精选中考物理易错题专题复习光学问题求解方法含详细答案.docx
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精选中考物理易错题专题复习光学问题求解方法含详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.如图,两个平面镜相互垂直竖直放置,点光源在平面镜内成三个像,现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则可以观察到镜子内的三个像
A.全都做顺时针运动
B.全都做逆时针运动
C.一个顺时针运动,另外两个逆时针运动
D.一个逆时针运动,另外两个顺时针运动
【答案】C
【解析】
【详解】
S在竖直的平面镜中成的像为S′,在水平的平面镜中所成的像为S0;S′在水平的平面镜中成的像为S″,而S0在竖直的平面镜中所成的像点也是S″,即再次成像的像点是重合的,所以一共有3个像,如图所示:
现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则镜子内的三个像中,S0、S′均做逆时针运动.S″是重合的像,相反了两次,应该做顺时针时针转动,故选C.
【点睛】
解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点,像与物体是左右相反的.解答此题要求学生应具备一定的空间想像能力.
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.如图所示,小海用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼、远视眼的视物差别。
实验中假定图甲中的透镜为正常眼晶状体的形状,并测得其焦距为10cm,再将甲分别挤压成图乙、丙的形状。
如图所示,能够模拟远视眼的成因及矫正方法的是
A.
B.
C.
D.
【答案】BD
【解析】
【详解】
因凸透镜的凸度越大,焦距越小,所以实验中测得甲图焦距为10cm,再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状,由图可以看出,乙图的凸度比丙图大,则焦距小于10cm的是图乙,大于10cm的是图丙;因为丙的焦距比乙的焦距大,所以会聚能力减弱,因此B模拟的是远视眼,A模拟的是近视眼;远视眼应佩戴凸透镜进行矫正;综上所述,故选BD。
4.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是( )
A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A错误;
B.据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B错误;
C.据B可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C正确;
D.凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D错误。
故选C。
5.如图,F为凸透镜的两个焦点,A′B′为物体AB的像,则AB在()
A.图中Ⅰ区域,箭头水平向左
B.图中Ⅱ区域,箭头水平向左
C.图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜下方
D.图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据图中告诉的像距与焦距的关系,结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系,以及物距与焦距的关系.由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴下方,根据凸透镜的三条特殊光线,利用折射时光路是可逆的,作出物体AB,由图可知;则物体应在主光轴上方,所以物体在图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方.
故选D.
6.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.
7.关于光现象的说法正确的是()
A.看到湖中游动的“鱼”比其实际位置要深
B.物体靠近平面镜,所成的像逐渐变大
C.光发生漫反射时,反射角等于对应的入射角
D.我们看到“红花绿叶”,是由于花吸收了红光,叶子吸收了绿光
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.水中的鱼反射的光线穿过水面,折射进入人眼,此时光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼经水面折射所成的虚像,且虚像在实际鱼的上方,所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。
故A错误;
B.由平面镜成像的特点可知,像与物大小相等,像的大小与物体到平面镜的距离无关,所以,物体逐渐靠近平面镜,所成的像大小不变,故B错误;
C.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,所以光发生漫反射时,反射角等于入射角,故C正确;
D.不透明物体的颜色由它反射的色光所决定,而透明物体的颜色由透过它的色光的颜色所决定,所以红花绿叶是由于红花只能反射红光,而绿叶只能反射绿光,故D错误。
故选C。
8.用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时()
A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些B.暗箱应略长一些,得到的像会略大些
C.暗箱应略短一些,得到的像会略小些D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些
【答案】B
【解析】
【详解】
照相机是利用凸透镜成像原理工作的。
当无水时物体在光屏(暗箱)上形成一个倒立、缩小的实像,当有水时,由于光的折射,物体感觉变浅,相当于靠近凸透镜,根据“物近像远像变大”原则,在暗箱上得到的像会比原来的像略大一些。
故B正确。
9.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。
10.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;
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.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.利用了这一原理制成了照相机
B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
C.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
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,蜡烛物距
,像距
,可知
,而照相机的是
,A错误;
B.根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B错误;
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确;
D.由题意可知
,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,此时
,
,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误.
13.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。
14.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.
15.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。
16.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。
17.某小组在探究凸透镜成像规律时,将蜡烛放在某位置时在光屏上得到一个与物等大的像。
然后将蜡烛向凸透镜移近了20cm,无论在哪都找不到物体的像了,透镜焦距是( )
A.40cmB.30cmC.20cmD.10cm
【答案】C
【解析】
【分析】
理解凸透镜成像实验时,光屏上换不到像一船来说有这两个原因,一是物距小于等于焦距,此时不成像,或成虚像;二是蜡烛、凸透镜、光屏不在同一高度。
本题明显属于第一个原因,再根据成实像时物距与焦距的关系分析解答。
【详解】
将蜡烛放在某位置上,得到一个与物体等大的像,根据凸透镜成像规律知,此时蜡烛在2倍焦距上,若将蜡烛向透镜移近了20厘米,无论在哪,光屏都不能承接到像了,即说明此时蜡烛处于1倍焦距上或处于1倍焦距以内,据此分析:
A.若焦距是40cm,故将蜡烛向透镜移近了20厘米后,蜡烛处于透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,在光屏上可以成像,故A不符合题意。
B.若焦距是30cm,故将蜡烛向透镜移近了20厘米后,蜡烛处于透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,在光屏上可以成像,故B不符合题意。
C.若焦距是20cm,故将蜡烛向透镜移近了20厘米后,恰好处于透镜的1倍焦距上,即处于焦点上,不能成像,故C符合题意。
D.若焦距是10cm,故将蜡烛向透镜移近了20厘米后,恰好移动到透镜的光心处,故不可能,故D不符合题意。
故选C。
18.如图所示,MN为透镜L的主光轴,AB为一条从左边射向透镜后折射的光线,由此可以判定( )
A.若L是凸透镜,B点一定是L的焦点
B.若B点是L的焦点,则L一定不是凸透镜
C.若B点是L的焦点,AB的入射线一定平行于主光轴
D.若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的,则L一定不是凹透镜
【答案】D
【解析】
【分析】
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,据此分析判断。
【详解】
A.若L是凸透镜,入射光线平行于主光轴,则B点为凸透镜的焦点,若入射光线没有平行主光轴,则折射光线不会通过焦点,B当然也不是焦点,故A错误;
BC.若B点是L的焦点(可以是实焦点,也可以是虚焦点),L可能为凸透镜,也可能为凹透镜。
当L为凸透镜时,AB的入射线一定平行于主光轴;当L为凹透镜时,AB的入射线一定不平行于主光轴,故BC错误;
D.若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的,L若是凹透镜,将变得发散,不会折射到B,所以一定不是凹透镜,而是凸透镜,故D正确。
故选D。
19.如图所示,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15cm,则
A.向上移动平面镜,铅笔的像也向上移动
B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10cm
C.铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔与它的像平行
D.铅笔和平面镜均水平向右移动10cm,铅笔像的位置不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系,向上移动平面镜对称轴位置不变,铅笔的像位置也不变;
B.由平面镜成像规律可知物与像大小相等,当铅笔紧贴平面镜时,平面镜至少高为10cm,当铅笔远离平面镜时,小于10cm也可以成完整的像;
C.由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔平行于平面镜,铅笔的像也平行于平面镜,因此铅笔与它的像平行;
D.由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等,当铅笔和平面镜均水平向右移动10cm,像的位置也向右移动了10cm.
20.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。
则图中的折射角和甲介质的种类分别是
A.50°,空气B.50°,玻璃
C.60°,空气D.60°,玻璃
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知,过入射点作出法线,水平直线MN为界面,竖直虚线为EF法线;
因为入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角;且入射光线与折射光线,入射光线与反射光线均据法线两侧,因此CO为入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线,则折射角
∠AOE=90°-30°=60°
入射角
∠COF=90°-40°=50°
入射角小于折射角,因此可得甲介质是玻璃,故选D。
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