中考物理一模试题分类汇编光学问题求解方法综合.docx
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中考物理一模试题分类汇编光学问题求解方法综合
一、初中物理光学问题求解方法
1.某物理兴趣小组在研究凸透镜成像实验时,如图所示,当蜡烛距透镜10cm时,在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上得到一个清晰的像,下列说法正确的是( )
A.像一定是倒立缩小的实像
B.该凸透镜的焦距可能为6cm
C.当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变小
D.当蜡烛到透镜的距离是4cm时,无论怎样移动光屏都不可能得到烛焰的像
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题意可知,物体经凸透镜后成的是实像。
物距为10cm,像距为6cm,物距大于像距,此时物体在二倍焦距以外,成的是倒立、缩小的实像,故A正确;
B.根据凸透镜成像的规律可知
10cm>2f
f<5cm①
此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间,即
f<6cm<2f
3cm<f<6cm②
综合①②得
3cm<f<5cm
故B错误;
C.凸透镜成实像时,物近像远像变大,当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变大,故C错误;
D.当蜡烛到透镜的距离是4cm时,如果
3cm<f<4cm
物体在一倍焦距和二倍焦距之间,可以在光屏上成倒立、放大的实像,故D错误。
故选A。
2.如图所示,小宇将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜成像规律。
下列说法正确的是( )
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.蜡烛燃烧一段时间后变短,像成在光屏的下方,可将透镜的高度向下调,使像成在光屏中心
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据“无论实像或虚像,物体靠近焦点像都变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,所成的虚像将变小,故A正确;
B.能在光屏上成清晰像的是实像,实像是实际光线会聚成的,当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续传播,进入人的眼睛,故B正确;
C.将蜡烛放在10cm处时,物距为30cm,而焦距为10cm,即物距大于两倍焦距,光屏上能承接到的是倒立缩小的像,故C正确;
D.蜡烛燃烧一段时间后变短,根据光的直线传播原理,则成的像会偏向光屏上方,可向下适当调整凸透镜,故D不正确。
故选ABC。
3.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。
4.如图是用手机、凸透镜和纸盒制成的简易“投影仪”,它能将手机画面放大投射到墙上,下列说法正确的是()
A.若透镜表面有一只小虫,墙上能看到小虫的像
B.眼睛贴近透镜向纸盒里面看,能看到手机画面放大的像
C.要使墙上的像变大一些,应将手机靠近透镜,同时使透镜离墙远一些
D.要使看到的像更清楚,应将手机屏幕调亮一些,使周围的环境暗一些
【答案】CD
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜的成像规律。
【详解】
A.投影仪的成像条件是物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,而小虫在透镜表面,意味着物距小于一倍焦距,则不能在墙上成像,故A错误;
B.投影仪所成的像与透镜的距离较大,若眼睛贴近透镜,则无法观察到清晰的像,故B错误;
C.根据凸透镜的成像规律:
物近像远像变大,将手机靠近透镜相当于将物体靠近透镜,那么像会变大,且像距变远,所以应将透镜离墙远一些,故C正确;
D.将手机屏幕调亮,是让物体本身光线更强,成像更清晰,而环境暗一些可避免环境光线对成像的影响,故D正确。
故选CD。
5.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。
6.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,物体与光屏的距离L和凸透镜的焦距f的说法正确的是()
A.L=18cmB.L=14cm
C.4cm 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 由于当光屏上成清晰放大的像后,物体及光屏均未移动,仅将凸透镜向光屏方向移动2cm,又成清晰缩小的像,则根据光路是可逆的可知,此时物距与像距大小互换,此时物距为10cm,像距为8cm,成倒立缩小的实像,物体与光屏间的距离L=10cm+8cm=18cm。 由凸透镜成像规律可得 2f<10cm,f<8cm<2f 解得4cm 7.如图所示的四种现象中,有关叙述正确的是( ) A. 让凸透镜正对太阳,后面放一张白纸,在白纸上形成了较大的光斑,此时光斑离透镜12.0厘米,若将透镜远离白纸则光斑变小,则焦距可能小于12.0厘米也可能大于12.0厘米 B. 手影是光的直线传播形成虚像,它不是能量的聚集 C. 水中铅笔看起来变弯折是由于光的折射形成的 D. 我们看到塔在水中形成倒影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.让凸透镜正对太阳,后面放一张白纸,在白纸上形成了较大的光斑,此时光斑离透镜12.0厘米,若将透镜远离白纸则光斑变小,根据凸透镜三条特殊光线,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,太阳光是相当于平行光的,所以白纸越靠近凸透镜,光斑越大,则焦距是大于12.0cm的,A错误; B.手影是光的直线传播所形成的暗区,不是物体的像,B错误; C.水中铅笔看起来变弯折是由于光从水中斜射向空气时,发生折射形成的,C正确; D.我们看到塔在水中形成倒影是由于光在水面发生反射形成的,不是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像,D错误。 故选C。 8.如图,F为凸透镜的两个焦点,A′B′为物体AB的像,则AB在() A.图中Ⅰ区域,箭头水平向左 B.图中Ⅱ区域,箭头水平向左 C.图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜下方 D.图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 根据图中告诉的像距与焦距的关系,结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系,以及物距与焦距的关系.由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴下方,根据凸透镜的三条特殊光线,利用折射时光路是可逆的,作出物体AB,由图可知;则物体应在主光轴上方,所以物体在图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方. 故选D. 9.如图甲所示,在探究“平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系? ”实验中,桌上已给出的实验器材有: 带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个;完全相同的蜡烛两个(A、B);白纸一张。 A蜡烛是“物”。 实验中,确定A蜡烛的像的位置后,在白纸上沿蜡烛A和蜡烛B的边缘画圆,并测出相应的物距u和像距v。 第一次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,蜡烛B的位置如图乙所示。 下列说法正确的是 A.实验中应只点燃A蜡烛 B.应在“M”侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像 C.多次改变A蜡烛的位置,获得多组数据是为了减小误差 D.第一次实验测量的像距v1=3.50cm 【答案】ABD 【解析】 【详解】 AB.做实验时,只点燃蜡烛A,蜡烛A在玻璃板中成像,观察蜡烛的像时,眼睛要在蜡烛A的一侧,眼睛既能看到蜡烛A,又能看到代替蜡烛A像的蜡烛B,当B好像被点燃时,说明B与A的像完全重合,说明A与A的像大小相同;故A、B正确; C.实验中,多次改变A蜡烛的位置,主要是为了获得多组数据归纳出物理规律,使实验结论具有普遍性,故C错误; D.实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则根据对称性可知,像距应是B的左端到直线的距离,由图知: 刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为1mm,所以此时对应的像距v=3.50cm,故D正确。 10.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. 11.如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路,且 ,若 ,该凸透镜的焦距可能是() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。 因为AO=10cm,则 f<10cm<2f 即 5cm<f<10cm 故选C。 12.将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置,所图所示.四条光线沿图示位置入射,能得到右边出射光线的只可能是 A.光线aB.光线bC.光线cD.光线d 【答案】C 【解析】 【详解】 光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从左侧玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故从左侧玻璃中出来的折射光线会向上偏折; 光从空气中斜射入右侧玻璃中时,折射角小于入射角(此时的折射角等于左侧玻璃中的入射角),故折射光线与原入射光线平行射出,即最后射出的光线如上图所示;d光线由于未垂直界面入射,因此无法垂直射出,故选C. 13.如图所示,在容器底部倾斜固定放置的防水激光笔发射出一束激光,激光束在水面发生折射后射在上方水平放置的光屏上形成光斑。 小明慢慢向容器中加水(未满)的过程中,随着水面上升,光斑位置将() A.向左移动 B.向右移动 C.先向左移动再向右移动 D.先向右移动再向左移动 【答案】A 【解析】 【详解】 由于水面上升,入射点上升,折射光线向左平移,与原来低水面时出来的折射光线平行。 故选A。 14.一束光垂直照射在水面上,发生反射和折射,下列说法中正确的是() A.从入射光线到反射光线,光的传播方向不变 B.入射角、反射角、折射角都是0° C.入射角、反射角、折射角都是90° D.顺时针旋入射光使得入射角为30°,则反射角、折射角也变至30° 【答案】B 【解析】 【详解】 ABC.入射光垂直入射界面时,入射光线与法线夹角即入射角为0°,那么反射光线与法线夹角即反射角也为0°,所以反射光线与入射光线重合,方向相反,折射光的传播方向和入射光一致,均垂直于界面,入射角和折射角都是0°。 故AC错误,B正确; D.入射角为30°时,根据光的反射定律,反射角等于入射角为30°,光从空气入射到水中时,光线发生偏折,折射光靠近法线偏折,即折射角小于入射角,所以折射角小于30°,故D错误。 15.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°. 16.如图所示,一束光照射到一个空的烧杯的底部,形成的光圈用虚线表示,若往烧杯中注满水,烧杯底部的光圈会变为 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,如图是最左边和最右边折射光的光路,外部两条光表示没有折射时的光,里面两条光表示折射后的光,从图中可以看出,折射光在原来光的内侧,由此可以知周围光都是如此,因此注水后烧杯底部的光圈会缩小,故选B。 17.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是: () A.保持水面高度不变使激光笔向右平移B.保持激光射入角度不变使水面上升 C.保持激光射入角度不变使水面下降D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,即入射光线向右平移,入射角不变,折射角也不变,所以在容器底部产生一个光斑也向右平移,故A项不符合题意; B.保持激光射入角度不变使水面上升,则入射点向左移动,入射角不变,折射角也不变,折射光线与原光线平行向左平移,所以在容器底部产生一个光斑也向左平移,故B项符合题意; C.保持激光射入角度不变使水面下降,则入射点向右移动,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故C项不符合题意; D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,则折射角也增大,折射光线远离法线,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故D项不符合题意。 故选B。 18.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。 19.如图所示,平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为15cm,则 A.向上移动平面镜,铅笔的像也向上移动 B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10cm C.铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔与它的像平行 D.铅笔和平面镜均水平向右移动10cm,铅笔像的位置不变 【答案】C 【解析】 【详解】 A.由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系,向上移动平面镜对称轴位置不变,铅笔的像位置也不变; B.由平面镜成像规律可知物与像大小相等,当铅笔紧贴平面镜时,平面镜至少高为10cm,当铅笔远离平面镜时,小于10cm也可以成完整的像; C.由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔平行于平面镜,铅笔的像也平行于平面镜,因此铅笔与它的像平行; D.由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等,当铅笔和平面镜均水平向右移动10cm,像的位置也向右移动了10cm. 20.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体.拿一副远视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.拿走远视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,有以下几种操作: ①只将蜡烛远离凸透镜; ②只将光屏靠近凸透镜;③只将光屏远离凸透镜;④将光屏和蜡烛同时适当远离凸透镜.其中可行的操作是 A.只有②B.只有③C.只有①③D.只有①③④ 【答案】D 【解析】 远视眼镜是凸透镜,首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原因是烛焰清晰的像在光屏的后面,可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离使得光屏上呈现一个清晰的像的目的,因此①③④都可以. 故选D. 【点睛】远视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太弱或眼球的前后方向太短造成的,因此要让光线在进入眼睛以前提前会聚一下,所以要带凸透镜来矫正.
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