中考物理 光学问题求解方法 培优 易错 难题练习含答案及详细答案.docx
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中考物理光学问题求解方法培优易错难题练习含答案及详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.用凸透镜成像时,定义像与物的大小之比为“放大率”,则在物体成像的情况下()
A.物距一定时,焦距越小放大率越大
B.物距一定时,焦距越大放大率越大
C.焦距一定时,物体离透镜越近放大率越大
D.焦距一定时,物体离同侧焦点走近放大率越大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.当物体在凸透镜上成实像时,即物体放在1倍焦距以外时,通过做图可以知道,物距一定时,焦距越大则放大率越大;当物体在凸透镜成虚像时,即物体放在1倍焦距以内时,通过做图可以知道,物距一定时,焦距越小则放大率越大;故A、B均不对;
C.当凸透镜的焦距一定时,物体成虚像时,通过做图可以知道,物体离透镜越近,放大率越小,故C是不对的;
D.当成实像时才是物体离透镜越近,放大率越大,故也可以说是物体离同侧的焦点越近时,放大率越大,这个规律不但对于成实像时适用,成虚像时也同样适用,故D是正确的。
故选D。
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.小明在探宄凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜甲固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处,移动光屏到80cm处,烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示:
之后他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜甲换成焦距为5cm的凸透镜乙并保持位置不变,移动光屏使在光屏上再次成烛焰清晰的像。
则对于这两次成像实验()
A.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、缩小的像
B.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、放大的像
C.利用凸透镜乙成像时,像距大于30cm
D.利用凸透镜乙成像时,像距小于30cm
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.凸透镜甲焦距为10cm,物距为:
u=50cm-35cm=15cm,
当f
故A错误,B正确;
CD.凸透镜乙焦距为5cm,此时物距u=15cm,则u>2f,所以5cm 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.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。 6.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. 7.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。 8.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。 9.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。 10.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。 11.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. 12.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。 13.某同学将物体放在凸透镜前不同位置,依次得到倒立的放大的像和倒立的缩小的像,测得像距分别为26厘米和16厘米,则该透镜的焦距f为() A.6厘米 C.13厘米 【答案】B 【解析】 【详解】 根据题意,当凸透镜成倒立放大的像时,像位于二倍焦距以外,即 ,代入数据得: 解得: 当凸透镜成倒立,缩小的像时,像位于一倍焦距和二倍焦距之间,即 ,代入数据得: 解得: 所以 故选B。 14.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。 15.某同学在做凸透镜成像实验时,当物距u=30厘米,像距v=20厘米时,光屏上呈现烛焰清晰的像。 若烛焰移到离凸透镜12厘米处,所成的像一定是 A.倒立的B.正立的C.放大的D.缩小的 【答案】C 【解析】 【详解】 当物距u=30cm,像距v=20cm时,光屏上呈现烛焰清晰的像,所以 , , 所以凸透镜的焦距为: 。 若将烛焰置于距凸透镜12cm处时,即u=12cm,有两种情况: 若焦距在10cm和12cm之间则 , 物体通过凸透镜成倒立、放大的实像;若焦距在12cm和15cm之间,则 , 物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。 由以上知,故只有C正确。 故选C。 16.如图,正午时,太阳光直射在水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜20cm的地面上得到一个光斑,其直径与透镜直径相等,透镜的焦距是 A.10cmB.20cm C.30cmD.40cm 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知该透镜为凸透镜,根据凸透镜对光有会聚作用,以及在距透镜20cm的地面上得到一个光斑的直径与透镜直径相等,得到透镜的焦距是 。 故B、C、D项不符合题意,A项符合题意。 17.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; 18.如图所示,光屏上得到一个清晰的像,此时蜡烛到凸透镜的距离为24cm,则下列说法正确的是() A.此时的应用是投影仪,且凸透镜的焦距小于12cm B.只将凸透镜向左移动,就可以在光屏上得到倒立缩小的像 C.在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,凸透镜和光屏不动,蜡烛向右移动光屏上会成清晰的像 D.将蜡烛移到距离凸透镜18cm,向右调节光屏到适当位置,在光屏上可能得到放大的像 【答案】D 【解析】 【详解】 A.物距大于1倍焦距小于2倍焦距成倒立放大的实像,应用是投影仪;则 ;又因为 ,所以 ,故A错误; B.只将凸透镜向左移,减小物距,此时应该增大像距,且物像之间的距离增大,故光屏向右移动才可以在光屏上得到清晰放大的像,故B错误; C.近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线由发散作用;若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜时,光线会延迟会聚,所以像会落在光屏的右侧;如果此时蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,像会更加远离光屏,光屏应该向右移动才能得到清晰的像,故C项错误; D.将蜡烛右移至距离凸透镜18cm,由 可知,此时物距仍大于焦距,故向右调节光屏至适当位置,在光屏上仍可能得到清晰放大的像,故D正确; 19.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。 20.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。
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