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。
6.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
【答案】D
【解析】
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.
7.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.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
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。
故选C。
8.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
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
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。
故选D。
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm时,在凸透镜另一侧18cm处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm时,它的像一定是()
A.像距为36cm,且成缩小的实像B.像距为36cm,且成放大的实像
C.像距为18cm,且成缩小的实像D.像距为18cm,且成放大的虚像
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
当u﹥2f时,成倒立、缩小的实像,f﹤v﹤2f,u﹥v.当蜡烛距凸透镜18cm时,f﹤u﹤2f.由于f﹤u﹤2f,成倒立、放大的实像,v﹥2f,u﹤v.凸透镜的一个物距对应一个像距,所以,像距为36cm,且成放大的实像.故选B。
10.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
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
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.
11.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
【答案】C
【解析】
【分析】
(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.
【详解】
(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.
12.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.利用了这一原理制成了照相机
B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
C.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
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,蜡烛物距
,像距
,可知
,而照相机的是
,A错误;
B.根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B错误;
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确;
D.由题意可知
,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,此时
,
,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误.
13.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.
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
【答案】D
【解析】
【详解】
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;故选D。
15.两平面镜AM,AN之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O,A点恰好是凸透镜的焦点,光源S位于主光轴上,通过该系统,光源S所成的像为()
A.四个虚像,三个实像B.四个虚像,一个实像
C.三个虚像,一个实像D.三个虚像,两个实像
【答案】B
【解析】
【详解】
S通过两个平面镜成3个虚像,(因为其中两个重合了),分别是S1、S2、S3;
S1、S2分别在凸透镜的焦点处,则不能成像,只有S3在凸透镜的焦点以外,且通过凸透镜的光心,可以成一个实像S4;
S在凸透镜的焦点以内,由u<f,成正立放大的虚像S′;综上分析,通过该系统,光源S所成的像有四个虚像,一个实像。
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
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
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;
故选C。
【点睛】
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.如图所示,甲、乙、丙、丁是不同的声音先后输入到同一示波器上所显示的波形图.则下面说法中正确的是
A.甲和乙声音的音调不同
B.乙和丙声音的响度相同
C.丙和丁声音的音色相同
D.丙声音在真空中传播速度最快
【答案】B
【解析】
【详解】
A、从图中可以看出,相同时间内,甲和乙振动的频率相同,所以音调相同.故A错误;
B、乙和丙声音振动时偏离中间位置的幅度相同,说明振幅相同,则二者的响度相同,故B正确;
C、丙和丁声音的波形形状相差较大,故它们的音色不同,故C错误;
D、声音不能在真空中传播,故D错误.
故选B.
18.关于声现象,下列说法正确的是()
A.诗句“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”中“蝉声、鸟声”靠音调区分
B.诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”中“为了不惊动鱼”是在传播途中控制噪音
C.诗句“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船”中“钟声”是大钟振动产生的
D.诗句“入夜思归切,笛声清更哀”中“笛声”是靠笛子传播进入人耳的
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.音色是发声体特有的品质特征,可以区分声源,故诗句中“蝉声、鸟声”靠音色区分,故A错误;
B.诗句“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”中“为了不惊动鱼”是在声源处控制噪音,故B错误;
C.声音由振动产生,诗句中“钟声”是大钟振动产生的,故C正确;
D.空气可以传播声音,诗句中“笛声”是靠空气传播进入人耳的,故D错误;
故选C。
【点睛】
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.
19.中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识,下列有关理解正确的是( )
A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可传递信息
B.“响鼓还需重锤敲”说明声音的音调与振幅有关
C.“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生
D.“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.诗人根据听到的犬吠声,猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了,说明声音可以传递信息,故A正确;
B.重锤敲鼓时,鼓面振动幅度大,声音的响度大,所以“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关,故B错误;
C.声音是由物体振动产生的,笛声是由笛管内空气柱振动产生的,故C错误;
D.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的,故D错误。
故选A。
20.某同学乘坐一辆汽车面对一座高山。
已知声音传播速度为340m/s。
求:
(1)若汽车是静止的,汽车鸣一声喇叭,历时t=5s听到回声,则汽车距离高山多远?
(2)若汽车以10m/s的速度正对着高山驶去,汽车鸣一声喇叭,历时t=3s听到回声。
鸣喇叭时汽车距离高山多远?
【答案】
(1)850m;
(2)525m。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)声音传播到高山的时间
t=
×5s=2.5s,
汽车到高山的距离:
s=v2t=340m/s×2.5s=850m;
(2)在3s的时间内,汽车行驶的距离:
s1=v1t=10m/s×3s=30m,
声音传播的距离:
s2=v2t=340m/s×3s=1020m,
设按喇叭时汽车到高山的距离为s,则:
2s=s1+s2,
s=
=525m。
答:
(1)若汽车是静止的,则汽车距离高山850m远;
(2)鸣喇叭时汽车距离高山525m。
21.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)
编号
材料
长度(cm)
横截面积(mm2)
A
铜
60
0.76
F
铜
100
0.76
B
铜
60
0.89
G
铜
80
1.02
C
铜
60
1.02
H
尼龙
80
1.02
D
铜
80
0.76
I
尼龙
100
1.02
E
铜
80
0.76
J
钢
【答案】ABCADF801.02控制变量法
【解析】
【详解】
(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,编号A、B、C符合要求,它们的材料相同,都是铜,长度相同,都是60cm,只是横截面积不同;
[4][5][6]为了验证猜想二,即音调高低可能与长短有关,需要保持琴弦的材料和琴弦的横截面积不变,从表格的数据可以看出,编号A、D、F符合要求,它们的材料相同,都是铜,横截面积也相同,长短不同;
(2)[7]为了验证猜想三,即音调高低可能与琴弦的材料有关,从表格的数据可以看出,编号G、H的长度和横截面积都相同,只是材料不同,和J作对比,只需要长度也是80cm、横截面积也是1.02mm2即可;
(3)[8]本探究实验过程中,三个变量,保持其中两个量不变,对比第三个量的变化与音调高低的关系,这是用到了控制变量法。
22.如图所示,用手拨动塑料尺
(1)发出的声音是由塑料尺_____产生的
(2)如图a所示,用较小的力轻拨塑料尺;如图b所示,用较大的力重拨塑料尺.从a到b,塑料尺发出声音的_____变大
(3)如图c到图d,拨塑料尺的力不变,使塑料尺伸出桌面的长度变长,用仪器测得c图实验声音为1.3×10■,d图实验声音为1.2×102■,两个数据的单位是_____可见随着塑料尺伸出桌面的长度变长,发出声音的_____变小
(4)如图c到图f,拨塑料尺的力不变,塑料尺伸出桌面的长度不变,在塑料尺右端开小孔,开孔前后、两次发声的波形图象如图所示.可见结构的不同,会导致发出声音的_____改变.
【答案】振动响度