中考物理光学问题求解方法综合经典题及详细答案.docx
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中考物理光学问题求解方法综合经典题及详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.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。 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.如图是用手机、凸透镜和纸盒制成的简易“投影仪”,它能将手机画面放大投射到墙上,下列说法正确的是() A.若透镜表面有一只小虫,墙上能看到小虫的像 B.眼睛贴近透镜向纸盒里面看,能看到手机画面放大的像 C.要使墙上的像变大一些,应将手机靠近透镜,同时使透镜离墙远一些 D.要使看到的像更清楚,应将手机屏幕调亮一些,使周围的环境暗一些 【答案】CD 【解析】 【分析】 本题考查凸透镜的成像规律。 【详解】 A.投影仪的成像条件是物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,而小虫在透镜表面,意味着物距小于一倍焦距,则不能在墙上成像,故A错误; B.投影仪所成的像与透镜的距离较大,若眼睛贴近透镜,则无法观察到清晰的像,故B错误; C.根据凸透镜的成像规律: 物近像远像变大,将手机靠近透镜相当于将物体靠近透镜,那么像会变大,且像距变远,所以应将透镜离墙远一些,故C正确; D.将手机屏幕调亮,是让物体本身光线更强,成像更清晰,而环境暗一些可避免环境光线对成像的影响,故D正确。 故选CD。 4.小明在做探究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置实验后,他归纳出以下说法,其中错误的是 A.烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小 B.烛焰位于b点时,成等大的实像 C.烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大 D.烛焰位于d点时,成放大的实像 【答案】BD 【解析】 【详解】 A.使烛焰位于a点时, ,成倒立、缩小的实像,物体在a点的物距大于物体在b点的物距,即a点物距最大,像距最小,像最小。 故A项正确,A项不符合题意; B.使烛焰位于b点时, ,成倒立、放大的实像,故B项错误,B项符合题意; C.使烛焰位于c点时, ,成倒立、放大的实像,物体在一倍焦距以外,在c点,物距最小,像距最大,像最大,故C项正确,C项不符合题意; D.使烛焰位于d点时, ,成正立、放大的虚像。 故D项错误,D项符合题意; 【点睛】 掌握凸透镜成像的三种情况,正确理解凸透镜的一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。 5.如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。 以下判断正确的是( ) A.光屏上成倒立缩小的实像 B.此时透镜的焦距 C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到 刻度线处光屏仍能得到清晰的像 D.向水透镜注水后,要使光屏上重新得到清晰的像,需要像光屏向右移动 【答案】BC 【解析】 【详解】 A.由图可知,当物距小于像距时,光屏上成倒立、放大的实像,故A正确; B.由图可知 , ,则 ……① ……② 由①②可得透镜焦距 故B正确 C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到 刻度线处,物距 ,像距为 即此时的物距等于原来的像距,在光的折射中光路是可逆的,所以光屏上仍能得到清晰的像,故C正确; D.向水透镜注水后,透镜会聚能力变强,焦距变小,使光线提前会聚成像,所以要使光屏上重新得到清晰的像,应减小像距,需要将光屏向左移动,故D错误。 故选BC。 6.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 7.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。 8.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. 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,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体.拿一副远视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.拿走远视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,有以下几种操作: ①只将蜡烛远离凸透镜; ②只将光屏靠近凸透镜;③只将光屏远离凸透镜;④将光屏和蜡烛同时适当远离凸透镜.其中可行的操作是 A.只有②B.只有③C.只有①③D.只有①③④ 【答案】D 【解析】 远视眼镜是凸透镜,首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原因是烛焰清晰的像在光屏的后面,可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离使得光屏上呈现一个清晰的像的目的,因此①③④都可以. 故选D. 【点睛】远视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太弱或眼球的前后方向太短造成的,因此要让光线在进入眼睛以前提前会聚一下,所以要带凸透镜来矫正. 11.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。 12.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。 13.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。 14.3D电影具有三维立体视觉效果,拍摄时,将两个摄像头按照人两眼间的距离放置,同时拍摄,制成胶片;放映时,两个放映机在银幕上呈现两个略有差异的画面,观看者带上特殊眼镜后,就能看到立体效果.关于3D电影,下列说法不正确的是 A.光在银幕上发生的是漫反射 B.画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像 C.拍摄时,两摄像头中心间的距离约为7cm D.放映时,胶片到放映机镜头的距离大于2倍的镜头焦距 【答案】D 【解析】 【分析】 凸透镜成像规律是: u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用是投影仪;u<f,成正立、放大的虚像,应用是放大镜. 为了使电影院里的每一位观众都能看到银幕上的画面,幕布表面比较粗糙,当光线射到的幕布上,反射光线会射向四面八方,这种反射称为漫反射. 人的两眼之间大约有6厘米的距离,所以在观看除了正前方的物体外,两只眼睛必然有角度的不同,这个差别在大脑中就能自动形成上下、左右、前后、远近的区别,从而产生立体视觉. 【详解】 A.观众能从各个不同的角度看到银幕上的画面,这是由于光在银幕上发生了漫反射,故A正确,不符合题意; B.人眼的晶状体相当于凸透镜,人眼相当于一架微型照相机,画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,故B正确,不符合题意; C.人的两眼之间大约有6厘米的距离,拍摄时,为了产生立体视觉.两镜头中心间的距离约为7cm,故C正确,不符合题意; D.放映时,胶片到放映机镜头的距离在一倍焦距和2倍焦距之间,银幕上呈现的是倒立、放大的实像,故D错误,符合题意. 【点睛】 解决本题的关键是掌握凸透镜成像的三种情况及其应用,另外本题还考查了能从各个角度看到物体就是发生了漫反射的缘故,此题涉及到的3D电影的相关知识,有一定的难度. 15.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. 16.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO A.f=10cmB.f=5cm C.f=8cmD.f=12cm 【答案】C 【解析】 【详解】 由于AC为入射光线,CB为折射光线,且AO f 已知AO=10m,则 f<10m<2f 解得 5m 故选C。 17.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。 18.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。 19.如图所示的军事观察孔,人可以通过孔观察外面,现在在孔中嵌入玻璃砖后观察的范围将() A.变大B.变小C.不变D.无法确定 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 眼睛通过空气孔看到的范围和通过玻璃看到的范围如图所示: 黑色光线表示在空气中的光路,灰色表示在嵌入玻璃砖后的光路.从图中可以看出,嵌入玻璃砖后观察的范围变大.故选A. 20.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是() A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调 B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离 C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离 D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置 【答案】D 【解析】 【详解】 A.从图中可以看到,烛焰的物距 大于像距 ,由于在光屏上能看到烛焰清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、缩小的实像;当保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调后,根据光路的可逆性可知,在光屏上也能看到烛焰清晰的像,此时物距 小于像距 ,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、放大的实像,这个操作可以使光屏上清晰的像变大,A项不合题意; B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离,那么物距 会变小,像距 会变大,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,所以能使光屏上清晰的像变大,B项不合题意; C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,能使光屏上清晰的像变大,C项不合题意; D.换一个焦距更小的凸透镜,那么物距不变,根据凸透镜的成像规律可知,像距会变小,调整光屏至适当的位置,所成的清晰像会更小,不能使光屏上清晰的像变大,选项D符合题意。
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