物理 凸透镜综合试题附答案.docx
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物理凸透镜综合试题附答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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。
2.在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则下列说法正确的是()
A.凸透镜的焦距可能是12cm
B.只将透镜向右移动,人眼在光屏和透镜之间,通过透镜向左以一定可以观察到倒立放大的实像
C.只将透镜向右移动的过程中,光屏上一定可以出现倒立缩小的实像
D.若在透镜和蜡烛之间放一片近视镜片,光屏适当左移可再次出现清晰的像
【答案】AC
【解析】
【分析】
本题考查探究凸透镜成像规律的实验,根据凸透镜成像规律分析求解。
【详解】
A.由题可知,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则像的性质为倒立、放大的实像。
此时物距为20cm,像距为30cm,则根据成像特点有
,
则
,
可知
故A项正确;
B.只将透镜向左移动,当蜡烛位于凸透镜一倍焦距以内时,人眼在光屏和透镜之间,可观察到烛焰正立放大的虚像,故B项错误;
C.只将透镜向右移动,当蜡烛位于凸透镜二倍焦距以外时,可以成倒立缩小的实像,成在光屏上;故C项正确
D.若在透镜和蜡烛之间放近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,折射光线延迟会聚,光屏要适当右移可再次出现清晰的像,故D项错误。
故选AC。
3.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则下列说法正确的是
A.凸透镜的焦距可能是12cm
B.照相机利用了这种成像特点
C.若在透镜和蜡烛之间放一片近视镜,光屏适当左移可再次出现清晰的像
D.蜡烛和光屏不动,透镜向光屏适当移动可再次出现清晰的像
【答案】AD
【解析】
【详解】
A、由图可知,像距大于物距,此时凸透镜成倒立放大的实像,物距u=20cm,f2f,即30cm>2f,解得10cm B、此时凸透镜成倒立放大的实像,照相机利用凸透镜成倒立缩小实像的原理制成;故B错误; C、若在透镜和蜡烛之间放一近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,折射光线延迟会聚,光屏要适当右移可再次出现清晰的像;故C错误; D、蜡烛和光屏不动,透镜向光屏适当移动,当物距、像距与上次正好颠倒时,根据光路可逆的特点知,可再次出现清晰的像,故D正确。 4.在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像.接着又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是 A.倒立等大的实像B.正立放大的虚像C.倒立放大的实像D.倒立缩小的实像 【答案】C 【解析】 当蜡烛放在凸透镜前20cm处时,光屏上成缩小的像,所以u>2f,此时f<v<2f; 若把蜡烛放在光屏的位置,则f<u<2f,所以会成放大、倒立的实像. 故选C. 【点睛】本题是关于凸透镜成像的题目,解答此题的关键是要掌握凸透镜的成像规律;凸透镜成倒立缩小实像的条件是: 物距大于两倍焦距,像在一倍到两倍焦距之间;若把蜡烛放在光屏的位置,物距就在一倍到两倍焦距之间,根据凸透镜的成像规律来分析解答. 5.图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。 若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是 A.甲→乙→丙→丁 B.乙一丙一甲一丁 C.乙一丁→甲一丙 D.丙→甲→乙→丁 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 凸透镜先贴着刻度尺,此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像,看到的是乙图;接下来凸透镜逐渐远离刻度尺,物距增大,当增大到等于凸透镜的一倍焦距时,不成像;继续远离刻度尺,当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,此时看到的是丁图;继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时看到的是甲图;凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、缩小的实像,此时看到的是丙图。 故ABD错误,C正确。 故选C。 6.黄健同学对凸透镜成像的特点进行了总结,其中正确的是: () A.缩小的都是实像,放大的都是虚像 B.实像都是倒立的,虚像都是正立的 C.缩小的像都是倒立的,放大的像都是正立的 D.实像和虚像都可在光屏上呈现 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.当物体在一焦距和二倍焦距之间时,成倒立放大的实像,所以放大的像不一定是虚像,故A项错误; B.当物距大于一倍焦距时成倒立的实像,当物距小于一倍焦距时成正立的虚像,故B项正确; C.当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成倒立放大的实像,所以放大的像不一定都是正立的,故C项错误; D.虚像不是实际光线相交形成的,虚像不能在光屏上呈现,故D项错误。 故选B。 7.某凸透镜成像时,像距v跟物距u之间关系的图像如图所示,下列判断正确的是( ) A.该凸透镜的焦距是16cm B.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小 C.当u<16cm时,该凸透镜可作放大镜使用 D.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=16cm ,所以f=8cm,即凸透镜的焦距是8cm,故A错误; B.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故B正确; C.当u<16cm时,有两种情况: 若u D.u=20cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机,故D错误。 故选B。 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,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。 10.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。 11.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。 12.在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某实验小组所描绘的像距随物距变化的关系图线如图所示.图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应.则下列说法正确的是 A.蜡烛处于AB间某一位置时,成倒立、缩小的实像 B.蜡烛处于BC间某一位置时,成倒立、放大的实像 C.将蜡烛从C移动到B的过程中,所成像逐渐增大 D.将蜡烛从B移动到A的过程中,所成像逐渐减小 【答案】C 【解析】 【分析】 (1)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,判断凸透镜的焦距. (2)根据物距和焦距,判断凸透镜成像情况: u>2f,成倒立、缩小的实像. 2f>u>f,成倒立、放大的实像. u<f,成正立、放大的虚像. (3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大. 【详解】 (1)由图象知, ,此时凸透镜成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距: . (2)物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像. A、蜡烛处于AB间某一位置时,2f>u>f,成倒立、放大的实像.选项错误. B、蜡烛处于BC间某一位置时,u>2f,成倒立、缩小的实像.选项错误. C、将蜡烛从C移动到B的过程中,物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.物距减小,像距增大,像变大.选项正确. D、将蜡烛从B移动到A的过程中,物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.物距减小,像距增大,像变大.选项错误. 故选C. 13.有一个点光源放在凸透镜的正前方.当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,如图所示.则() A.凸透镜应放在C点右侧 B.凸透镜应放在B、C点之间 C.凸透镜应放在A、B点之间 D.凸透镜应放在A点左侧 【答案】D 【解析】 【分析】 解答此题要明确以下知识点: 凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像,并且像距大于物距。 【详解】 AB.凸透镜成实像时,物与像在异侧,且物近像远像变大.如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,故选项AB均错误; C.当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.故选项C错误; D.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故选项D正确. 故选D. 14.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; 15.小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照,洗出的底片分别为图中的甲和乙,则 A.小红离小强的距离近 B.小明和小红离小强的距离相同 C.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再减小镜头对底片的距离 D.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 由图知,小红拍的像比小明拍的像小,根据凸透镜成像的规律,成的像越小,此时的物距越大,像距越小.所以小红拍摄时,相机与物体的距离较大.即小明离小强同学的距离近,小红离小强同学的距离远;所以选项AB是错误的;有凸透镜成像规律知,小红要使底片上的像与小明拍的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离即可,即镜头要往前伸,小明要使底片上的像与小红的一样大,小明移动位置后,镜头要往后缩. 所以选项C错误,D正确.故选D. 【点睛】 要解决此题,除了要知道照相机是根据凸透镜成像原理制成的和需要掌握凸透镜成像的规律.还要知道成实像时的动态变化规律是: 物近像远像变大,物远像近像变小. 二、初中物理声现象问题求解方法 16.如图是用小锤敲击同一音叉时,示波器在相同时间内截取的两列声波图,一次重敲,一次轻敲,下列说法正确的是 A.重敲时音调高,甲图是重敲时的声波图 B.轻敲时响度大,两次敲击音色相同 C.甲的响度比乙的大,甲的音调也比乙的高 D.两次音调、音色都相同,乙图是轻敲时声波图 【答案】D 【解析】 【分析】 (1)频率是1s物体振动的次数,相同时间内振动越快,频率越大.音调跟频率有关,频率越大,音调越高. (2)振幅是物体振动时偏离原位置的大小,偏离原位置越大,振幅越大.响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大. (3)音色是由发声体本身决定的一个特性. 【详解】 由图可知,两幅图中音叉振动的快慢相同(都有3个波峰和2个波谷),因此声音的音调相同;由图知,物体振动时偏离原位置的程度不相同(即振幅不同),因此响度不相同;甲振动时偏离程度大,甲的振幅大,所以甲的响度大,即音量大,所以,甲图是重敲时的声波图,乙图是轻敲时声波图.用木槌敲击同一音叉,音色是不变的,只有D选项说法正确. 故选D. 【点睛】 掌握声音的三个特征: 音调、响度、音色,会观察波形图进行判断.音调跟频率有关;响度跟振幅有关;音色跟材料和结构有关. 17.如图所示,甲、乙、丙、丁是不同的声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图.则下面说法中正确的是 A.甲和乙声音的音调不同 B.乙和丙声音的响度相同 C.丙和丁声音的音色相同 D.丙声音在真空中传播速度最快 【答案】B 【解析】 【详解】 A、从图中可以看出,相同时间内,甲和乙振动的频率相同,所以音调相同.故A错误; B、乙和丙声音振动时偏离中间位置的幅度相同,说明振幅相同,则二者的响度相同,故B正确; C、丙和丁声音的波形形状相差较大,故它们的音色不同,故C错误; D、声音不能在真空中传播,故D错误. 故选B. 18.某校于2018年3月13日举行了“诵读经典致敬大师”为主题的诵读比赛.下列说法正确的是 A.诵读声是空气振动产生的 B.诵读声一定不是噪音 C.使用话筒可以提高声音的音调 D.诵读声是通过空气传进观众耳朵的 【答案】D 【解析】 【分析】 (1)一切正在发声的物体都在振动. (2)声音的传播需要介质. (3)音调是指声音的高低,由频率决定;响度是指人耳感觉到的声音的强弱或大小. (4)在日常生活中,凡是影响人们工作,生活休息及干扰需要听到的声音都是噪声. 【详解】 A.诵读声是由学生声带振动产生的,故A错误; B.诵读声是优美动听的,但对于需要休息的人来说是一种噪音,故B错误; C.使用话筒可以提高声音的响度,故C错误; D.诵读声是通过空气传进观众耳朵的,故D正确. 19.在“哈夏音乐会”上,一男低音歌唱家小聪在放声歌唱时,一女高音歌唱家小明在轻声伴唱.下列声音波形图中能够正确反映上述男、女歌唱家歌唱时的声音特征的是(纵坐标表示振幅,横坐标表示时间)() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 男低音歌唱家小聪在放声歌唱,低音指音调低,即频率低;放声歌唱,指响度大,则振幅大; 女高音歌唱家小明在轻声伴唱,高音指音调高,即频率高;轻声伴唱,指响度小,则振幅小; 【详解】 A.男低音振幅小,女高音振幅大,不正确; B.男低音频率高,女高音频率低,不正确; C.男低音振幅大、频率低,女高音振幅小、频率高,正确; D.男低音振幅小、频率高,女高音振幅大、频率低,不正确; 故选C。 20.如图甲所示,乒乓球静止靠在左侧的音叉上,如果用小锤敲打右侧的音叉,我们能听到右侧音叉发出声音同时乒乓球被弹开,如图乙,如果把这个实验由宇航员带到月球上外部环境中去完成,则 A.能听到声音,但乒乓球不会被弹开 B.不能听到声音,乒乓球也不会被弹开 C.能听到声音,乒乓球也会被弹开 D.不能听到声音,但乒乓球会被弹开 【答案】B 【解析】 【详解】 甲图中,敲响右边的音叉,左边的音叉响,且悬挂在线上的紧靠在左边音叉的泡沫小球会弹起这是因为声音由空气传播到左边的音叉,使左边的音叉振动;在月球上做乙图这个实验,真空不能传声,声音不能传播,所以不能听到声音,声波无法传播,振动也就不会传到左侧音叉,所以小球也不会弹起.故选B. 21.某中学物理活动小组同学查阅资料,得到在20℃时声音在某些物质中的传播速度(见下表)。 一根足够长且裸露在地面的铁管,管中充满水。 当气温为20℃时,小组中的小王同学在铁管的一端敲击一下,小李同学在管子另一端听。 温度(℃) 物质 速度(m/s) 20 空气 340 水 1450 铜 3750 铁 4800 (1)小李同学能听到几次敲击声(要求说明判断理由)? (2)如果听到的第一次敲击声和听到第二次之间的时间间隔为0.67s,则这根直铁管长约为多少米? 【答案】 (1)见解析; (2)1392m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)小李同学能听到3次敲击声;理由: 声音在不同介质中传播速度不同。 第一次听到的敲击声是通过铁管传来的;第二次听到的敲击声是通过水传来的;第三次听到的敲击声是通过空气传来的。 (2)设这根直铁管长约是L,由题意可知,听到的第一次敲击声是由铁管传来的,第二次敲击声是由水传来的,水传播需要的时间等于铁管传播需要的时间加上0.67s,可得到 解得 。 答: (1)小李同学能听到3次敲击声;理由: 声音在不同介质中传播速度不同。 第一次听到的敲击声是通过铁管传来的;第二次听到的敲击声是通过水传来的;第三次听到的敲击声是通过空气传来的; (2)如果听到的第一次敲击声和听到第二次之间的时间间隔为0.67s,则这根直铁管长约1392m。 22.如图,四个相同的瓶子里装有高度不同的水,对着瓶口吹气,发出的音调最高的是____。 【答案】丁 【解析】 【详解】 当对着瓶口吹气时,瓶内的空气柱会振动,空气柱越短,振动的频率越高,音调越大,所以发出的音调最高的是丁。 23.利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递________(选填“能量”或“信息”);为提高全体市民的防空安全意识,某市每年都要进行防空警报演练.为了使警报声传的更远,应该提高警报声的________(选填“音调”“响度”或“音色”). 【答案】信息 响度 【解析】 【详解】 利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递信息;进行防空警报演练时,为了使警报声传的更远,应该提高警报声的响度. 【点睛】 本题考查声音可以传递信息,也可以传递能量;响度与物体振幅有关,振幅越大,响度越大,距离发声体越远,声波的振幅越小,响度越小.
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