物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案及答案.docx
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物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案及答案.docx
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物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案及答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.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。
2.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。
3.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;
4.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。
5.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。
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.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 8.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。 9.如图所示,小宇将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜成像规律。 下列说法正确的是( ) A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小 B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像 C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像 D.蜡烛燃烧一段时间后变短,像成在光屏的下方,可将透镜的高度向下调,使像成在光屏中心 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】 A.根据“无论实像或虚像,物体靠近焦点像都变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,所成的虚像将变小,故A正确; B.能在光屏上成清晰像的是实像,实像是实际光线会聚成的,当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续传播,进入人的眼睛,故B正确; C.将蜡烛放在10cm处时,物距为30cm,而焦距为10cm,即物距大于两倍焦距,光屏上能承接到的是倒立缩小的像,故C正确; D.蜡烛燃烧一段时间后变短,根据光的直线传播原理,则成的像会偏向光屏上方,可向下适当调整凸透镜,故D不正确。 故选ABC。 10.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。 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. 12.3D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. 13.小明用自制的“水凸透镜”(向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小)来研究凸透镜成像规律,当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( ) ①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜” A.①和②都行B.②和③都行 C.①和③都行D.②和④都行 【答案】B 【解析】 【详解】 近视镜是凹透镜,给水透镜戴上近视镜后,相当于减弱了凸透镜的会聚能力,所以像远离了凸透镜,若要在光屏上得到像,须将光平远离透镜;或增大凸透镜的会聚能力,向水透镜中注水。 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.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。 16.一束光垂直照射在水面上,发生反射和折射,下列说法中正确的是() A.从入射光线到反射光线,光的传播方向不变 B.入射角、反射角、折射角都是0° C.入射角、反射角、折射角都是90° D.顺时针旋入射光使得入射角为30°,则反射角、折射角也变至30° 【答案】B 【解析】 【详解】 ABC.入射光垂直入射界面时,入射光线与法线夹角即入射角为0°,那么反射光线与法线夹角即反射角也为0°,所以反射光线与入射光线重合,方向相反,折射光的传播方向和入射光一致,均垂直于界面,入射角和折射角都是0°。 故AC错误,B正确; D.入射角为30°时,根据光的反射定律,反射角等于入射角为30°,光从空气入射到水中时,光线发生偏折,折射光靠近法线偏折,即折射角小于入射角,所以折射角小于30°,故D错误。 17.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。 18.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。 19.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。 20.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。
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