物理综合题专题复习凸透镜专题解析及详细答案Word文件下载.docx
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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
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.某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是
A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜
B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜
C.将透镜适当靠近蜡烛
D.将透镜适当靠近光屏
【答案】BC
根据凸透镜成实像的规律,要使成像大些,应该减小物距,增大像距,则像变大;
A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜,是增大了物距,减小了像距,像会变小,故A错误;
B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜,即减小物距,增大像距,则像变大,故B正确;
C.将透镜适当靠近蜡烛,此时物距减小,像距增大,像会变大,故C正确;
D.将透镜适当靠近光屏,此时物距增大,像距减小,像会变小,故D错误;
故选BC.
点睛:
要掌握凸透镜成实像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小(反之像变大),这里的像变小,是与之前比变小,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大.
5.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
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.
6.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是( )
A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大
A.玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A错误;
B.据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B错误;
C.据B可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C正确;
D.凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;
把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D错误。
故选C。
7.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
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。
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
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.如图所示,在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中,小科将印有绿色环保标志“
”的纸固定在墙上,再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方,然后改变破璃杯与标志之间的距离。
小科站立时透过玻璃杯和水观察。
下列图象中,不可能看到的是( )
A.
B.
C.
D.
A.因为装有水的圆柱形玻璃杯,中间厚边缘薄,相当于柱形凸透镜,所以成像时左右颠倒,上下不变。
当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,上下不变,故A可能出现,不符合题意;
B.当物距大于焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒变大,上下不变,故B可能出现,不符合题意;
C.柱形凸透镜成像时左右颠倒,上下不变,不可能出现左右和上下都颠倒的像,故C不可能出现,C符合题意;
D.当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,左右颠倒变小,上下不变,故D可能出现,不符合题意。
10.物体放在凸透镜前30厘米处;
在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。
则( )
A.焦距可能为18厘米
B.此时凸透镜成倒立放大的实像
C.当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了
D.当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米
AB.由题意可知,物距是30cm,像距20cm,可知物距大于像距;
而且此时光屏出现了清晰实像,由凸透镜成像的规律可知,可以判断此时的实像是倒立缩小的实像;
而且
则
,故AB不符合题意;
C.当物体远离凸透镜10厘米时,物距变大,由凸透镜成像的规律可知,像距会变小,像会变小,所以移动光屏找到实像后,此实像变小了,故C不符合题意;
D.当物体靠近凸透镜10厘米时,此时的物距变为20cm,由于光路是可逆的,所以为了在光屏上得到清晰的实像此时的像距应该为30cm,即光屏应远离透镜10厘米,故D符合题意。
11.下列关于光学知识的说法中,正确的是
A.老花镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上
B.近视镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上
C.照相机利用凸透镜成正立、缩小的实像的原理制成的
D.放大镜利用凸透镜成正立、放大的实像的原理制成的
【答案】B
A.老花镜是凸透镜,因此老花镜是利用凸透镜对光的会聚作用使物体的像成在视网膜上,故A错误;
B.近视镜是凹透镜,因此近视镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上,故B正确;
C.照相机拍照时,物体到透镜的距离大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故C错误;
D.放大镜使用时,物体到透镜的距离小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,故D错误.故选B.
12.以下关于实像和虚像的说法,正确的是
A.实像不可能与物体是等大的
B.实像一定是光发生折射形成的
C.虚像在成像时没有光进入人眼
D.虚像不能在光屏上呈现
A.凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像,故错误;
B.小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的,故错误;
C.平面镜成虚像时,是平面镜反射的光线进入人的眼睛,故错误;
D.虚像不是真实光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,故正确。
13.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,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=20cm时成放大的像.投影仪就是根据这一原理制成的
D.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
A.根据凸透镜成像的规律,在物体等于二倍焦距时,像距也等于二倍焦距,此时成倒立等大的实像,如图,物距为16cm时,像距也为16cm,即都等于二倍焦距,所以该凸透镜的焦距是8cm,故A错误;
B.由图可知,把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,即物距增大时,像距变小,像会逐渐变小,故B正确;
C.当
时,大于二倍焦距,成缩小的像,投影仪根据凸透镜成放大的实像原理制成,故C错误;
D.当
时,即物距处于一倍到二倍焦距之间,成倒立放大的实像,故D错误.
故选B.
【点睛】
凸透镜成像规律是常考试的内容,应牢记凸透镜的成像规律,有些同学总是记不住,要下点功夫,可以结合成像光路图进行练习、记忆.
14.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
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。
15.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
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;
二、初中物理声现象问题求解方法
16.阅读《从传声筒到移动通信》,回答问题。
从传声筒到移动通信
我们每天都离不开电话,你知道科学家们发明它是受什么启发吗?
是传声筒。
让我们去参观中国科技馆二层探索与发现主题展B厅——声音之韵展,观察、研究一下传声筒,直观地去体验传声筒传递声音的过程吧。
装置简介:
两个非常粗的传输声音的金属管在空中盘成螺旋状,布置在展区的两个不同位置,相距大约十几米长,如图1左上角就是其螺旋状的管路之一。
两个传输声音的金属管分别为听筒管路和话筒管路,两个传输声音的金属管端口分别是听筒和话筒,如图2所示。
就像人打电话一样,用话筒说话,用听筒听声音,如图3所示。
声音是由物体振动所产生。
在振动介质(空气、液体或固体)中某一质点在平衡位置附近来回发生振动,并带动周围的质点也发生振动,逐渐向各方向扩展,这就是声波。
声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛,它们把波动形式向前传递,它们自己仍旧在原地振荡,也就是说空气粒子并不跟着声波前进!
如图4所示,连续振动的音叉,使周围的空气分子形成疏密相间的连续波形。
声波是一种振动的机械波,它的基本参数是频率f、波长λ和波速v。
通过示波器可观测到可视化波形如图5所示。
频率是声源(或某一质点)1秒内来回振动的次数(单位为赫兹Hz),而声源完成一次全振动经过的时间为一个周期T,其单位为秒。
显然,f=
。
频率与人耳主观感觉声音的音调有关。
频率越高,音调也越高。
振幅与声音的强度有关。
波长是声波在一个周期内传播的距离,也是波形图中相邻波峰(或波谷)的距离。
这三者的关系是v=λf。
人耳能感觉到的声波频率范围在20~20000Hz,称为音频波。
在这个频率范围以外的振动波,就其物理特性而言与声波相似,但对人类不引起声音感觉。
声速亦称音速,是声波通过介质传播的速度,它和介质的性质与状态(如温度)等因素有关。
当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s。
现实世界中充斥着各种各样的声波,但因为声波的能量随扩展的距离逐渐消耗,最后声音消失,一旦声源远离接受者就无法准确获得信息。
早在十八世纪欧洲已有“电话”一词,用来指用线串成的话筒(以线串起杯子)。
电话的出现要归功于贝尔,早期电话机的原理为:
说话声音为空气里的复合振动,可传输到固体上,通过电脉冲于导电金属上传递。
随着现代移动通信技术的快速发展,声音信号的传递借助电磁波传送。
电磁波能够在真空中传播,不但传播速度快,而且频率范围广,但它在水中会被吸收而急剧衰减。
和我们关系最密切的就是手机这种移动通信工具,它兼具发射和接收两种功能,在同步地球卫星的协助下能使通信范围几乎覆盖地球上的每个角落。
请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:
(1)“传声筒”的展示项目,形象地向观众展示了:
当一名观众在管路一侧发声,管路中的__________振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话。
(2)以下的应用或工具利用“传声筒”原理的是(______)
A.医生给病人看病用的听诊器B.水杯琴
C.天坛回音壁D.超声波医学检查
(3)下列说法中正确的是(______)
A.一切发声的物体都在振动
B.声音的传播速度一定是340m/s
C.声波和电磁波都能传递信息,且都可以在真空中传播
D.潜入水中的潜艇通信使用电磁波
(4)一列声波从空气中传入水中,以下说法正确的是(______)
A.频率增大,波速变大B.频率不变,波速变小
C.频率不变,波长变长D.波速变小,波长变长
【答案】空气AADC
(1)[1]声音的传播需要介质,空气可以传播声音,当一名观众在管路一侧发声,管路中的空气振荡,另一侧的观众能够听到传输的声音,两人可进行对话;
(2)[2]A.医生给病人看病用的听诊器,其工作原理是利用声音在管内空气中集中传播,减小声音的分散,提高声音的响度,然后能听到更清晰的声音,这与“传声筒”原理是相同的,选项A符合题意;
B.水杯琴表明液体振动可以发出声音,与“传声筒”原理是不同的,B项不合题意;
C.天坛回音壁,是指回声,利用了声音的反射,与“传声筒”原理是不同的,C项不合题意;
D.超声波医学检查,是利用声波传递信息,与“传声筒”原理是不同的,D项不合题意;
(3)[3]A.声音是由物体的振动产生的,所以说一切发声的物体都在振动,A正确;
B.从材料中可以看到,当温度为22℃时,空气中声速为334.8m/s,水中声速为1440m/s,钢铁中声速为5000m/s,所以说声音的传播速度不一定是340m/s,B错误;
C.声波和电磁波都能传递信息,但声波不可以在真空中传播,C错误;
D.潜入水中的潜艇通信是用无线电进行的,即是使用电磁波来完成的,D正确;
(4)[4]声波从空气进入水中,声速变大,但是频率是不变的,根据
可知,波长是变大的,故选C。
17.在平直的路面上,一辆轿车正匀速驶向一座高山,司机鸣笛6s后听到回声,若汽车行驶时的速度是20m/s,则汽车司机听到回声时距离高山有多远?
(15℃,声音在空气中的速度是340m/s)
【答案】960m
司机鸣笛后,声音传到高山返回汽车时,汽车以20m/s的速度已经前行了6s,根据速度公式可求汽车行驶的距离;
在这段时间内,声音和汽车行驶的路程之差是司机听到回声时汽车与高山距离的2倍,根据速度公式求司机听到回声时汽车与高山距离。
由
可得,在
的时间内,汽车行驶的距离:
声音传播的距离:
则汽车司机听到回声时距离高山为
答:
汽车司机听到回声时距离高山960m。
本题主要考查回声测距。
18.我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同。
阅读下表,回答问题。
已知在长为0.85km的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。
问:
一些介质中的声速v/(m·
s-1)
空气(0℃)
331
冰
3230
空气(15℃)
340
铜
3750
煤油(25℃)
1324
铝
5000
水(常温)
1500
铁
5200
(1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?
(2)敲击后声音通过空气传到另一端需要多长时间?
(3)声音在金属管中的传播速度是多大?
该金属管可能是由什么材料制成的?
【答案】
(1)空气;
(2)2.5s;
(3)5000m/s,铝。
(1)根据表格中的数据进行分析可知,不同介质中声音传播速度是不一样的;
则传播相同的距离,速度小的介质中需要的时间多;
(2)利用
计算声音在空气中传播的时间;
(3)结合时间差计算声音在金属管内的传播速度,对应数据表找出金属管的材料。
(1)根据表格中的数据进行分析可知,声音在金属中的传播速度比在空气中的速度大,故第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)声音在空气中传播的时间:
(3)声音在金属管中传播的时间:
则声音在金属管中传播的速度:
查表知:
金属管是由铝制材料制成的。
(1)第二次听到的声音是通过空气传来的;
(2)敲击后声音通过空气传到另一端需要2.5s;
(3)声音在金属管内传播的速度为5000m/s;
该金属管是由铝制成的。
19.长沙市为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。
如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。
若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪多少米?
(2)汽车两次接收到信号时位置相距多少米?
(3)在该测速区内,汽车的速度是多少?
(1)85m;
(2)17m;
(3)20m/s
(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s,
由v=
可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s×
0.25s=85m;
(2)第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以第二次信号到达汽车的时间为0