9. 提升题 根据图5.1-5甲、乙中的折射光线或入射光线作出相应的入射光线或折射光线，已知F为焦点或虚焦点。

图5.1-5

9. 完成的入射光线和折射光线如所示：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点，指向另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。

【分析】
本题是透镜光路作图题，需利用凸透镜和凹透镜的特殊光线规律解题。首先明确两种透镜的三条特殊光线：凸透镜中，平行于主光轴的光线折射后过焦点，过焦点的光线折射后平行于主光轴，过光心的光线方向不变；凹透镜中，平行于主光轴的光线折射后反向延长线过同侧虚焦点，入射光线延长线过另一侧虚焦点时折射后平行于主光轴，过光心的光线方向不变。对于甲图（凸透镜），已知两条折射光线，需反向推导入射光线：一条折射光线平行于主光轴，对应入射光线应过左侧焦点；另一条折射光线过右侧焦点，对应入射光线应平行于主光轴。对于乙图（凹透镜），已知两条入射光线，需推导折射光线：平行于主光轴的入射光线，折射后反向延长线过左侧虚焦点；过光心的入射光线，传播方向不变。
【解析】
1. 甲图（凸透镜）：
取左侧主光轴上的焦点F，连接F与透镜上平行于主光轴的折射光线的入射点，得到对应的入射光线（过焦点的光线）。
作一条平行于主光轴的入射光线，射向透镜上过右侧焦点的折射光线的入射点，即为对应的入射光线。
2. 乙图（凹透镜）：
对于平行于主光轴的入射光线，连接左侧虚焦点F与透镜上该入射点，沿光线传播方向延长，即为折射光线（其反向延长线过左侧虚焦点）。
对于过光心的入射光线，沿原直线方向延长，即为对应的折射光线（传播方向不变）。
【答案】
9. 完成的入射光线和折射光线如所示：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点，指向另一侧虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
【知识点】
凸透镜光路作图，凹透镜光路作图
【点评】
本题考查透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，需准确掌握凸透镜和凹透镜的光线折射规律，属于提升类基础题，难度适中，能较好考查学生对透镜光路的理解。
【难度系数】
0.5

10.利用太阳光可以测量凸透镜的焦距。
（1）图5.1-6甲所示的操作方案（选填“合理”或“不合理”），原因是。
（2）采用正确的操作方案，调整透镜和白纸的位置后，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L。
（3）若在透镜远离白纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（选填“大于”或“小于”）L。此时，（选填“增大”或“减小”）透镜与白纸之间的距离，直到白纸上出现最小、最亮的光斑为止，这个光斑所在位置就是该凸透镜的。用刻度尺测量出该点到凸透镜中心的距离，此距离就是该凸透镜的。
（4）凸透镜的焦距是表示凸透镜对光的会聚能力的一个物理量。两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别如图5.1-6乙、丙所示，那么焦距为cm的凸透镜对光的会聚能力强一些。

10. (1) 不合理；太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射
(3) 小于；减小；焦点；焦距
(4) 3.00

【分析】
测量凸透镜焦距需利用平行于凸透镜主光轴的光线，只有平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后，才会会聚到焦点形成最小最亮的光斑，才能准确测量焦距；对于非最小最亮的光斑，需根据透镜远离时光斑的变化判断焦距与当前光斑到透镜距离的关系；比较凸透镜会聚能力时，焦距越小，会聚能力越强。
【解析】
（1）甲图中，入射的太阳光没有平行于凸透镜的主光轴，无法会聚到焦点，因此操作方案不合理。
（3）当白纸上呈现非最小最亮的光斑，透镜远离白纸时光斑一直变大，说明当前光斑到透镜的距离L大于焦距f（若L小于f，透镜远离时光斑会先变小再变大），故焦距小于L；此时需减小透镜与白纸的距离，直到出现最小最亮的光斑，该光斑位置为凸透镜的焦点，其到透镜中心的距离即为焦距。
（4）乙图中，透镜中心在1.0cm处，焦点在4.0cm处，焦距为4.0cm - 1.0cm = 3.00cm；丙图中，透镜中心在1.0cm处，焦点在6.0cm处，焦距为6.0cm - 1.0cm = 5.00cm；焦距越小，凸透镜对光的会聚能力越强，故焦距为3.00cm的凸透镜会聚能力更强。
【答案】
(1) 不合理；太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射
(3) 小于；减小；焦点；焦距
(4) 3.00
【知识点】
凸透镜焦距测量、凸透镜会聚特性
【点评】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的实验，需掌握平行光入射的要求、根据光斑变化判断焦距的方法，以及焦距与会聚能力的关系，是光学基础实验题，注重对实验原理的理解。
【难度系数】
0.5

11. 提升题 某同学想探究影响凸透镜焦距的因素，现有玻璃、树脂两类凸透镜，每种材料各有两个表面弯曲程度不同的透镜。
(1)要探究焦距与表面弯曲程度的关系，应选择相同的凸透镜进行实验。
(2)要探究焦距与材料的关系，实验中需要控制凸透镜的相同。该同学发现自己眼镜的树脂镜片和同学眼镜的玻璃镜片的外形都完全一致，但是他们的近视度数不一样，这个现象说明：。
(3)实验时用平行光正对凸透镜，通过观察来判断焦距的大小。平行光会聚形成的光斑离透镜越近，说明凸透镜的焦距越。

11. (1) 材料
(2) 表面弯曲程度；透镜的焦距与透镜的材料有关
(3) 光斑到透镜中心的距离；小

【分析】本题探究影响凸透镜焦距的因素，需运用控制变量法分析：(1)探究焦距与表面弯曲程度的关系时，需控制其他影响因素不变，仅改变表面弯曲程度，因此要保证材料相同；(2)探究焦距与材料的关系时，需控制表面弯曲程度相同，外形一致即弯曲程度相同，材料不同导致度数（与焦距相关）不同，说明焦距与材料有关；(3)平行光测焦距时，通过光斑到透镜中心的距离判断焦距，光斑越近焦距越小。
【解析】(1) 根据控制变量法，探究焦距与表面弯曲程度的关系，应保持材料相同，改变表面弯曲程度，故选择材料相同的凸透镜。(2) 探究焦距与材料的关系时，需控制表面弯曲程度相同；树脂镜片和玻璃镜片外形一致（弯曲程度相同），材料不同导致近视度数不同（度数与焦距相关），说明透镜的焦距与透镜的材料有关。(3) 平行光正对凸透镜，会聚后形成的光斑到透镜中心的距离即为焦距，光斑离透镜越近，该距离越小，说明焦距越小。
【答案】(1) 材料；(2) 表面弯曲程度；透镜的焦距与透镜的材料有关；(3) 光斑到透镜中心的距离；小
【知识点】控制变量法、凸透镜焦距、影响凸透镜焦距的因素
【点评】本题考查控制变量法在探究实验中的应用，以及凸透镜焦距的相关知识，是初中物理光学部分的基础探究题，侧重考查学生的实验分析能力。
【难度系数】0.6