物理二模试题分类汇编光学问题求解方法综合及详细答案.docx
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物理二模试题分类汇编光学问题求解方法综合及详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.如图所示,一束光线射入杯中,在杯底形成光斑。
逐渐抽出杯中的水,光斑将()
A.向右移动B.向左移动
C.不动D.无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】
一束光线射入杯中,在杯底形成光斑,这过程发生了折射现象,折射角小于入射角,当逐渐抽出杯中的水时,入射光线与水面的交点会左移,入射角大小不变,那么折射角大小也不变,在杯底形成光斑也会左移,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.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;
4.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜A固定在光具座上35cm处,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示。
接着,他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变,移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。
则下列说法中正确的是( )
A.照相机的物镜成像原理与图甲相同B.放大镜的物镜成像原理与图乙相同
C.凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距D.凸透镜B的焦距大于凸透镜A的焦距
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图甲可知,光屏上呈现倒立缩小的实像,所以照相机的物镜成像原理与图甲相同,故A正确;
B.由乙图可知,此时成倒立、放大的实像,所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同,故B错误;
CD.由甲图可知,物距
此时成倒立、缩小的实像,所以物距大于两倍焦距,所以
得
由乙图可知,物距仍为30cm,此时成倒立、放大的实像,所以物距处于f和2f之间,即
可得
所以A的焦距小于B的焦距;故C错误,D正确。
故选AD。
5.光在玻璃纤维中的传输情况是光线每次由内层玻璃芯射向外包层的分界面时,均要发生反射,从而使光在不断的反射中沿内层玻璃芯向远处传播.当增大入射光线AB的入射角时,下列说法错误的是
A.CD光线的入射角将增大B.D点将要向右侧移动
C.信息将传输得更快些D.光线BC和CD的夹角将减小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当增大入射光线AB的入射角时,入射角增大,反射角等于入射角也随之增大,所以C点右移,也使BC光线在上表面的入射角增大,同样会使反射光线CD的反射角增大,则光线BC和CD的夹角将增大,D点右移,使CD光线在下表面的入射角也增大,并加快信息的传输速度.故选D.
6.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。
7.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。
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.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.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.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。
13.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.
14.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。
15.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.
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.凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,则下面说法正确的是
A.将物体靠近透镜后,无论如何移动光屏,光屏上都不能呈现物体的像,则一定成虚像
B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换,一定可以在光屏上得到清晰缩小的像
C.如果物体靠近透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离透镜且光屏移动距离小于物体移动距离
D.将透镜遮挡一部分,则一定不能成完整的像
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由题意可知,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,说明此时
,
;将物体靠近透镜后,只要物距仍在
这个范围,此时只需要把光屏远离凸透镜,还可以成放大的实像;故A项错误;
B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换后,此时
,
,故此一定可以在光屏上得到清晰缩小的像;故B项正确;
C.物体靠近透镜即物距减小,像距增大,光屏应远离透镜,当
时光屏移动距离小于物体移动距离,当
时光屏移动距离大于物体移动距离,故C项错误;
D.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,像会变暗。
故D项错误;
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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