中考物理压轴题专题光学问题求解方法的经典综合题附详细答案.docx
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中考物理压轴题专题光学问题求解方法的经典综合题附详细答案.docx
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中考物理压轴题专题光学问题求解方法的经典综合题附详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.某人站在离湖岸边8m的C处,刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像,如果眼距地面的高度为l.6m,湖两岸均高出湖水面lm.湖宽50m,则该树HG的高度为()
A.10mB.9mC.8mD.7m
【答案】C
【解析】
【详解】
某人刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像,这就意味着树H在水中的像
与人眼的连线刚好经过距离C处8m的湖岸边,作出树HG在水中的像
,如下图所示.
可知
可求得
,那么
,三角形
与三角形
相似,可知
可求得
,那么
即该树HG的高度为8m,故选C.
2.小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时,她把凸透镜看作眼晴的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体.她拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示.若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A.将光屏适当靠近凸透镜B.将蜡烛适当靠近凸透镜
C.将光屏适当远离凸透镜D.将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】
远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视眼镜放在凸透镜前,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;
AB.将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜,所成的像会更加模糊,故AB不符合题意;
CD.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,故CD符合题意。
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.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是( )
A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A错误;
B.据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B错误;
C.据B可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C正确;
D.凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D错误。
故选C。
5.要使光线经过某一个光学元件后发生图示的偏折,可供选用的元件有:
①平面镜;②凸透镜;③凹透镜。
能达成该目标的所有光学元件有( )
A.①②B.②③C.①③D.①②③
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
光线如果按照下面的传播路径,这三种光学元件都是可以达成目标的,如下图所示。
故选D。
6.关于光现象的说法正确的是()
A.看到湖中游动的“鱼”比其实际位置要深
B.物体靠近平面镜,所成的像逐渐变大
C.光发生漫反射时,反射角等于对应的入射角
D.我们看到“红花绿叶”,是由于花吸收了红光,叶子吸收了绿光
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.水中的鱼反射的光线穿过水面,折射进入人眼,此时光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼经水面折射所成的虚像,且虚像在实际鱼的上方,所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。
故A错误;
B.由平面镜成像的特点可知,像与物大小相等,像的大小与物体到平面镜的距离无关,所以,物体逐渐靠近平面镜,所成的像大小不变,故B错误;
C.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,所以光发生漫反射时,反射角等于入射角,故C正确;
D.不透明物体的颜色由它反射的色光所决定,而透明物体的颜色由透过它的色光的颜色所决定,所以红花绿叶是由于红花只能反射红光,而绿叶只能反射绿光,故D错误。
故选C。
7.3D电影具有三维立体视觉效果,拍摄时,将两个摄像头按照人两眼间的距离放置,同时拍摄,制成胶片;放映时,两个放映机在银幕上呈现两个略有差异的画面,观看者带上特殊眼镜后,就能看到立体效果.关于3D电影,下列说法不正确的是
A.光在银幕上发生的是漫反射
B.画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像
C.拍摄时,两摄像头中心间的距离约为7cm
D.放映时,胶片到放映机镜头的距离大于2倍的镜头焦距
【答案】D
【解析】
【分析】
凸透镜成像规律是:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用是投影仪;u<f,成正立、放大的虚像,应用是放大镜.
为了使电影院里的每一位观众都能看到银幕上的画面,幕布表面比较粗糙,当光线射到的幕布上,反射光线会射向四面八方,这种反射称为漫反射.
人的两眼之间大约有6厘米的距离,所以在观看除了正前方的物体外,两只眼睛必然有角度的不同,这个差别在大脑中就能自动形成上下、左右、前后、远近的区别,从而产生立体视觉.
【详解】
A.观众能从各个不同的角度看到银幕上的画面,这是由于光在银幕上发生了漫反射,故A正确,不符合题意;
B.人眼的晶状体相当于凸透镜,人眼相当于一架微型照相机,画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,故B正确,不符合题意;
C.人的两眼之间大约有6厘米的距离,拍摄时,为了产生立体视觉.两镜头中心间的距离约为7cm,故C正确,不符合题意;
D.放映时,胶片到放映机镜头的距离在一倍焦距和2倍焦距之间,银幕上呈现的是倒立、放大的实像,故D错误,符合题意.
【点睛】
解决本题的关键是掌握凸透镜成像的三种情况及其应用,另外本题还考查了能从各个角度看到物体就是发生了漫反射的缘故,此题涉及到的3D电影的相关知识,有一定的难度.
8.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:
透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。
由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明
,所以
;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明
,所以
;丙透镜成放大、正立的虚像,说明
;所以,
。
故选B。
9.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。
10.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是()
A.利用了这一原理制成了照相机
B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,蜡烛物距
,像距
,可知
,而照相机的是
,A错误;
B.根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B错误;
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确;
D.由题意可知
,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,此时
,
,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误.
11.晚上,在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜平放在白纸上,让手电筒的光正对平面镜和白纸照射,如图所示,从侧面看去,会看到的现象和对此分析正确的是( )
A.镜子比较亮,因为它发生了镜面反射
B.镜子比较亮,因为它发生了漫反射
C.白纸比较亮,因为它发生了镜面反射
D.白纸比较亮,因为它发生了漫反射
【答案】D
【解析】
【分析】
人看物体的条件是物体发出的光线或反射的光线进入人的眼睛,进入眼睛的光越多,感觉越亮,进入的越少感觉越暗;平行光线射向平滑的反射面,反射光线平行射出,平行光线射向粗糙的反射面将发生漫反射,反射光线射向四面八方。
【详解】
光照到平面镜上发生镜面反射,如图手电筒正对着平面镜向下照射,此时反射光线竖直向上射出,而人从侧面观察,所以这部分反射光线不能进入侧面的人眼中,所以看到镜子是暗的;而光照到白纸上发生漫反射,反射光线向四面八方,有一部分反射光线进入了人眼,所以人看到白纸比较亮。
故选D。
【点睛】
解题思路:
仔细分析题目中的情境,注意区分发生的反射现象属于镜面发射还是漫反射,再根据二者的特点进行作答。
12.某同学将物体放在凸透镜前不同位置,依次得到倒立的放大的像和倒立的缩小的像,测得像距分别为26厘米和16厘米,则该透镜的焦距f为()
A.6厘米 C.13厘米 【答案】B 【解析】 【详解】 根据题意,当凸透镜成倒立放大的像时,像位于二倍焦距以外,即 ,代入数据得: 解得: 当凸透镜成倒立,缩小的像时,像位于一倍焦距和二倍焦距之间,即 ,代入数据得: 解得: 所以 故选B。 13.小明的爸爸身高1.80m,小明现在身高1.68m,而妈妈身高1.72m。 如果他们全家人的眼睛到头顶的距离均为10cm,为了让全家人都能在镜子中看到自己的全身像,镜子的下边缘需离地高度不能高于() A.0.9mB.0.84mC.0.96mD.0.79m 【答案】D 【解析】 【详解】 人眼与像中眼睛连线,人眼与像中脚连线。 图中A点为平面镜最低点,最低点高度为人眼离地面的高度的一半,三人中小明身高最小,要求平面镜高度最低,应按小明来计算,小明眼睛高度为158cm,所以镜子下边缘离地面最多不能高于 。 故选D。 14.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。 下列判断中正确的是() A.此时的像是正立放大的虚像 B.该透镜的焦距是15cm C.当蜡烛到透镜的距离是60cm时,调节光屏,屏上可得缩小的像 D.当蜡烛到透镜的距离是15cm时,调节光屏,屏上可得放大的像 【答案】C 【解析】 【详解】 AB.像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v>2f,f 故AB错误; C.当u=60cm时,由f<30cm可知2f<60cm,即u>2f。 当物距大于2f时,f 故C正确; D.当u=15cm时,由30cm<2f可知15cm 故D错误。 15.一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。 16.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°. 17.如图所示,光屏上得到一个清晰的像,此时蜡烛到凸透镜的距离为24cm,则下列说法正确的是() A.此时的应用是投影仪,且凸透镜的焦距小于12cm B.只将凸透镜向左移动,就可以在光屏上得到倒立缩小的像 C.在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,凸透镜和光屏不动,蜡烛向右移动光屏上会成清晰的像 D.将蜡烛移到距离凸透镜18cm,向右调节光屏到适当位置,在光屏上可能得到放大的像 【答案】D 【解析】 【详解】 A.物距大于1倍焦距小于2倍焦距成倒立放大的实像,应用是投影仪;则 ;又因为 ,所以 ,故A错误; B.只将凸透镜向左移,减小物距,此时应该增大像距,且物像之间的距离增大,故光屏向右移动才可以在光屏上得到清晰放大的像,故B错误; C.近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线由发散作用;若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜时,光线会延迟会聚,所以像会落在光屏的右侧;如果此时蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,像会更加远离光屏,光屏应该向右移动才能得到清晰的像,故C项错误; D.将蜡烛右移至距离凸透镜18cm,由 可知,此时物距仍大于焦距,故向右调节光屏至适当位置,在光屏上仍可能得到清晰放大的像,故D正确; 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,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.
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