物理凸透镜经典压轴题附答案.docx
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物理凸透镜经典压轴题附答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是30cm
B.换成焦距为10cm的凸透镜,在蜡烛和光屏不动的情况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,在光屏上可以得到两次清晰倒立的像
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,将光屏向右移动还能接收到清晰的像
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,人眼在100cm处能看到蜡烛的像
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,此时蜡烛到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离,在光屏上恰能成清晰的像,则此时物距等于像距等于二倍焦距,成倒立等大的实像,则
则焦距为15cm,故A项错误;
B.换成焦距为10cm的凸透镜,在蜡烛和光屏不动的情况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,当蜡烛到凸透镜的距离在10cm~20cm之间时,光屏到凸透镜的距离在50cm~40cm,移动凸透镜在适当位置能成清晰的像,由光路可逆原理可知,光屏距离凸透镜10cm~20cm之间时,可以再次成清晰的像,故B项正确;
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,凹透镜对光有发散作用,所以将光屏向右移动还能接收到清晰的像,故C项正确;
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,光依然沿原来的方向传播进,人眼在100cm处能看到蜡烛的像,故D项正确。
故选BCD。
2.在探究凸透镜成像规律"的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。
实验前,让一束平行光射向凸透镜,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点。
实验中,学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。
探究完成后,小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像。
下列有关说法中正确的是()
A.该凸透镜的焦距为60cm
B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动
C.当学生把蜡烛移动到80cm刻度处,再移动光屏,会成一个倒立、缩小的实像
D.小明拿来的眼镜是近视镜
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A.由焦距的概念可知,
所以该凸透镜的焦距为10cm,A错误;
B.凸透镜在光屏上成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,B正确;
C.由甲图知,80cm刻度处到凸透镜的距离为
所以
因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像,C正确;
D.只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距增大了,也就是眼镜对光具有发散作用,因此小明的眼镜是凹透镜,凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜,D正确。
故选BCD。
3.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到一个缩小的像。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则
A.移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像
B.移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像
C.移动光屏,可能在屏上得到正立放大的像
D.移动光屏,可能在屏上得到正立等大的像
【答案】AB
【解析】
【详解】
如图,物距为
u=40cm−10cm=30cm
时,成倒立、缩小的实像,这是照相机的成像原理,u
2f,所以
30cm
2f
所以凸透镜的焦距范围为:
f
15cm
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则此时物距为
u=40cm−30cm=10cm
A.若
f
cm,此时
u
2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像,故A符合题意;
B.若f
cm,此时u
2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像,故B符合题意;
CD.根据凸透镜成像规律可知,无论如何移动光屏,光屏上都不可能此正立的虚像,故CD不符合题意。
4.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.利用这一原理制成了投影仪
B.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
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像
【答案】D
【解析】
A.如图可知此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像,利用这一原理制成了照相机,故A错误;
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆的特点,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的实像,故B错误;
C.成缩小的实像时,像距位于一倍焦距到二倍焦距之间,即
,由图知此时像距为15cm,可得:
所以若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,此时物距小于焦距,不能成实像,在凸透镜同侧成虚像,所以移动光屏是找不到像的,故C错误;
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,即减小物距,根据成实像时物距与像距的变化规律知,像距应增大,即应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像,故D正确;
故选D.
点睛:
凸透镜成像规律是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距减小时,像距增大,像也会变大,这里的像变大,是与之前比变大,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大.
5.某凸透镜成像时,像距v跟物距u之间关系的图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
C.当u<16cm时,该凸透镜可作放大镜使用
D.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=16cm ,所以f=8cm,即凸透镜的焦距是8cm,故A错误;
B.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故B正确;
C.当u<16cm时,有两种情况:
若u D.u=20cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机,故D错误。 故选B。 6.小明用放大镜看自己的指纹,如图所示。 随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体,并且离窗外的物体越来越远,如图所示。 以下说法正确的是( ) A.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的实像 B.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是倒立、放大的虚像 C.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像越来越小 D.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像虚像 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 AB.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的虚像,不是实像,也不是倒立的,A、B错误; CD.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,根据凸透镜的动态成像规律可知,物体到凸透镜的距离越大时,像到凸透镜的距离越小,所成的像是越来越小的,并且是实像;C正确、D错误。 故选C。 7.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. 8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm时,在凸透镜另一侧18cm处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm时,它的像一定是() A.像距为36cm,且成缩小的实像B.像距为36cm,且成放大的实像 C.像距为18cm,且成缩小的实像D.像距为18cm,且成放大的虚像 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 当u﹥2f时,成倒立、缩小的实像,f﹤v﹤2f,u﹥v.当蜡烛距凸透镜18cm时,f﹤u﹤2f.由于f﹤u﹤2f,成倒立、放大的实像,v﹥2f,u﹤v.凸透镜的一个物距对应一个像距,所以,像距为36cm,且成放大的实像.故选B。 9.如图所示,将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,若保持蜡烛的位置不变,更换一个焦距为15cm的凸透镜,要想在屏上出现清晰像,下列操作可行的是 A.使屏远离透镜B.使屏靠近透镜 C.使屏向上移动D.使屏向下移动 【答案】A 【解析】 【详解】 根据题意,当物距20cm时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像,由凸透镜成像规律知,此时u=v=2f=20cm,则焦距为f=10cm;更换凸透镜焦距为15cm时,15cm<20cm<30cm,即蜡烛在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,此时凸透镜成倒立、放大的实像,像距为v>2f=30cm,则屏应远离透镜才能出现清晰像.故A正确. 10.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。 11.以下关于实像和虚像的说法,正确的是 A.实像不可能与物体是等大的 B.实像一定是光发生折射形成的 C.虚像在成像时没有光进入人眼 D.虚像不能在光屏上呈现 【答案】D 【解析】 【详解】 A.凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像,故错误; B.小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的,故错误; C.平面镜成虚像时,是平面镜反射的光线进入人的眼睛,故错误; D.虚像不是真实光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,故正确。 12.把蜡烛放在凸透镜前30cm处,光屏上可接收到倒立等大的实像,若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5cm,并移动光屏,在光屏上可以看到 A.倒立缩小的实像 B.倒立放大的实像 C.正立放大的虚像 D.倒立等大的实像 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 凸透镜成倒立等大的实像时,物距等于二倍焦距,所以可知凸透镜的焦距应是15cm,此时把蜡烛向远离凸透镜方向移动5cm,物距变为35cm,物体处于二倍焦距以外,所成的像是倒立缩小的实像,此时的应用是照相机,故应选A. 13.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.则下列相关说法正确的是( ) ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm ④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜 A.只有①和③B.只有②和④C.只有②和③D.只有①和④ 【答案】C 【解析】 根据凸透镜成像的规律分析: ①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,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误; ②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确; ③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即 ,得: ; 像距为一倍到二倍焦距之间,即 ,得: , ; 综合以上条件得: ,故③正确; ④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④错误; 故选C. 点睛: 凸透镜成像规律是常考试的内容,应牢记凸透镜的成像规律,有些同学总是记不住,要下点功夫,可以结合成像光路图进行练习、记忆. 14.两平面镜AM,AN之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O,A点恰好是凸透镜的焦点,光源S位于主光轴上,通过该系统,光源S所成的像为() A.四个虚像,三个实像B.四个虚像,一个实像 C.三个虚像,一个实像D.三个虚像,两个实像 【答案】B 【解析】 【详解】 S通过两个平面镜成3个虚像,(因为其中两个重合了),分别是S1、S2、S3; S1、S2分别在凸透镜的焦点处,则不能成像,只有S3在凸透镜的焦点以外,且通过凸透镜的光心,可以成一个实像S4; S在凸透镜的焦点以内,由u<f,成正立放大的虚像S′;综上分析,通过该系统,光源S所成的像有四个虚像,一个实像。 15.如图所示,OO'为凸透镜的主光轴,将点光源放在A点时,像在B点;将点光源放在B点时,像在C点。 当将点光源放在C点时,则() A.一定在B点成一个实像B.一定在A点的左侧成一个虚像 C.可能在B、C之间成一个实像D.可能在C点的右侧成一个虚像 【答案】D 【解析】 如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,所以不可能;当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.所以透镜不可能在AB和BC之间.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故此时凸透镜只能放在A点的左侧;所以该情况下有如下几种可能,即若C点在透镜的1倍焦距以外,像应成在透镜左侧的1倍焦距以外;另一种可能是,若C点还在透镜的1倍焦距以内,即此时所成的像应在C点的右侧.故分析四个选项,只有D是正确的. 故选D. 二、初中物理声现象问题求解方法 16.下列说法中,正确的是() A.声音在真空中传播速度最快 B.汽车安装的倒车雷达是利用电磁波工作的 C.超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质 D.声源的振幅越大,音调越高 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故A错误; B.汽车安装的倒车雷达是利用超声波工作的,故B错误; C.声波能够传递信息和能量,超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质,故C正确; D.声源的振幅越大,响度越大,而音调由频率决定,故D错误; 故选C. 17.如图是华为在巴塞罗那对外发布的首款5G折叠手机MateX,该机创新采用鹰翼式折叠设计,机身非常轻薄,合上后的厚度也只有11mm左右,单手持握也不会费力.下列有关说法正确的是( ) A.调节声音的大小是改变声音的响度 B.接听电话时,通过声音的音调可以辨别来电者 C.手机屏幕能够折叠,说明屏幕材料的可塑性较强 D.手机是利用电磁波传递信息的,电磁波在空气中的传播速度为 【答案】A 【解析】 【详解】 A.声音的大小指的是响度,所以,调节声音的大小是改变声音的响度,故A正确; B.接听电话时,通过声音的音色可以辨别来电者,故B错误; C.手机屏幕能够折叠,要求屏幕材料具有的可塑性,但仅通过手机屏幕能够折叠不能说明屏幕材料的可塑性较强,故C错误; D.手机是利用电磁波传递信息的,电磁波在空气中的传播以光速进行,故D错误。 故选A。 18.以下四项措施中: ①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃;②城市禁止机动车鸣喇叭;③马路两旁植树;④高速道路两侧设置隔音板墙.对控制噪声污染有作用的是 A.①②③④B.②④ C.①②④D.②③④ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 ①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃,可以在传播过程中减弱噪声; ②城市禁止机动车鸣喇叭,属于在声源处减弱噪声; ③马路两旁植树,可以在传播过程中减弱噪声; ④高速道路两侧设置隔音板墙,也是在传播过程中减弱噪声; 故①②③④都对控制噪声污染有作用. 故选A. 19.医用的B超机利用超声波来诊断病情,但人耳听不到它的声音,这是因为( ) A.声音的响度太大B.声音的频率太高,人不能觉察到 C.声音的频率低于人耳能听到的频率范围D.声音的音调太低 【答案】B 【解析】 【详解】 医用的B超机利用超声波来诊断病情,但人耳听不到它的声音,这是超声波,发声体的振动频率高于20000Hz,超出了人耳的听觉范围,即音调太高了,所以人不能觉察到,不是因为声音的响度太大;故选B。 20.如果你家附近建筑工地在施工,影响你的学习和休息,为了减小噪声的干扰,下列做法不合理的是 A.关紧门窗 B.打开门窗,让空气加快流通 C.戴上耳罩 D.告知有关部门督促施工单位合理安排施工时间 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.关紧门窗,是在传播过程中减弱噪声;故正确、不符合题意. B.打开门窗,让空气加速流通,是增强了噪声的传播;不正确、符合题意. C.戴上耳罩,是在人耳处减弱噪声;故正确、不符合题意. D.告知有关部门督促施工单位合理安排施工时间,是在声源处消除噪声;故正确、不符合题意. 故选B. 21.下列关于声音的说法错误的是() A.振动的物体都会发出声音 B.空气中声速跟音调有关 C.物体振动的次数叫频率 D.“低声细语”的低指的是音调低 【答案】BCD 【解析】 【分析】 声音是物体振动产生的,一切发声的物体都在振动;发声体1s振动的次数叫频率,单位是Hz;声音的传播需要介质,传播速度与介质种类和温度有关;声音的强弱叫响度,声音的高低叫音调。 【详解】 A.声音是物体振动产生的,所以振动的物体都能发出声音,故A正确,不符合题意; B.声速与介质种类及介质温度有关,与声音音调高低无关,故B错误,符合题意; C.物体在1s内振动的次数叫频率,故C错误,符合题意; D.“低声细语”中的“低”,指声音的响度小,故D错误,符合题意。 故选BCD。 【点睛】 此题考查了声音的产生、声速影响因素及声音的特性,正确理解概念是解答的基础。 22.在人与山崖间有一条铁路穿过,一列火车在人与山之间拉响汽笛,人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声,又经过2s后听到山崖反射回来的声音,则人与山距离多远? 【答案】680m 【解析】 【详解】 根据题意,如图所示,声音从鸣笛处→人,传播用时1s;声音从鸣笛处→山崖→人,传播用时: (1+2)s=3s 设人到山崖的距离为s,则: 2s=340m/s×1s+340m/s×3s 得出: s=680m 答: 人与山崖之间的距离是680m 23.长沙市为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。 如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。 若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,求: (1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪多少米? (2)汽车两次接收到信号时位置相距多少米? (3)在该测速区内,汽车的速度是多少? 【答案】 (1)85m; (2)17m;(3)20m/s 【解析】 【详解】 (1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s, 由v= 可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪: s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m; (2)第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s, 汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪: s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m; 汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离): s′=s1−s2=85m−68m=17m; (3)汽车行驶这17m共用的时间: t′=△t−t1+t2=0.9s−0.25s+0.2s=0.85s, 所以汽车的车速为: v′= = =20m/s。 答: (1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪85米; (2)汽车两次接收到信号时位置相距17米; (3)在该测速区内,汽车的速度是20m/s。
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