备战中考物理光学问题求解方法大题培优 易错 难题附详细答案.docx
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备战中考物理光学问题求解方法大题培优易错难题附详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.如图甲测凸透镜的焦距,图乙“探究凸透镜成像的规律”,实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置,下列说法正确的是( )
A.图甲可知凸透镜的焦距是40.0cm
B.图乙四个位置中,移动光屏,有4个位置上的蜡烛可以在光屏上成像
C.将蜡烛放在丙位置,若凸透镜上有一个泥点,则在光屏上不会出现泥点的影子
D.将蜡烛放在乙位置,光屏应向左移动才能找到清晰的像,此时的成像特点与投影仪的成像原理相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图甲可以看到,凸透镜所在的位置是30.0cm刻度,而光屏所在的位置是40.0cm刻度,而平行光线经凸透镜折射后,会聚于焦点,可知凸透镜的焦距是
凸透镜的焦距是
,A错误;
B.一倍焦距以外是实像,以内是虚像,因为甲乙丙在焦点外,所以成实像,可以成在光屏上,B错误;
C.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,凸透镜上有一个泥点,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像,因此像与原来的相同,大小不变,但是由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,像是完好的,只是亮度变暗,不会出现泥点的影子,C正确;
D.将蜡烛放在乙位置,这时物距大于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,像距会大于一倍焦距,小于两倍焦距,从图乙可以看到,光屏应向左移动才能找到清晰的像,这是成倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机的成像原理相同,D错误。
故选C。
2.拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
A.将蜡烛远离凸透镜B.将光屏靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,拿一副远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,远视眼镜对烛焰光线的会聚作用消失,烛焰的像会远离凸透镜,像距变大,由于烛焰的像不在光屏上,所以光屏上烛焰的像变得模糊了,若将蜡烛远离凸透镜,物距变大,根据凸透镜的成像规律,像距会变小,当像距减小的距离与移走远视眼镜像距变大的距离相等时,光屏上就能成清晰的烛焰的像,故A符合题意;
BC.由于移走远视眼镜后,烛焰的像会远离凸透镜,像距变大,若将光屏靠近凸透镜,光屏离烛焰的像的距离更大了,像会变得更加模糊了,若将光屏远离凸透镜,光屏就会靠近烛焰像的位置,当光屏正好移到烛焰像的位置,光屏上就能成清晰的烛焰的像,故B不符合题意,C符合题意;
D.由于移走远视眼镜后,烛焰的像会远离凸透镜,像距变大,若将蜡烛靠近凸透镜,物距变小,根据凸透镜的成像规律,烛焰的像离凸透镜更远了,像距变得更大,将光屏靠近凸透镜,光屏离烛焰的像的距离就更大了,像会变得更加模糊了,故将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜,烛焰的像会更加模糊,故D不符合题意。
故选AC。
3.如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。
以下判断正确的是( )
A.光屏上成倒立缩小的实像
B.此时透镜的焦距
C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到
刻度线处光屏仍能得到清晰的像
D.向水透镜注水后,要使光屏上重新得到清晰的像,需要像光屏向右移动
【答案】BC
【解析】
【详解】
A.由图可知,当物距小于像距时,光屏上成倒立、放大的实像,故A正确;
B.由图可知
,
,则
……①
……②
由①②可得透镜焦距
故B正确
C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到
刻度线处,物距
,像距为
即此时的物距等于原来的像距,在光的折射中光路是可逆的,所以光屏上仍能得到清晰的像,故C正确;
D.向水透镜注水后,透镜会聚能力变强,焦距变小,使光线提前会聚成像,所以要使光屏上重新得到清晰的像,应减小像距,需要将光屏向左移动,故D错误。
故选BC。
4.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。
下列说法正确的是()
A.此时的成像特点与投影仪相同
B.该透镜的焦距满足8cm C.将蜡烛和光屏互换后,光屏上不能承接到清晰的像 D.将蜡烛和光屏同时远离凸透镜,可再次承接到清晰的像 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.由题可知,蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,与照相机原理相同,故A不正确; B.由凸透镜成像规律可知,此时物距在二倍焦距以外,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即 , 即 , 可得 , 则 透镜的焦距满足 ,故B正确; C.由光路可逆原理可知,将蜡烛和光屏互换后,光屏上能承接到清晰的像,故C项不正确; D.将蜡烛远离凸透镜时,光屏要靠近凸透镜,才能在光屏上成清晰的像,故D项不正确。 故选B。 5.如图所示,纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,蜡烛放在纸筒前,此时光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,同时移动光屏,到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】 三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状(中间厚,边缘薄),故BCD项不符合题意,A项符合题意。 6.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置,把光屏放在凸透镜的右侧,然后移动光屏,恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像,则() A.焦距可能是8cm B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像 C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,像的大小会变小 D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,所成的像也会往右移动,且移动距离小于2f 【答案】C 【解析】 【详解】 A.根据凸透镜的成像规律可知,在光屏上出现一个倒立缩小的像,那么像距符合关系式 ,因为 ,所以 ,可解得 所以焦距不可能是8cm,A项不合题意; B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,由于 ,这时物距小于一倍焦距,在凸透镜的右侧是不能成像的,B项不合题意; C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,根据凸透镜的动态成像规律可知,像的大小会变小,选项C符合题意; D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,这个过程分两个阶段,物距还在小于一倍焦距时,所成的虚像往左移动到无穷远处,当物距大于一倍焦距后,会成实像,所成的实像会从右端无穷远处往左移动,D项不合题意。 7.小红在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中,在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像。 小红保持凸透镜的位置不变,将光屏和蜡烛的位置互换,这时,她在光屏上可以看到( ) A.正立、放大的像B.正立、缩小的像 C.倒立、缩小的像D.倒立、放大的像 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 由题意可知,在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像,那么物距大于两倍焦距,像距小于两倍焦距大于一倍焦距;当保持凸透镜的位置不变,将光屏和蜡烛的位置互换,物距是小于两倍焦距大于一倍焦距,像距是大于两倍焦距,由于光的可逆性,根据凸透镜的成像规律可知,这时成倒立、放大的实像。 故选D。 8.如图所示的两个平面镜相交成55°角,一束光线AO射到其中一个平面镜上,要使经另一镜面一次反射后,最后的光线从OA路径传播出去,角α应为 A.35°B.55°C.45°D.90° 【答案】A 【解析】 【详解】 根据题意可知,反射光线与镜面PN垂直,由图知,两块平面镜相交成55°角,则 ∠POB=90°-55°=35°, 因为反射现象中反射角等于入射角,法线垂直镜面,且平分入射光线与反射光线的夹角,则反射光线与镜面的夹角也等于入射光线与镜面的夹角,所以AO与平面镜MP的夹角α=∠POB=35°,故选A. 9.如图所示,小海用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼、远视眼的视物差别。 实验中假定图甲中的透镜为正常眼晶状体的形状,并测得其焦距为10cm,再将甲分别挤压成图乙、丙的形状。 如图所示,能够模拟远视眼的成因及矫正方法的是 A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】 因凸透镜的凸度越大,焦距越小,所以实验中测得甲图焦距为10cm,再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状,由图可以看出,乙图的凸度比丙图大,则焦距小于10cm的是图乙,大于10cm的是图丙;因为丙的焦距比乙的焦距大,所以会聚能力减弱,因此B模拟的是远视眼,A模拟的是近视眼;远视眼应佩戴凸透镜进行矫正;综上所述,故选BD。 10.如图,两个平面镜相互垂直竖直放置,点光源在平面镜内成三个像,现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则可以观察到镜子内的三个像 A.全都做顺时针运动 B.全都做逆时针运动 C.一个顺时针运动,另外两个逆时针运动 D.一个逆时针运动,另外两个顺时针运动 【答案】C 【解析】 【详解】 S在竖直的平面镜中成的像为S′,在水平的平面镜中所成的像为S0;S′在水平的平面镜中成的像为S″,而S0在竖直的平面镜中所成的像点也是S″,即再次成像的像点是重合的,所以一共有3个像,如图所示: 现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则镜子内的三个像中,S0、S′均做逆时针运动.S″是重合的像,相反了两次,应该做顺时针时针转动,故选C. 【点睛】 解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点,像与物体是左右相反的.解答此题要求学生应具备一定的空间想像能力. 11.如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像.当u>f时,物距减小,像距变大像变大.右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B. 12.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上的一点光源S,点光源S发出一细光束垂直射向平面镜.平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动,在转动30º时,点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为θ1,照射到筒壁上的反射光转过的角度为θ2,则() A.θ1=30º,θ2=30º B.θ1=30º,θ2=60º C.θ1=60º,θ2=30º D.θ1=60º,θ2=60º 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 如右图所示,平面镜旋转30°,相当于入射角增大30°,因为原先入射角为0°,(如左图)则入射角和反射角的夹角为60°,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2即为60°(如右图)由左右两图的“虚像”的位置可知: 点光源在镜中所成的像转过的角度θ1为60°. 13.光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成,而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。 如图所示,相距很近的两束平行的红光和紫光,间距为d,斜射到较厚的玻璃砖的上表面,并从玻璃砖的下表面射出,则下列现象可能的是() ①两条出射光线仍平行,但距离大于d; ②两条出射光线仍平行,但距离小于d; ③两条出射光线仍平行,但距离等于d; ④两条出射光线不再平行。 A.②③④B.②C.③④D.①②③ 【答案】B 【解析】 【详解】 每条单色光入射到玻璃砖后最终折射出来的光线都与初始入射光线平行; 紫光由于波长短,频率大,偏折能力强,所以紫光最终出射光线比红光出射光线向左平移的要多,即平行光线间距会缩小。 故B正确。 14.如图所示,一束光在平面镜上发生反射,反射光恰好照在光屏的A处,若要让反射光照在光屏的B处,则下列方法中( ) ①只将光屏竖直向下移动一段距离 ②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°) ③只将平面镜竖直向上移动一段距离 ④只将平面镜水平向右移动一段距离 A.只有①可行B.只有②可行C.①和②都可行D.③和④都可行 【答案】B 【解析】 【详解】 ①只将光屏竖直向下移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向左移动,故①不符合题意; ②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度(<90°),入射角变大,根据反射角等于入射角可知,反射角也随之变大,反射光线可能经过B点,故②符合题意; ③只将平面镜竖直向上移动一段距离,则入射光线不变,则反射光线也不会改变,但光斑会向左移动,故③不符合题意; ④只将平面镜水平向右移动一段距离,则入射角不变,并且入射点相对应A点的位置不变,因此反射光线的位置不变,故④不符合题意; 故选B. 15.凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,则下面说法正确的是 A.将物体靠近透镜后,无论如何移动光屏,光屏上都不能呈现物体的像,则一定成虚像 B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换,一定可以在光屏上得到清晰缩小的像 C.如果物体靠近透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离透镜且光屏移动距离小于物体移动距离 D.将透镜遮挡一部分,则一定不能成完整的像 【答案】B 【解析】 【详解】 A.由题意可知,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,说明此时 , ;将物体靠近透镜后,只要物距仍在 这个范围,此时只需要把光屏远离凸透镜,还可以成放大的实像;故A项错误; B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换后,此时 , ,故此一定可以在光屏上得到清晰缩小的像;故B项正确; C.物体靠近透镜即物距减小,像距增大,光屏应远离透镜,当 时光屏移动距离小于物体移动距离,当 时光屏移动距离大于物体移动距离,故C项错误; D.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,像会变暗。 故D项错误; 16.对学习过的知识进行归纳总结,从而加深对知识的理解,是一种重要的学习方法。 以下是小军同学学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后,总结的关于实像和虚像的一些特点,其中错误的是( ) A.虚像不能用光屏承接到 B.虚像可以是正立的,也可以是倒立的 C.实像和虚像都可能与物体等大 D.实像可以是放大的,也可以是缩小的 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.实际光线的反向延长线相交所成的像叫虚像,所以虚像不能用光屏承接到,A正确,不合题意; B.虚像是正立的,不存在倒立,B错误,符合题意; C.凸透镜成像中,当物距等于两倍焦距时,成倒立等大的实像,物体与实像大小相等;而平面镜成像中所成的虚像,与物体也是等大;所以实像和虚像都可能与物体等大;C正确,不合题意; D.根据凸透镜的成像规律可知,实像可以是放大的,也可以是缩小的,D正确,不合题意。 故选B。 17.如图所示,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法不可行的是() A.只将平面镜竖直向上平移一段距离 B.只将平面镜水平向右平移一段距离 C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度 D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度 【答案】B 【解析】 【详解】 A.只将平面镜竖直向上平移一段距离,那么入射点O点在水平方向上会右移,反射光线在水平方向上也会右移,那么反射光线能够射中天花板上的新目标,A项不合题意; B.只将平面镜水平向右平移一段距离,那么入射点O点的位置不变,反射光线的位置也不变,那么反射光线不能射中天花板上的新目标,选项B符合题意; C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,C项不合题意; D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,D项不合题意。 18.如图四幅图均为九年级课本中电学实验实物连接图,其中电表的左接线柱均为“﹣”接线柱,四幅图的电路连接均有错误,其中有三幅图可通过改变一根导线的一端就可以修改正确,只有一幅图是需要改变多根导线的一端才可以修改正确的,这幅图是 A. 用电压表则灯L2两端的电压 B. 探究并联电路干路电流与各支路电流的关系 C. 伏安法测小灯泡的电阻 D. 在电阻一定时探究电流与电压的关系 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.如图电压表测量的总电压,要用电压表则灯L2两端的电压,将电压表连接L1左端一端,改接到L2左端即可,故A不符合题意; B.探究并联电路干路电流与各支路电流的关系,电流表应分别测量干路电流、两支路电流,如图将电源负极连接下面灯泡左端的连线,改接到下方电流表的负接线柱,即为正确的电流,故B不符合题意; C.如图,伏安法测小灯泡的电阻的实验电路中,电流表的正负接线柱接反了,且滑动变阻器连接了上面的两个接线柱,所以最少两处需要改正,故C符合题意; D.如图,在电阻一定时探究电流与电压的关系,电流表应串联,电压表应并联在电阻两端,所以将电阻右端到电流表的连线,改接到电压表的负接线柱即为正确的电路,故D不符合题意; 19.物体放在凸透镜前30厘米处;在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。 则() A.焦距可能为18厘米 B.此时凸透镜成倒立放大的实像 C.当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了 D.当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米 【答案】D 【解析】 【详解】 根据凸透镜的成像规律,当 , ,成倒立、缩小的实像,即 ;由题意可以知道物距 ,像距 ,这种情况是成倒立、缩小的实像,即 化简可得 所以凸透镜的焦距不可能是18cm;当物体远离凸透镜10cm,物距变大,依然大于两倍焦距,像距变小,所成的实像会变小;当物体靠近凸透镜10cm,物距 ,那么 为了在光屏上得到清晰的实像,根据光路的可逆性,此时像距 ,光屏应远离透镜10cm;故选D。 20.如图,小明在实验室探究凸透镜成像规律,先把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像。 于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,在如图的四个实验情境中,能够在光屏上得到清晰的像是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 A.把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像,说明此时的成像原理与照相机相似,物距大于二倍焦距,像距在二倍焦距与一倍焦距之间,由图甲可得,此时像距为15cm,故可以得到 化简可得 此外,由图甲可知,像距为15cm时,物距在窗外,说明此时像距接近一倍焦距,即焦距更靠近15cm,且光路可逆,若物距为15cm时,像的位置应该在窗外,像距超出光具座范围。 选项A图中物距为10cm,此时像距应该超出光具座范围或成虚像,故A不符合题意; B.此时物距约为38cm,稍大于二倍焦距,像距为25cm,稍小于二倍焦距,满足 和焦距更接近15cm的条件,此时成倒立、缩小的实像,故B符合题意; C.若此时光屏上能看到清晰地像,则物距等于像距为20cm,则焦距为10cm,更接近7.5cm,不符合题意; D.若此时能在光屏上看到清晰地像,则像距为12cm,此时蜡烛应该才窗外,超出光具座范围,故D不符合题意。 故选B。
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