中考物理压轴题专题光学问题求解方法的经典综合题附答案解析.docx

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中考物理压轴题专题光学问题求解方法的经典综合题附答案解析

一、初中物理光学问题求解方法

1.如图所示,水平桌面上斜放着一个平面镜M,桌面上的小球按图示方向滚动.要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落,则镜面与桌面间的夹角α应为(  )

A.90°B.60°C.45°D.30°

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据题意,小球水平向右运动,小球的像竖直向下运动.根据平面镜成像的特点可知,小球实际的运动路线与它的像运动路线应该是关于平面镜对称的,所以平面镜应当是两条路线的角平分线.所以图中的

.故C符合题意.

2.有一个焦距为f的凸透镜,现在将一个物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处,在此过程中()

A.物体和像之间的距离一直在减小B.物体和像之间的最小距离为4f

C.像的大小和物体大小的比值先减小后增大D.像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大

【答案】BD

【解析】

【详解】

A.从4f向2f移动过程中,物体和像之间的距离减小,从2f继续向1.5f处移动过程中,物体和像之间的距离增大,物体和像之间的距离先减小后增大,故不符合题意;

B.当物距等于2f时,像距等于2f,物体和像之间的距离最小为4f,故符合题意;

C.成实像时,物近像远像变大,物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处,物大小不变,像一直变大,因此像的大小和物体大小的比值一直变大,故不符合题意;

D.从4f向2f移动过程中,物体移动速度大于像的移动速度,从2f继续向1.5f处移动过程中,物体移动速度小于像的移动速度,因此像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大,故符合题意。

3.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。

4.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

5.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

6.如图,F为凸透镜的两个焦点,A′B′为物体AB的像,则AB在()

A.图中Ⅰ区域,箭头水平向左

B.图中Ⅱ区域,箭头水平向左

C.图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜下方

D.图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

根据图中告诉的像距与焦距的关系,结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系,以及物距与焦距的关系.由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴下方,根据凸透镜的三条特殊光线,利用折射时光路是可逆的,作出物体AB,由图可知;则物体应在主光轴上方,所以物体在图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方.

故选D.

7.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是()

A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调

B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离

C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离

D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置

【答案】D

【解析】

【详解】

A.从图中可以看到,烛焰的物距

大于像距

,由于在光屏上能看到烛焰清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、缩小的实像;当保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调后,根据光路的可逆性可知,在光屏上也能看到烛焰清晰的像,此时物距

小于像距

,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、放大的实像,这个操作可以使光屏上清晰的像变大,A项不合题意;

B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离,那么物距

会变小,像距

会变大,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,所以能使光屏上清晰的像变大,B项不合题意;

C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,能使光屏上清晰的像变大,C项不合题意;

D.换一个焦距更小的凸透镜,那么物距不变,根据凸透镜的成像规律可知,像距会变小,调整光屏至适当的位置,所成的清晰像会更小,不能使光屏上清晰的像变大,选项D符合题意。

8.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

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

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<2f

解得

10cm

u+v>4f

35cm+20cm>4f

解得

f<13.75cm

综上所述

10cm

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。

9.如图所示,凸透镜焦距为f,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。

下列说法不正确的是()

A.该凸透镜的焦距可能为13cm

B.此时烛焰成正立、放大、实像

C.保持透镜位置不动,若将蜡烛向左移动一段距离,移动蜡烛同时移动光屏,使烛焰能在光屏上成清晰像,则像的大小将一直变小,且蜡烛移动速度一直小于像移动速度

D.保持透镜和光屏不动,若只将蜡烛向右移动2cm,要使烛焰成像在光屏上,可在原透镜左侧放一个合适的老花镜

【答案】ABC

【解析】

【分析】

(1)当f2f时,成倒立、放大的实像;

(2)物距变化时,要想在光屏上得到清晰的像,像距也应该发生变化,物体离焦点越远,所成的像越小,在物体成倒立放大实像时,物体移动的速度小于像移动的速度,在物体成倒立缩小实像时,物体移动的速度大于像移动的速度;

(3)老花眼镜是凸透镜,对光线起到会聚作用。

【详解】

A.烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像,由图可知此时

,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,由图可知物距为15cm,像距为25cm,故

可解得

A项错误;故A项符合题意;

B.由图可知此时

,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,故所成的像是倒立放大的实像,B项错误;故B项符合题意;

C.若将蜡烛向左移动一段距离,蜡烛离透镜越来越远,当物体离焦点越远时,所成的像越小;当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距在二倍焦距之外,此时物体移动的速度小于像移动的速度;当物距在二倍焦距之外,像就在一倍焦距和二倍焦距之间,此时物体移动的速度大于像移动的速度,C项错误;故C项符合题意;

D.保持透镜和光屏不动,若只将蜡烛向右移动2cm,蜡烛靠近透镜,此时成像在原来光屏位置之后,要使烛焰成像在光屏上,即是要让光线更加会聚,故要用到会聚透镜,也就是老花镜,D项正确;故D项不符合题意。

故选ABC。

 

10.某人站在离湖岸边8m的C处,刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像,如果眼距地面的高度为l.6m,湖两岸均高出湖水面lm.湖宽50m,则该树HG的高度为()

A.10mB.9mC.8mD.7m

【答案】C

【解析】

【详解】

某人刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像,这就意味着树H在水中的像

与人眼的连线刚好经过距离C处8m的湖岸边,作出树HG在水中的像

,如下图所示.

可知

可求得

,那么

,三角形

与三角形

相似,可知

可求得

,那么

即该树HG的高度为8m,故选C.

11.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.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

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。

12.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

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

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。

故选C。

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.小明用放大镜看自己的指纹,如图所示。

随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体,并且离窗外的物体越来越远,如图所示。

以下说法正确的是(  )

A.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的实像

B.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是倒立、放大的虚像

C.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像越来越小

D.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像虚像

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的虚像,不是实像,也不是倒立的,A、B错误;

CD.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,根据凸透镜的动态成像规律可知,物体到凸透镜的距离越大时,像到凸透镜的距离越小,所成的像是越来越小的,并且是实像;C正确、D错误。

故选C。

15.用普通相机拍照时,要根据物距进行“调焦”,使用起来不太便捷。

有一种“傻瓜”相机,只要将景物全部纳入取景区内,不论景物的远近,都能得到比较清晰的像,从而使拍照的过程变得十分快捷。

这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是()

A.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大

B.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相差不大

C.采用了长焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同

D.采用了短焦距的镜头,使远近不同的物体成像的位置相同

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变,暗箱长度也不能改变。

拍照时只要把景物全部纳入取景器内,无论物距如何变化,都能拍出比较清晰的照片,这主要是因为这种照相机的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不用调节。

故选B。

16.如图四幅图均为九年级课本中电学实验实物连接图,其中电表的左接线柱均为“﹣”接线柱,四幅图的电路连接均有错误,其中有三幅图可通过改变一根导线的一端就可以修改正确,只有一幅图是需要改变多根导线的一端才可以修改正确的,这幅图是

A.

用电压表则灯L2两端的电压

B.

探究并联电路干路电流与各支路电流的关系

C.

伏安法测小灯泡的电阻

D.

在电阻一定时探究电流与电压的关系

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.如图电压表测量的总电压,要用电压表则灯L2两端的电压,将电压表连接L1左端一端,改接到L2左端即可,故A不符合题意;

B.探究并联电路干路电流与各支路电流的关系,电流表应分别测量干路电流、两支路电流,如图将电源负极连接下面灯泡左端的连线,改接到下方电流表的负接线柱,即为正确的电流,故B不符合题意;

C.如图,伏安法测小灯泡的电阻的实验电路中,电流表的正负接线柱接反了,且滑动变阻器连接了上面的两个接线柱,所以最少两处需要改正,故C符合题意;

D.如图,在电阻一定时探究电流与电压的关系,电流表应串联,电压表应并联在电阻两端,所以将电阻右端到电流表的连线,改接到电压表的负接线柱即为正确的电路,故D不符合题意;

 

17.某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,用了探究凸透镜成像规律的装置做实验,他将远视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,调节光屏和凸透镜之间的距离,在光屏上看到烛焰清晰的像。

取下远视眼镜片,光屏上原来清晰的像变模糊了;要想使光屏上的像再次变得清晰,下列调节方法可行的是()

①保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏靠近凸透镜

②保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏远离凸透镜

③保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛远离凸透镜

④保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛靠近凸透镜

A.②③B.①④C.②④D.①③

【答案】A

【解析】

【详解】

①远视眼镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,取下远视眼镜片后,根据凸透镜的动态成像规律,所成的像会往光屏后面退,保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏靠近凸透镜,这样在光屏上所成的像会更加模糊,①不合题意;

②由上述可知,保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏远离凸透镜,那么会使光屏上的像再次变得清晰,②符合题意;

③由上述可知,保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛远离凸透镜,那么所成的像会靠近凸透镜,能使光屏上的像再次变得清晰,③符合题意;

④由上述可知,保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛靠近凸透镜,那么所成的像会远离凸透镜,这样在光屏上所成的像会更加模糊,④不合题意。

故选A。

18.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。

19.如图所示,MN为透镜L的主光轴,AB为一条从左边射向透镜后折射的光线,由此可以判定(  )

A.若L是凸透镜,B点一定是L的焦点

B.若B点是L的焦点,则L一定不是凸透镜

C.若B点是L的焦点,AB的入射线一定平行于主光轴

D.若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的,则L一定不是凹透镜

【答案】D

【解析】

【分析】

凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用,据此分析判断。

【详解】

A.若L是凸透镜,入射光线平行于主光轴,则B点为凸透镜的焦点,若入射光线没有平行主光轴,则折射光线不会通过焦点,B当然也不是焦点,故A错误;

BC.若B点是L的焦点(可以是实焦点,也可以是虚焦点),L可能为凸透镜,也可能为凹透镜。

当L为凸透镜时,AB的入射线一定平行于主光轴;当L为凹透镜时,AB的入射线一定不平行于主光轴,故BC错误;

D.若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的,L若是凹透镜,将变得发散,不会折射到B,所以一定不是凹透镜,而是凸透镜,故D正确。

故选D。

20.某物理兴趣小组在研究凸透镜成像实验时,如图所示,当蜡烛距透镜10cm时,在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上得到一个清晰的像,下列说法正确的是(  )

A.像一定是倒立缩小的实像

B.该凸透镜的焦距可能为6cm

C.当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变小

D.当蜡烛到透镜的距离是4cm时,无论怎样移动光屏都不可能得到烛焰的像

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.由题意可知,物体经凸透镜后成的是实像。

物距为10cm,像距为6cm,物距大于像距,此时物体在二倍焦距以外,成的是倒立、缩小的实像,故A正确;

B.根据凸透镜成像的规律可知

10cm>2f

f<5cm①

此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间,即

f<6cm<2f

3cm<f<6cm②

综合①②得

3cm<f<5cm

故B错误;

C.凸透镜成实像时,物近像远像变大,当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变大,故C错误;

D.当蜡烛到透镜的距离是4cm时,如果

3cm<f<4cm

物体在一倍焦距和二倍焦距之间,可以在光屏上成倒立、放大的实像,故D错误。

故选A。

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