物理物理光学问题求解方法的专项培优 易错 难题练习题含答案附答案解析.docx
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物理物理光学问题求解方法的专项培优易错难题练习题含答案附答案解析
一、初中物理光学问题求解方法
1.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.
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.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。
4.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。
5.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。
6.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。
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.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.凸透镜成像实验中,移动蜡烛到某位置时,能在光屏上再次成清晰缩小的像,则下列说法能成立的是
A.同时移动蜡烛与光屏,且移动距离相同时,有可能在光屏上再次成清晰缩小的像;
B.若将一老花镜放到凸透镜前方,光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像;
C.换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜:
D.保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一个清晰的像:
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离,故A项不符合题意;
B.老花镜是凸透镜,若将一老花镜放到凸透镜前方,则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚,此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像;B项不符合题意;
C.换用焦距较小的凸透镜后,相当于增大物距,当物体成实像时,随着物距
增大,像距减小,同时像也在减小。
故要在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动;C项符合题意;
D.根据光路可逆性可知,在保持物体和光屏位置不变时,移动凸透镜,可以光屏上成一个倒立、放大、实像,此时物距刚好是原来的像距,像距刚好是原来物距,D项符合题意;
10.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。
11.焦距为f1的凸透镜与焦距为f2的凹透镜的主光轴重合,光心间为15cm。
平行于主光轴的一束平行光通过两透镜后得到一束宽度为d的平行光束,如图(a)所示;若将两透镜位置互换,将得到一束宽度为4d的平行光束,如图(b)所示.则()
A.f1=30cm,f2=15cmB.f1=15cm,f2=15cm
C.f1=30cm,f2=20cmD.f1=45cm,f2=30cm
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由图a可知,设入射光的宽度为H,由于其出来的平行光的宽度为d,则根据光路图的比例可知
由图b可知,由于入射光的宽度仍为H,由于其出来的平行光的宽度为4d,则根据光路图的比例可知
解之得f1=2f2,结合四个选项可知选A。
12.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.
13.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。 14.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. 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.某同学在做凸透镜成像实验时,当物距u=30厘米,像距v=20厘米时,光屏上呈现烛焰清晰的像。 若烛焰移到离凸透镜12厘米处,所成的像一定是 A.倒立的B.正立的C.放大的D.缩小的 【答案】C 【解析】 【详解】 当物距u=30cm,像距v=20cm时,光屏上呈现烛焰清晰的像,所以 , , 所以凸透镜的焦距为: 。 若将烛焰置于距凸透镜12cm处时,即u=12cm,有两种情况: 若焦距在10cm和12cm之间则 , 物体通过凸透镜成倒立、放大的实像;若焦距在12cm和15cm之间,则 , 物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。 由以上知,故只有C正确。 故选C。 17.如图,正午时,太阳光直射在水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜20cm的地面上得到一个光斑,其直径与透镜直径相等,透镜的焦距是 A.10cmB.20cm C.30cmD.40cm 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知该透镜为凸透镜,根据凸透镜对光有会聚作用,以及在距透镜20cm的地面上得到一个光斑的直径与透镜直径相等,得到透镜的焦距是 。 故B、C、D项不符合题意,A项符合题意。 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.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; 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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