，结合不同光学器件对光线的作用来选择合适的器件。首先观察$L_1$是水平向右的入射光线，$L_2$是向上偏折的出射光线，可利用光的反射（平面镜）或光的折射（凸透镜、凹透镜）改变光路，分别对应不同作图方法：用平面镜时，需利用光的反射定律确定位置；用凸透镜时，利用“平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点”的规律；用凹透镜时，利用“入射光线延长线过凹透镜虚焦点时，折射光线平行于主光轴”的规律，三种器件均符合要求。
【解析】
1. 添加平面镜的步骤：
① 延长入射光线$L_1$和出射光线$L_2$，得到交点$O$；
② 过$O$点作$∠ L_1OL_2$的角平分线，即为法线；
③ 过$O$点作垂直于法线的直线，在直线上放置平面镜，反射面朝向光线一侧。
2. 添加凸透镜的步骤：
① 作平行于$L_1$的水平直线作为凸透镜的主光轴；
② 出射光线$L_2$与主光轴的交点为凸透镜的焦点$F$；
③ 在$L_1$与主光轴的交点处放置凸透镜，此时$L_1$平行于主光轴，经凸透镜后过焦点$F$成为$L_2$，符合规律。
3. 添加凹透镜的步骤：
① 作平行于$L_1$的水平直线作为凹透镜的主光轴；
② 作出射光线$L_2$的反向延长线，与主光轴的交点为凹透镜的虚焦点$F$；
③ 在$L_1$与主光轴的交点处放置凹透镜，此时入射光线$L_1$经凹透镜后，折射光线$L_2$的反向延长线过虚焦点$F$，符合规律。
【答案】
如图所示(任选其一即可)
【知识点】
光的反射、平面镜、凸透镜、凹透镜
【点评】
本题为开放性题目，考查不同光学器件对光线的作用，需掌握光的反射定律、透镜折射规律，能培养学生的发散思维和作图能力。
【难度系数】
0.5
11. 如图5-1-11所示，$A'$是点光源$A$在平面镜中所成的像，$A$发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜，反射光线恰好过凸透镜的焦点$F$，请画出射向平面镜的入射光线和经过凸透镜后的折射光线。
图5-1-11
图5-1-11
答案
11. 如图所示
解析
【分析】
要完成作图，需分两步思考：第一步，根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点，确定点光源A的位置，进而画出射向平面镜的入射光线；第二步，根据凸透镜的特殊光线规律，画出经过凸透镜后的折射光线。
【解析】
1. 画射向平面镜的入射光线：连接像点A'与平面镜上反射光线的交点（反射点），作该连线关于平面镜的对称线段，这条对称线段就是射向平面镜的入射光线，入射光线的端点即为点光源A；
2. 画凸透镜的折射光线：已知射向凸透镜的光线恰好过凸透镜的焦点F，根据凸透镜的光学性质，过焦点的光线经凸透镜折射后会平行于主光轴，据此从凸透镜的入射点画出平行于主光轴的折射光线即可。
【答案】
如图所示
【知识点】
平面镜成像、凸透镜特殊光线
【点评】
本题结合平面镜成像规律和凸透镜的光学性质作图，是光学作图的基础题型，需掌握相关规律的应用。
【难度系数】
0.5
要完成作图，需分两步思考：第一步，根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点，确定点光源A的位置，进而画出射向平面镜的入射光线；第二步，根据凸透镜的特殊光线规律，画出经过凸透镜后的折射光线。
【解析】
1. 画射向平面镜的入射光线：连接像点A'与平面镜上反射光线的交点（反射点），作该连线关于平面镜的对称线段，这条对称线段就是射向平面镜的入射光线，入射光线的端点即为点光源A；
2. 画凸透镜的折射光线：已知射向凸透镜的光线恰好过凸透镜的焦点F，根据凸透镜的光学性质，过焦点的光线经凸透镜折射后会平行于主光轴，据此从凸透镜的入射点画出平行于主光轴的折射光线即可。
【答案】
如图所示
【知识点】
平面镜成像、凸透镜特殊光线
【点评】
本题结合平面镜成像规律和凸透镜的光学性质作图，是光学作图的基础题型，需掌握相关规律的应用。
【难度系数】
0.5
12. 阅读材料，回答问题。
眼镜的度数
透镜焦距$f$的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜焦度，用$\Phi$表示，即$\Phi=\frac{1}{f}$。如果某透镜的焦距是0.5 m，它的焦度就是$\Phi=\frac{1}{0.5\ \mathrm{m}}=2\ \mathrm{m}^{-1}$。
如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些。平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透镜焦度是$1\ \mathrm{m}^{-1}$，它的焦距是1 m。
凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。
（1）若甲、乙两个凸透镜的焦距分别为0.5 m、2 m，则在这两个凸透镜中，
（2）某同学的眼镜装有－200度的镜片，可知该眼镜片是
眼镜的度数
透镜焦距$f$的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜焦度，用$\Phi$表示，即$\Phi=\frac{1}{f}$。如果某透镜的焦距是0.5 m，它的焦度就是$\Phi=\frac{1}{0.5\ \mathrm{m}}=2\ \mathrm{m}^{-1}$。
如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些。平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透镜焦度是$1\ \mathrm{m}^{-1}$，它的焦距是1 m。
凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。
（1）若甲、乙两个凸透镜的焦距分别为0.5 m、2 m，则在这两个凸透镜中，
甲
（选填“甲”或“乙”）凸透镜的折光本领更大，甲
（选填“甲”或“乙”）凸透镜做成的眼镜片度数更大。（2）某同学的眼镜装有－200度的镜片，可知该眼镜片是
凹
（选填“凸”或“凹”）透镜，该同学的眼睛是近视
（选填“近视”或“远视”）眼，该眼镜片的焦度是$-2\ \mathrm{m}^{-1}$
，焦距是$-0.5\ \mathrm{m}$
。答案
12. (1)甲 甲 (2)凹 近视 $-2\ \mathrm{m}^{-1}$ $-0.5\ \mathrm{m}$
解析
【分析】
首先明确题目给出的核心规则：透镜焦度$\Phi=\frac{1}{f}$，眼镜度数=焦度×100，凸透镜度数为正、凹透镜度数为负，且焦距越短折光本领越大。解题时，先根据焦距计算焦度，再结合焦度与度数的关系判断折光本领、镜片度数，以及透镜类型、对应视力问题，最后计算焦度和焦距。
【解析】
（1）根据题意，焦距越短折光本领越大。甲凸透镜焦距为0.5m，乙为2m，0.5m＜2m，因此甲的折光本领更大。
焦度公式为$\Phi=\frac{1}{f}$，甲的焦度$\Phi_甲=\frac{1}{0.5\ \mathrm{m}}=2\ \mathrm{m}^{-1}$，乙的焦度$\Phi_乙=\frac{1}{2\ \mathrm{m}}=0.5\ \mathrm{m}^{-1}$。眼镜度数=焦度×100，甲的度数为$2×100=200$度，乙的度数为$0.5×100=50$度，故甲的度数更大。
（2）镜片度数为-200度，负数说明是凹透镜，凹透镜用于矫正近视眼，因此该同学是近视眼。
由度数=焦度×100，可得焦度$\Phi=\frac{-200}{100}=-2\ \mathrm{m}^{-1}$；再根据$\Phi=\frac{1}{f}$，焦距$f=\frac{1}{\Phi}=\frac{1}{-2\ \mathrm{m}^{-1}}=-0.5\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1)甲 甲 (2)凹 近视 $-2\ \mathrm{m}^{-1}$ $-0.5\ \mathrm{m}$
【知识点】
透镜焦度与度数的关系；近视眼的矫正
【点评】
本题考查透镜焦度、焦距、眼镜度数的关联，以及透镜类型与视力矫正的对应关系，属于基础概念应用题，只需准确运用题目给定公式即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
首先明确题目给出的核心规则：透镜焦度$\Phi=\frac{1}{f}$，眼镜度数=焦度×100，凸透镜度数为正、凹透镜度数为负，且焦距越短折光本领越大。解题时，先根据焦距计算焦度，再结合焦度与度数的关系判断折光本领、镜片度数，以及透镜类型、对应视力问题，最后计算焦度和焦距。
【解析】
（1）根据题意，焦距越短折光本领越大。甲凸透镜焦距为0.5m，乙为2m，0.5m＜2m，因此甲的折光本领更大。
焦度公式为$\Phi=\frac{1}{f}$，甲的焦度$\Phi_甲=\frac{1}{0.5\ \mathrm{m}}=2\ \mathrm{m}^{-1}$，乙的焦度$\Phi_乙=\frac{1}{2\ \mathrm{m}}=0.5\ \mathrm{m}^{-1}$。眼镜度数=焦度×100，甲的度数为$2×100=200$度，乙的度数为$0.5×100=50$度，故甲的度数更大。
（2）镜片度数为-200度，负数说明是凹透镜，凹透镜用于矫正近视眼，因此该同学是近视眼。
由度数=焦度×100，可得焦度$\Phi=\frac{-200}{100}=-2\ \mathrm{m}^{-1}$；再根据$\Phi=\frac{1}{f}$，焦距$f=\frac{1}{\Phi}=\frac{1}{-2\ \mathrm{m}^{-1}}=-0.5\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1)甲 甲 (2)凹 近视 $-2\ \mathrm{m}^{-1}$ $-0.5\ \mathrm{m}$
【知识点】
透镜焦度与度数的关系；近视眼的矫正
【点评】
本题考查透镜焦度、焦距、眼镜度数的关联，以及透镜类型与视力矫正的对应关系，属于基础概念应用题，只需准确运用题目给定公式即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
