中考物理 光学问题求解方法 培优练习含答案含详细答案.docx
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中考物理光学问题求解方法培优练习含答案含详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.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。
2.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;
3.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,物体与光屏的距离L和凸透镜的焦距f的说法正确的是()
A.L=18cmB.L=14cm
C.4cm 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 由于当光屏上成清晰放大的像后,物体及光屏均未移动,仅将凸透镜向光屏方向移动2cm,又成清晰缩小的像,则根据光路是可逆的可知,此时物距与像距大小互换,此时物距为10cm,像距为8cm,成倒立缩小的实像,物体与光屏间的距离L=10cm+8cm=18cm。 由凸透镜成像规律可得 2f<10cm,f<8cm<2f 解得4cm 4.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。 5.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。 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.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。 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。 10.一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。 11.如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路,且 ,若 ,该凸透镜的焦距可能是() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。 因为AO=10cm,则 f<10cm<2f 即 5cm<f<10cm 故选C。 12.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。 13.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。 14.如图所示,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法不可行的是() A.只将平面镜竖直向上平移一段距离 B.只将平面镜水平向右平移一段距离 C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度 D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度 【答案】B 【解析】 【详解】 A.只将平面镜竖直向上平移一段距离,那么入射点O点在水平方向上会右移,反射光线在水平方向上也会右移,那么反射光线能够射中天花板上的新目标,A项不合题意; B.只将平面镜水平向右平移一段距离,那么入射点O点的位置不变,反射光线的位置也不变,那么反射光线不能射中天花板上的新目标,选项B符合题意; C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,C项不合题意; D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,D项不合题意。 15.如图,平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为25cm,则 A.若将平面镜向上移动2cm,铅笔的像也向上移动2cm B.若将铅笔和平面镜均绕底部转45°至虚线位置时,铅笔与它的像平行 C.若将铅笔水平向右移动10cm,铅笔像的与铅笔之间的距离增大20cm D.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小 【答案】B 【解析】 【详解】 A.平面镜成像中,像与物体关于镜面对称,铅笔不动,向上移动平面镜,铅笔的像的位置不变,故不符合题意; B.平面镜成像中,像与物体关于镜面对称,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔的像也转动相同的角度,故铅笔与它的像平行,故符合题意; C.由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等,将铅笔水平向右移动10cm,铅笔像的与铅笔之间的距离减小20cm,故不符合题意; D.由平面镜成像规律可知,物与像大小相等,改用一块较小的平面镜,铅笔的像将不变,故不符合题意. 16.透镜在我们的生活和学习中应用广泛,下列说法正确的是 A.近视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用 B.照相时,被照者应站在照相机镜头的2倍焦距以外 C.放大镜可使物体成倒立放大的虚像 D.使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离应在1倍焦距和2倍焦距之间 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用,故A错误; B.照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成,照相时,被照者应站在照相机镜头的2倍焦距以外,即物距大于二倍焦距,像距在一倍到二倍焦距之间,成倒立缩小的实像,故B正确; C.放大镜使用时物距小于焦距,可使物体成正立放大的虚像,故C错误; D.使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离应在2倍焦距以外,成倒立放大的实像,故D错误。 故选B。 17.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是: () A.保持水面高度不变使激光笔向右平移B.保持激光射入角度不变使水面上升 C.保持激光射入角度不变使水面下降D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,即入射光线向右平移,入射角不变,折射角也不变,所以在容器底部产生一个光斑也向右平移,故A项不符合题意; B.保持激光射入角度不变使水面上升,则入射点向左移动,入射角不变,折射角也不变,折射光线与原光线平行向左平移,所以在容器底部产生一个光斑也向左平移,故B项符合题意; C.保持激光射入角度不变使水面下降,则入射点向右移动,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故C项不符合题意; D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,则折射角也增大,折射光线远离法线,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故D项不符合题意。 故选B。 18.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。 19.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. 20.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。
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