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.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.
2.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。
3.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。
4.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。
下列说法正确的是()
A.此时的成像特点与投影仪相同
B.该透镜的焦距满足8cm C.将蜡烛和光屏互换后,光屏上不能承接到清晰的像 D.将蜡烛和光屏同时远离凸透镜,可再次承接到清晰的像 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.由题可知,蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,与照相机原理相同,故A不正确; B.由凸透镜成像规律可知,此时物距在二倍焦距以外,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即 , 即 , 可得 , 则 透镜的焦距满足 ,故B正确; C.由光路可逆原理可知,将蜡烛和光屏互换后,光屏上能承接到清晰的像,故C项不正确; D.将蜡烛远离凸透镜时,光屏要靠近凸透镜,才能在光屏上成清晰的像,故D项不正确。 故选B。 5.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置,把光屏放在凸透镜的右侧,然后移动光屏,恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像,则() A.焦距可能是8cm B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像 C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,像的大小会变小 D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,所成的像也会往右移动,且移动距离小于2f 【答案】C 【解析】 【详解】 A.根据凸透镜的成像规律可知,在光屏上出现一个倒立缩小的像,那么像距符合关系式 ,因为 ,所以 ,可解得 所以焦距不可能是8cm,A项不合题意; B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,由于 ,这时物距小于一倍焦距,在凸透镜的右侧是不能成像的,B项不合题意; C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,根据凸透镜的动态成像规律可知,像的大小会变小,选项C符合题意; D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,这个过程分两个阶段,物距还在小于一倍焦距时,所成的虚像往左移动到无穷远处,当物距大于一倍焦距后,会成实像,所成的实像会从右端无穷远处往左移动,D项不合题意。 6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则下列判断正确的是( ) A.这个清晰的像是倒立、放大的实像 B.此凸透镜的焦距大于20cm C.将蜡烛移动到40cm刻度处,移动光屏,会在光屏上得到清晰、放大的像 D.将蜡烛移动到25cm刻度处,应向右移动光屏,才能再次在光屏上得到清晰的像 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB.由图知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,所以 可知 35cm>2f f<20cm<2f 解得 10cm u+v>4f 即 35cm+20cm>4f 解得 f<13.75cm 综上所述 10cm 故AB错误; C.将蜡烛移动到40cm刻度处,物距等于 50cm-40cm=10cm 物距小于焦距,所以成正立放大的虚像,不能成在光屏上,故C错误; D.将蜡烛移动到25cm刻度处,物距减小,像距将变大,像也变大,所以应向右移动光屏,故D正确。 故选D。 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.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. 9.在“探究凸透镜成像规律的实验”中,小明调节蜡烛,凸透镜和光屏的位置,在光屏上成清晰的像如图所示,下列说法正确是() A.照相机是利用了图中的成像规律 B.换上焦距小一些的凸透镜,只将蜡烛向左适当移动就能在光屏上接收到清晰的像 C.如果使蜡烛向左移动,光屏需要向右移动才能接收到清晰的像 D.如果把蜡烛与光屏对调,光屏上将会出现清晰的像 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图可知,成像时,像距小于物距,所以成一个倒立缩小的实像,和照相机的原理相同,故A正确; B.如果换一个焦距较小的透镜,所成的像将变小,像距也变小,像成在光屏的左边,所以要想让像成在光屏上,应该将蜡烛向右移动,从而像也向右移动直到光屏上,故B错误; C.如果使蜡烛向左移动,像也向左移动,所以光屏要向左移动才能接收到清晰的像,故C错误; D.如果把蜡烛和光屏对调,根据光路的可逆性,光屏上会成一个倒立放大的实像,故D正确。 故选AD。 10.如图甲测凸透镜的焦距,图乙“探究凸透镜成像的规律”,实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置,下列说法正确的是( ) A.图甲可知凸透镜的焦距是40.0cm B.图乙四个位置中,移动光屏,有4个位置上的蜡烛可以在光屏上成像 C.将蜡烛放在丙位置,若凸透镜上有一个泥点,则在光屏上不会出现泥点的影子 D.将蜡烛放在乙位置,光屏应向左移动才能找到清晰的像,此时的成像特点与投影仪的成像原理相同 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.从图甲可以看到,凸透镜所在的位置是30.0cm刻度,而光屏所在的位置是40.0cm刻度,而平行光线经凸透镜折射后,会聚于焦点,可知凸透镜的焦距是 凸透镜的焦距是 ,A错误; B.一倍焦距以外是实像,以内是虚像,因为甲乙丙在焦点外,所以成实像,可以成在光屏上,B错误; C.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,凸透镜上有一个泥点,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像,因此像与原来的相同,大小不变,但是由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,像是完好的,只是亮度变暗,不会出现泥点的影子,C正确; D.将蜡烛放在乙位置,这时物距大于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,像距会大于一倍焦距,小于两倍焦距,从图乙可以看到,光屏应向左移动才能找到清晰的像,这是成倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机的成像原理相同,D错误。 故选C。 11.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. 12.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。 13.光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成,而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。 如图所示,相距很近的两束平行的红光和紫光,间距为d,斜射到较厚的玻璃砖的上表面,并从玻璃砖的下表面射出,则下列现象可能的是() ①两条出射光线仍平行,但距离大于d; ②两条出射光线仍平行,但距离小于d; ③两条出射光线仍平行,但距离等于d; ④两条出射光线不再平行。 A.②③④B.②C.③④D.①②③ 【答案】B 【解析】 【详解】 每条单色光入射到玻璃砖后最终折射出来的光线都与初始入射光线平行; 紫光由于波长短,频率大,偏折能力强,所以紫光最终出射光线比红光出射光线向左平移的要多,即平行光线间距会缩小。 故B正确。 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。 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.有一光电控制液面高度的仪器,是通过光束在液面上的反射光线打到光电屏上来显示液面高度的,光路图如图所示.当光屏上的光点由S1移到S2时,表示液面() A.下降B.上升 C.不变D.先下降后上升 【答案】A 【解析】 【详解】 光屏上的光点由S1移到S2时,由于入射光线的方向固定不变,那么它的反射光线方向也不变,过S2作平行线平行于过S1的反射光线,这条平行线与入射光线交于O点,O点在CD线上,液面CD相对于液面AB是下降,如图所示,故选A. 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,一面镜子竖直挂在墙上,某人站在镜前2m处,从镜子里只能看到自己的上半身,他要看到自己的全身,则() A.应后退到距镜2m远处 B.应前进到距镜1m远处 C.应后退到距镜4m远处 D.无论前进后退都不能实现 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 根据平面镜成像的特点: 等大、等距、正立、虚像。 由上图知, 在 和 中 故 故 即平面镜的高为人身高的 因要看见自己在平面镜所成的全身像,平面的高度应为人身高的一半,故不管是前进还是后退,从镜子里也只能看见自己的上半身,不能看见自己的全身像。 故选D。 20.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。
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