4.在虚线方框内放置一个透镜,使得两束光线通过透镜前后的方向如图5-1-7所示。则放置透镜的类型为透镜。

4.凸 【解析】凸透镜对光有会聚作用。

【分析】要确定虚线框内的透镜类型，需依据透镜对光线的作用判断：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。观察题图，入射光线从左侧某点发出，经过透镜后，光线向主光轴（中间虚线）偏折，比原传播方向更靠近主光轴，说明光线被会聚，由此可判断透镜类型。
【解析】透镜分为凸透镜和凹透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用。本题中，入射光线经透镜后，传播方向向主光轴靠拢，光线被会聚，符合凸透镜的光学性质，因此该透镜为凸透镜。
【答案】凸
【知识点】透镜对光线的作用、凸透镜的会聚作用
【点评】本题是光学基础题，核心是通过光线偏折方向判断透镜类型，需牢记凸透镜和凹透镜的光学特性，难度较低。
【难度系数】0.6

5.小星利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图5-1-8所示。他注意到让凸透镜正对太阳光,但没有仔细调节纸片与凸透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么凸透镜的实际焦距()。


A.一定小于L
B.一定大于L
C.可能等于L
D.可能小于L,也可能大于L

5.D 【解析】凸透镜对光有会聚作用,太阳光相当于平行光,经凸透镜折射后将会聚于一点,该点为凸透镜的焦点,即纸片上得到的最小的光斑。如果光斑不是最小的,则不是焦点,此时最小光斑可能在焦点的上方,也可能在其下方,选项D正确。

【分析】
要解决这个问题，需明确凸透镜对平行光（太阳光）的会聚作用：平行光经凸透镜后会会聚到焦点，此时形成的最小、最亮的光斑才是焦点，焦点到透镜中心的距离为焦距。当纸片上的光斑不是最小时，说明纸片的位置不在焦点处，存在两种可能：要么纸片在焦点与凸透镜之间，要么焦点在凸透镜与纸片之间，因此测出的距离L与实际焦距的大小关系不确定。
【解析】
太阳光可视为平行光，凸透镜对光有会聚作用，平行光经凸透镜折射后会会聚于焦点，最小、最亮的光斑即为焦点，焦点到凸透镜中心的距离是焦距。
当纸片上的光斑不是最小时，有两种情况：
1. 若纸片在凸透镜和焦点之间，此时光斑到凸透镜的距离L小于实际焦距；
2. 若焦点在凸透镜和纸片之间，此时光斑到凸透镜的距离L大于实际焦距。
因此，凸透镜的实际焦距可能小于L，也可能大于L，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜的会聚作用；焦距的概念
【点评】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的原理，关键在于理解“最小最亮的光斑才是焦点”，需考虑非最小光斑时的两种位置情况，避免错误认为光斑到透镜的距离就是焦距。
【难度系数】
0.5

6.如图5-1-9所示,一束光通过放在O处的光学元件后改变了传播方向,则O处的光学元件()。


A.只能是平面镜
B.只能是凸透镜
C.只能是凹透镜
D.平面镜、凸透镜、凹透镜都有可能

6.D 【解析】如图答5-4所示,①对于凸透镜,入射光线与主光轴平行,则折射光线过焦点;②对于凹透镜,入射光线与主光轴平行,则折射光线的反向延长线过焦点;③平面镜可以改变光路,使光的传播方向发生改变。选项D正确。

【分析】要判断O处的光学元件，需明确平面镜、凸透镜、凹透镜对光线的作用：平面镜通过光的反射改变光路；凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，二者均可改变光线的传播方向。结合题图中光线的变化，分别验证三种元件是否能实现该光路，进而得出结论。
【解析】分别分析三种光学元件的适用性：
① 平面镜：光在平面镜上发生反射，会改变传播方向，题图中入射光线经O处反射后向下，符合平面镜的光路特点，故平面镜可行；
② 凸透镜：凸透镜对光线有会聚作用，当入射光线以合适角度入射时，经过凸透镜后可改变传播方向，形成题图中的光路，故凸透镜可行；
③ 凹透镜：凹透镜对光线有发散作用，同理，当入射光线角度合适时，经过凹透镜后也能改变传播方向，形成题图中的光路，故凹透镜可行。
因此，平面镜、凸透镜、凹透镜都有可能，对应选项D。
【答案】D
【知识点】光的反射、透镜对光线的作用
【点评】本题考查不同光学元件对光路的改变，需掌握各类光学元件的光学特性，逐一分析判断，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

7.小明将水滴滴在透明玻璃纸上,透过水滴观察报纸上的字,发现字变大了,这个水滴相当于一个凸透镜,如图5-1-10甲所示。若把它带到太空中,水滴会变成图5-1-10乙所示的形状,则在太空中,该水滴透镜()。


A.焦距不变
B.焦距会变长
C.对光线的偏折能力增强
D.对光线的偏折能力减弱

7.C 【解析】水滴相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,光线经凸透镜折射后,折射光线将向主光轴方向偏折;凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关,把水滴带到太空中,水滴由于不受重力,会变成题图乙所示的形状,相当于凸透镜变凸,折光能力变强,则焦距会变小,选项C正确,选项A、B、D错误。

【分析】首先，明确水滴在太空中的形状变化：太空处于失重状态，水滴不受重力影响，会在表面张力作用下变成图乙的球形，相比地球上的扁形水滴（甲图），凸起程度更大。其次，回忆凸透镜的光学规律：凸透镜对光线有会聚作用，其对光线的偏折能力与凸起程度有关，凸起程度越大，偏折光线的能力越强，焦距越小。最后结合选项逐一判断：A选项焦距不变，不符合形状变化带来的焦距改变；B选项焦距变长，与实际相反；C选项偏折能力增强，符合凸起变大的特点；D选项偏折减弱，错误。
【解析】水滴在地球上受重力作用呈扁形（甲图），进入太空后，由于失重，水滴会在表面张力作用下变成球形（乙图），此时水滴相当于凸透镜，其凸起程度比原来更大。凸透镜对光线的偏折能力由自身凸起程度决定：凸起程度越大，对光线的偏折能力越强，焦距越小。因此，该水滴透镜在太空中，焦距变小，对光线的偏折能力增强，故选项C正确，A、B、D错误。
【答案】C
【知识点】凸透镜的偏折能力、焦距
【点评】本题结合太空失重的实际场景，考查凸透镜的光学特性，核心是理解凸透镜凸起程度与偏折能力的关系，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.6