物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案解析.docx
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物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案解析.docx
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物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案解析
一、初中物理光学问题求解方法
1.毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,接下来的操作是()
A.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
B.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
C.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头远离胶片
D.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头远离胶片
【答案】B
【解析】
【详解】
毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,即是要把像变小,根据凸透镜的动态成像规律,像要更加小,那么物距应该变大,应使照相机远离学生,同时为了成清晰的像,像距要变小,即调节镜头使镜头靠近胶片,故选B。
2.有一个焦距为f的凸透镜,现在将一个物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处,在此过程中()
A.物体和像之间的距离一直在减小B.物体和像之间的最小距离为4f
C.像的大小和物体大小的比值先减小后增大D.像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.从4f向2f移动过程中,物体和像之间的距离减小,从2f继续向1.5f处移动过程中,物体和像之间的距离增大,物体和像之间的距离先减小后增大,故不符合题意;
B.当物距等于2f时,像距等于2f,物体和像之间的距离最小为4f,故符合题意;
C.成实像时,物近像远像变大,物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处,物大小不变,像一直变大,因此像的大小和物体大小的比值一直变大,故不符合题意;
D.从4f向2f移动过程中,物体移动速度大于像的移动速度,从2f继续向1.5f处移动过程中,物体移动速度小于像的移动速度,因此像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大,故符合题意。
3.小明在做探究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置实验后,他归纳出以下说法,其中错误的是
A.烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小
B.烛焰位于b点时,成等大的实像
C.烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大
D.烛焰位于d点时,成放大的实像
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.使烛焰位于a点时,
,成倒立、缩小的实像,物体在a点的物距大于物体在b点的物距,即a点物距最大,像距最小,像最小。
故A项正确,A项不符合题意;
B.使烛焰位于b点时,
,成倒立、放大的实像,故B项错误,B项符合题意;
C.使烛焰位于c点时,
,成倒立、放大的实像,物体在一倍焦距以外,在c点,物距最小,像距最大,像最大,故C项正确,C项不符合题意;
D.使烛焰位于d点时,
,成正立、放大的虚像。
故D项错误,D项符合题意;
【点睛】
掌握凸透镜成像的三种情况,正确理解凸透镜的一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。
4.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。
5.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒璧上一点光源S,点光源发出一束垂直射向平面镜,平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,当转动角度为30°时,入射角增大的角度和照射到筒璧上的反射光斑转过的角度分别为()
A.30°30°B.30°60°C.60°30°D.60°60°
【答案】B
【解析】
【详解】
如下图所示,一开始入射角是0°,当平面镜转动角度为30°时,法线也跟着转动30°,这时入射光线和法线的夹角为30°,即入射角增大的角度为30°;垂直射入平面镜的光线,其反射光线也垂直反方向射出,当平面镜转动角度为30°时,入射光线与法线的夹角是30°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也是30°,此时反射光线与入射光线的夹角为60°,那么照射到筒璧上的反射光斑转过的角度为60°,如下图所示.
6.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是()
A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调
B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离
C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离
D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置
【答案】D
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,烛焰的物距
大于像距
,由于在光屏上能看到烛焰清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、缩小的实像;当保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调后,根据光路的可逆性可知,在光屏上也能看到烛焰清晰的像,此时物距
小于像距
,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、放大的实像,这个操作可以使光屏上清晰的像变大,A项不合题意;
B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离,那么物距
会变小,像距
会变大,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,所以能使光屏上清晰的像变大,B项不合题意;
C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,能使光屏上清晰的像变大,C项不合题意;
D.换一个焦距更小的凸透镜,那么物距不变,根据凸透镜的成像规律可知,像距会变小,调整光屏至适当的位置,所成的清晰像会更小,不能使光屏上清晰的像变大,选项D符合题意。
7.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.
8.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。
9.如图所示,凸透镜焦距为f,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。
下列说法不正确的是()
A.该凸透镜的焦距可能为13cm
B.此时烛焰成正立、放大、实像
C.保持透镜位置不动,若将蜡烛向左移动一段距离,移动蜡烛同时移动光屏,使烛焰能在光屏上成清晰像,则像的大小将一直变小,且蜡烛移动速度一直小于像移动速度
D.保持透镜和光屏不动,若只将蜡烛向右移动2cm,要使烛焰成像在光屏上,可在原透镜左侧放一个合适的老花镜
【答案】ABC
【解析】
【分析】
(1)当f2f时,成倒立、放大的实像;
(2)物距变化时,要想在光屏上得到清晰的像,像距也应该发生变化,物体离焦点越远,所成的像越小,在物体成倒立放大实像时,物体移动的速度小于像移动的速度,在物体成倒立缩小实像时,物体移动的速度大于像移动的速度;
(3)老花眼镜是凸透镜,对光线起到会聚作用。
【详解】
A.烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像,由图可知此时
,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,由图可知物距为15cm,像距为25cm,故
,
可解得
A项错误;故A项符合题意;
B.由图可知此时
,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,故所成的像是倒立放大的实像,B项错误;故B项符合题意;
C.若将蜡烛向左移动一段距离,蜡烛离透镜越来越远,当物体离焦点越远时,所成的像越小;当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距在二倍焦距之外,此时物体移动的速度小于像移动的速度;当物距在二倍焦距之外,像就在一倍焦距和二倍焦距之间,此时物体移动的速度大于像移动的速度,C项错误;故C项符合题意;
D.保持透镜和光屏不动,若只将蜡烛向右移动2cm,蜡烛靠近透镜,此时成像在原来光屏位置之后,要使烛焰成像在光屏上,即是要让光线更加会聚,故要用到会聚透镜,也就是老花镜,D项正确;故D项不符合题意。
故选ABC。
10.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。
11.用普通相机拍照时,要根据物距进行“调焦”,使用起来不太便捷。
有一种“傻瓜”相机,只要将景物全部纳入取景区内,不论景物的远近,都能得到比较清晰的像,从而使拍照的过程变得十分快捷。
这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是()
A.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大
B.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大
C.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同
D.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变,暗箱长度也不能改变。
拍照时只要把景物全部纳入取景器内,无论物距如何变化,都能拍出比较清晰的照片,这主要是因为这种照相机的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不用调节。
故选B。
12.如图所示,物体AB高1.6m,平面镜CD高1m,物体到平面镜的距离为2m。
下列关于物、像、镜的说法中,正确的是()
A.物体通过该平面镜不能成完整的像
B.像高与平面镜的高相同,为1m
C.物体与像的距离为2m
D.像高与物体的高相同,为1.6m
【答案】D
【解析】
【详解】
A.无论平面镜的大小如何,是可以成完整的像,只是人眼看不到完整的像,A错误;
BD.根据平面镜的成像规律可知,像与物大小相等,所以像高与物高相等,是1.6m,B错误、D正确;
C.根据平面镜的成像规律可知,像距与物距相等,物体到平面镜的距离为2m,那么像到平面镜的距离也为2m,那么物体与像的距离为4m,C错误;
13.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.
14.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。
15.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。 16.如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜M,桌面上的小球按图示方向滚动.要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为( ) A.90°B.60°C.45°D.30° 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意,小球水平向右运动,小球的像竖直向下运动.根据平面镜成像的特点可知,小球实际的运动路线与它的像运动路线应该是关于平面镜对称的,所以平面镜应当是两条路线的角平分线.所以图中的 .故C符合题意. 17.城市的很多街口都安装了360°高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,来保护人民的安全,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是() A.不管该人走近还是走远,所成的像都是正立缩小的实像 B.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在a点 C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在c点 D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点 【答案】D 【解析】 【详解】 A.该人走近还是走远时,所成的像是倒立的实像,不是正立的,A错误; B.如果该人远离镜头,那么物距变大,像距变小,像更靠近焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变大,焦点不可能在a点,B错误; CD.如果该人靠近镜头,那么物距变小,像距变大,像更远离焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变小,焦点不可能在c点,可能变在b点,C错误、D正确. 18.如图所示,纸筒A的一端蒙上了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。 为了在A端得到清晰的像,要调整A、B间的距离,这时( ) A.眼睛应对着B端向筒内观察,看像是否清楚 B.适当旋转B,可在A上得到正立的像 C.应把B端朝着明亮的窗外,A筒朝着较暗的室内,否则看不清楚 D.应把A端朝着明亮的窗外,B筒朝着较暗的室内,否则看不清楚 【答案】C 【解析】 【分析】 在本题的模型照相机中在纸筒B的右端为凸透镜,纸筒A的左端的半透明纸就相当于真实照相机的底片,在半透明纸上所看到的就是凸透镜前方的景物通过凸透镜所生成的像。 【详解】 A.由凸透镜的成像规律可知,应该对着A端向筒内观察而不是眼睛对着B端向内方向观察,让光线从纸筒B通过凸透镜才可以看到、看清楚物体的像;故A错误; B.模型照相机成的是倒立缩小的实像,因此适当旋转B,可在A上得到倒立的像,故B错误; CD.为使半透明纸上得到的像更亮一些,要成像的物体就应该在明亮的地方,所以应该把模型照相机的B朝着室外面,A端朝着较暗的室内,故C正确、D错误。 故选C。 【点睛】 照相机应用的是凸透镜成实像时: u>2f,成倒立缩小的实像;在调节上,符合物近像远像变大: 像要变小,物距要增大,像距要变小,镜筒缩短。 19.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。 20.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.
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