物理提高题专题复习凸透镜练习题及详细答案文档格式.docx
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3.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
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
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。
4.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像:
若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时,则( )
A.光屏上出现倒立放大的实像
B.光屏上出现倒立缩小的实像
C.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
D.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的实像
【答案】C
距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以
v=30cm=2f
则
f=15cm
若现将物体移至透镜前12cm处时,此时物距
u=12cm
则物距应小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故光屏上不会出现像,故ABD不符合题意,C符合题意.
5.如图所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。
下列说法不正确的是( )
B.当光屏上成清晰像时,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.当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
【答案】D
A.根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;
B.发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;
当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像。
故B正确;
C.当蜡烛放在10cm处,物距
u=40cm﹣10cm=30cm>2f
成倒立缩小的实像,故C正确;
D.若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D错误。
故选D。
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
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<
解得
10cm<
f<
17.5cm
u+v>
4f
即
35cm+20cm>
4f
13.75cm
综上所述
13.5cm
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。
7.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.利用这一原理制成了投影仪
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像
A.如图可知此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像,利用这一原理制成了照相机,故A错误;
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆的特点,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的实像,故B错误;
C.成缩小的实像时,像距位于一倍焦距到二倍焦距之间,即
,由图知此时像距为15cm,可得:
所以若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,此时物距小于焦距,不能成实像,在凸透镜同侧成虚像,所以移动光屏是找不到像的,故C错误;
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,即减小物距,根据成实像时物距与像距的变化规律知,像距应增大,即应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像,故D正确;
故选D.
点睛:
凸透镜成像规律是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距减小时,像距增大,像也会变大,这里的像变大,是与之前比变大,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.
8.如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路,且
,若
,该凸透镜的焦距可能是()
A.
B.
C.
D.
根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。
因为AO=10cm,则
f<10cm<2f
5cm<f<10cm
故选C。
9.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。
10.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<
10厘米B.8厘米<
13厘米
C.13厘米<
16厘米D.16厘米<
26厘米
【答案】B
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
故选B。
11.将一物体放在凸透镜前,使物距依次为6cm、18cm和24cm,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式
A.f<6cmB.6cm<f<18cm
C.9cm<f<12cmD.18cm<f<24cm
当物距为6cm时,成放大的虚像,所以f>6cm.
当物距等于18cm时,成放大的实像,即物距在一倍到二倍焦距之间,则9cm<f<18cm.
当物距等于24cm时,成缩小的实像,所以24cm>2f,则f<12cm.
故:
9cm<f<12cm,C符合题意.
选C.
【点睛】
重点是凸透镜成像规律的应用,关键是根据每次成像时的特征,列出相应的不等式,综合求解.
12.在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某实验小组所描绘的像距随物距变化的关系图线如图所示.图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应.则下列说法正确的是
A.蜡烛处于AB间某一位置时,成倒立、缩小的实像
B.蜡烛处于BC间某一位置时,成倒立、放大的实像
C.将蜡烛从C移动到B的过程中,所成像逐渐增大
D.将蜡烛从B移动到A的过程中,所成像逐渐减小
(1)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,判断凸透镜的焦距.
(2)根据物距和焦距,判断凸透镜成像情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像.
2f>u>f,成倒立、放大的实像.
u<f,成正立、放大的虚像.
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大.
(1)由图象知,
,此时凸透镜成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距:
.
(2)物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.
A、蜡烛处于AB间某一位置时,2f>u>f,成倒立、放大的实像.选项错误.
B、蜡烛处于BC间某一位置时,u>2f,成倒立、缩小的实像.选项错误.
C、将蜡烛从C移动到B的过程中,物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.物距减小,像距增大,像变大.选项正确.
D、将蜡烛从B移动到A的过程中,物距大于一倍焦距时,凸透镜成实像.物距减小,像距增大,像变大.选项错误.
故选C.
13.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.则下列相关说法正确的是( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜
A.只有①和③B.只有②和④C.只有②和③D.只有①和④
根据凸透镜成像的规律分析:
①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,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误;
②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确;
③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即
,得:
;
像距为一倍到二倍焦距之间,即
综合以上条件得:
,故③正确;
④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④错误;
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.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
根据凸透镜的成像规律,当
,成倒立、缩小的实像,即
由题意可以知道物距
,像距
,这种情况是成倒立、缩小的实像,即
化简可得
所以凸透镜的焦距不可能是18cm;
当物体远离凸透镜10cm,物距变大,依然大于两倍焦距,像距变小,所成的实像会变小;
当物体靠近凸透镜10cm,物距
,那么
为了在光屏上得到清晰的实像,根据光路的可逆性,此时像距
,光屏应远离透镜10cm;
15.如图所示,OO'
为凸透镜的主光轴,将点光源放在A点时,像在B点;
将点光源放在B点时,像在C点。
当将点光源放在C点时,则()
A.一定在B点成一个实像B.一定在A点的左侧成一个虚像
C.可能在B、C之间成一个实像D.可能在C点的右侧成一个虚像
如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,所以不可能;
当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.所以透镜不可能在AB和BC之间.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故此时凸透镜只能放在A点的左侧;
所以该情况下有如下几种可能,即若C点在透镜的1倍焦距以外,像应成在透镜左侧的1倍焦距以外;
另一种可能是,若C点还在透镜的1倍焦距以内,即此时所成的像应在C点的右侧.故分析四个选项,只有D是正确的.
二、初中物理声现象问题求解方法
16.下列关于声现象的说法中错误的是()
A.声音在15℃的空气中传播速度约为340m/s
B.吉他依靠琴弦的振动发声
C.蝙蝠利用次声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫
D.“暮鼓晨钟”里的钟声和鼓声是人们依据音色进行分辨的
A.声音在不同介质中,以及不同温度下的传播速度是不同的,如声音在15℃的空气中传播速度约为340m/s,故A正确;
B.声音由振动产生,吉他依靠琴弦的振动发声,故B正确;
C.蝙蝠利用超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫,故C错误;
D.音色是发声体特有的品质特征,可以用来区分声源,所以“暮鼓晨钟”里的钟声和鼓声是人们依据音色进行分辨的,故D正确;
注意能正确区分声音的三个特征,即音调、响度、音色,其中音色是发声体特有的特征,由声源振动的材料、方式等决定,可以用来区分声源.
17.下列说法中,正确的是()
A.声音在真空中传播速度最快
B.汽车安装的倒车雷达是利用电磁波工作的
C.超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质
D.声源的振幅越大,音调越高
A.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故A错误;
B.汽车安装的倒车雷达是利用超声波工作的,故B错误;
C.声波能够传递信息和能量,超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质,故C正确;
D.声源的振幅越大,响度越大,而音调由频率决定,故D错误;
18.下列说法中正确的是( )
A.只要物体在振动,人一定能听到声音B.只要听到物体发声,则物体一定在振动
C.只要人听不到声音物体就一定没有振动D.以上说法都正确
A.听到声音还需要有介质,如果没有传播声音的介质,也不能听到声音,故A错误;
BD.声音是由物体振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,故B正确,D错误;
C.如果没有介质,振动产生的声音人也是听不到的,故C错误;
19.下列关于声音的说法错误的是()
A.振动的物体都会发出声音
B.空气中声速跟音调有关
C.物体振动的次数叫频率
D.“低声细语”的低指的是音调低
声音是物体振动产生的,一切发声的物体都在振动;
发声体1s振动的次数叫频率,单位是Hz;
声音的传播需要介质,传播速度与介质种类和温度有关;
声音的强弱叫响度,声音的高低叫音调。
A.声音是物体振动产生的,所以振动的物体都能发出声音,故A正确,不符合题意;
B.声速与介质种类及介质温度有关,与声音音调高低无关,故B错误,符合题意;
C.物体在1s内振动的次数叫频率,故C错误,符合题意;
D.“低声细语”中的“低”,指声音的响度小,故D错误,符合题意。
此题考查了声音的产生、声速影响因素及声音的特性,正确理解概念是解答的基础。
20.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。
答:
(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。
21.在人与山崖间有一条铁路穿过,一列火车在人与山之间拉响汽笛,人看见火车冒出烟1s后听到汽笛声,又经过2s后听到山崖反射回来的声音,则人与山距离多远?
【答案】680m
根据题意,如图所示,声音从鸣笛处→人,传播用时1s;
声音从鸣笛处→山崖→人,传播用时:
(1+2)s=3s
设人到山崖的距离为s,则:
2s=340m/s×
1s+340m/s×
3s
得出:
s=680m
人与山崖之间的距离是680m
22.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。
经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关
猜想二:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关
猜想三:
琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(1)为了验证猜想一,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。
为了验证猜想二,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。
(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。
请在表中填上所缺数据_______、_______。
(3)本探究实验中研究方法是:
__________________
编号
材料
长度(cm)
横截面积(mm2)
A
60
0.76
F
100
B
0.89
G
80
1.02
C
H
尼龙
D
I
E
J
钢
【答案】ABCADF801.02控制变量法
(1)[1][2][3]为了验证猜想一,即音调高低可能与横截面积有关,需要保持琴弦的长短和琴弦的材料不变,从表格的数据可以看出,编