中考物理专题复习凸透镜的综合题及详细答案.docx
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中考物理专题复习凸透镜的综合题及详细答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是()
A.此时光屏上成倒立缩小的实像
B.将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同
C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像
D.将蜡烛移到35cm刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A选项错误,不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B选项正确,符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像,C选项正确,符合题意。
D.图像显示物距为15cm,像距为30cm,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即
两式联立解出
即
将蜡烛移到35cm刻度处,此时物距变为30cm,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D选项正确。
故选BCD。
2.在“探究凸透镜成像规律的实验”中,小明调节蜡烛,凸透镜和光屏的位置,在光屏上成清晰的像如图所示,下列说法正确是()
A.照相机是利用了图中的成像规律
B.换上焦距小一些的凸透镜,只将蜡烛向左适当移动就能在光屏上接收到清晰的像
C.如果使蜡烛向左移动,光屏需要向右移动才能接收到清晰的像
D.如果把蜡烛与光屏对调,光屏上将会出现清晰的像
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,成像时,像距小于物距,所以成一个倒立缩小的实像,和照相机的原理相同,故A正确;
B.如果换一个焦距较小的透镜,所成的像将变小,像距也变小,像成在光屏的左边,所以要想让像成在光屏上,应该将蜡烛向右移动,从而像也向右移动直到光屏上,故B错误;
C.如果使蜡烛向左移动,像也向左移动,所以光屏要向左移动才能接收到清晰的像,故C错误;
D.如果把蜡烛和光屏对调,根据光路的可逆性,光屏上会成一个倒立放大的实像,故D正确。
故选AD。
3.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。
4.黄健同学对凸透镜成像的特点进行了总结,其中正确的是:
()
A.缩小的都是实像,放大的都是虚像
B.实像都是倒立的,虚像都是正立的
C.缩小的像都是倒立的,放大的像都是正立的
D.实像和虚像都可在光屏上呈现
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当物体在一焦距和二倍焦距之间时,成倒立放大的实像,所以放大的像不一定是虚像,故A项错误;
B.当物距大于一倍焦距时成倒立的实像,当物距小于一倍焦距时成正立的虚像,故B项正确;
C.当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成倒立放大的实像,所以放大的像不一定都是正立的,故C项错误;
D.虚像不是实际光线相交形成的,虚像不能在光屏上呈现,故D项错误。
故选B。
5.如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。
下列说法不正确的是( )
A.该凸透镜的焦距:
13cm>f>10.5cm
B.只将蜡烛向右移动,可以在光屏上得到清晰放大的像
C.只将蜡烛和光屏互换,可以在光屏上得到清晰放大的像
D.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.观察图示可知在光屏上得到一个清晰缩小的实像,则
,像距
满足
,解得
,故A正确,不符合题意;
B.只将蜡烛向右移动,减小了物距,必须增大像距,才可以在光屏上得到清晰放大的像,故B错误,符合题意;
C.像距小于物距,光屏上成倒立、缩小的实像;保持凸透镜不动,只将蜡烛和光屏互换,像距大于物距时,根据光路的可逆性可知,成倒立、放大的实像,故C正确,不符合题意;
D.蜡烛远离凸透镜时,物距增大,为了在光屏上得到清晰的像,应减小像距,光屏应靠近凸透镜,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.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
【解析】
【分析】
【详解】
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。
7.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。
8.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。
9.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:
透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。
由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明
,所以
;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明
,所以
;丙透镜成放大、正立的虚像,说明
;所以,
。
故选B。
10.如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且fA.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
将点光源S运动的轨迹看成一个物体,在物体上找出四个点:
上、下、左、右各一个,利用凸透镜成像的规律作出像点,可以发现,四个点正好围成一个不规则的圆,且转动方向为逆时针,所以像点运动图象是选项D的形状;
故选D.
11.毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,接下来的操作是()
A.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
B.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头靠近胶片
C.应使照相机远离学生,并调节镜头使镜头远离胶片
D.应使照相机靠近学生,并调节镜头使镜头远离胶片
【答案】B
【解析】
【详解】
毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框,为了使全班同学都进入取景框,即是要把像变小,根据凸透镜的动态成像规律,像要更加小,那么物距应该变大,应使照相机远离学生,同时为了成清晰的像,像距要变小,即调节镜头使镜头靠近胶片,故选B。
12.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。
13.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C.13厘米【答案】B
【解析】
【详解】
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
,代入数据得:
解得:
所以
故选B。
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
【答案】B
【解析】
【详解】
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.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.
二、初中物理声现象问题求解方法
16.如图所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边。
拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢。
改变钢尺伸出桌边的长度,用同样的力再次拨动钢尺,比较两种情况下钢尺振动的快慢和发出的音调。
下列做法中所用到的科学探究方法与此相同的是
A.地震、火山爆发、海啸等自然灾害发生时,都伴有次声波产生,而人耳听不到次声波,不能准确预测灾害的发生。
使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波,处理这些信息,可以确定这些活动发生的方位和强度
B.人们用噪声监测仪来监测噪声的强弱等级,以便及时采取措施,控制噪声
C.人们用光线来表示光的传播径迹和方向
D.取材质相同但质量与体积均不相同的松木块,用天平测出它们的质量,用量筒量出它们的体积。
通过计算得出“同种物体质量与体积的比值,即密度相同”的结论
【答案】D
【解析】
【详解】
题目正文中使用的探究方法是控制变量法;
A.人耳听不到次声波,使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波,处理这些信息,可以确定这些活动发生的方位和强度,采用的是转换法,故A不符合题意;
B.人的耳朵不能直接监测噪声的强弱等级,人们用噪声监测仪监测噪声的强弱等级,采取措施,控制噪声,是转换法的应用,故B不符合题意;
C.用光线描绘光的传播方向,光线实际并不存在,用光线描绘光的传播方向采用是模型法;故C不符合题意;
D.取材质相同但质量与体积均不相同的松木块,用天平测出它们的质量,用量筒量出它们的体积,通过计算得出“同种物体质量与体积的比值,即密度相同”的结论,这种探究方法是控制变量法,故D符合题意。
17.下列与声现象有关的说法中正确的是( )
A.城市道路旁的隔音板是在入耳处减弱噪声
B.B超是利用了声音可以传递信息
C.我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小
D.声音在空气的速度一定是340m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.城市路旁安装隔音板是在传播过程中减弱噪声,选项说法错误,不符合题意;
B.B超是利用了声音可以传递信息,选项说法正确,符合题意;
C.因为蝴蝶翅膀振动发出的声音频率小于20赫兹,是次声波,人耳听不到,选项说法错误,不符合题意;
D.声音在空气中不同温度时传播的速度是不同的,在15℃空气中声速约为340m/s,选项说法错误,不符合题意;
故选B.
18.如图所示,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,乒乓球被弹开,这个实验说明了
A.发声的音叉正在振动
B.声音可以在空气中传播
C.声音的传播不需要介质
D.声音在空气中传播速度最快
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
正在发声的音叉将乒乓球多次被弹开,说明音叉在振动,从而说明声音是由音叉的振动产生的,因此,本探究实验是研究声音产生原因的。
故选A。
19.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。
【解析】
【分析】
(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。
【详解】
(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。
20.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
【解析】
【详解】
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
答:
人与山崖之间的距离是680m
21.阅读下面一段短文后,认真思考并回答以下问题.如图1所示,小明和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”.
(1)他们用土电话能实现10m间的通话,说明了_____.
(2)相距同样远,讲话者以相同的响度讲话,如果改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验表明:
_____.
(3)如果在用土电话时,棉线没有拉直而处于松驰状态,则听的一方通过棉线_____(选填“能”或“不能”)听到对方的讲话声.
(4)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦,又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动.他们选用的琴弦长度、材料在图2中已标出(其中琴弦的直径关系:
a=c=d<b),并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致.
①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦_____(选填符号a、b、c或d).
②若选择琴弦a和b,则是为了研究_____.
③若有同学选择c和d进行研究,并推理得出:
琴弦长度越长,振动越慢,音调就越低的结论.该同学探究过程中存在什么问题?
_____
④两位同学还可以选择琴弦_____(选填符号a、b、c或d),研究“琴弦音调高低与材料的关系”.
【答案】固体能传播声音金属丝的传声效果更好不能ad音调的高低与琴弦粗细的关系因为琴弦的材料、长度都不相同,没有控制变量ac
【解析】
【分析】
【详解】
(1)土电话通过细绳连接,所以能说明固体能够传声.
(2)改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验表明金属丝的传声效果更好.
(3)棉线没有拉直而处于松驰状态时,声音就不能传到听者耳朵里.
(4)研究“音调的高低与琴弦长度”的关系时,应选择只有长度不同的两根线,所以选ad.
琴弦a和b只有粗细不同,所以研究的是音调的高低与琴弦粗细的关系.
选择c和d进行研究时,因为琴弦的材料、长度都不相同,无法控制变量.
研究“琴弦音调高低与材料的关系”可以选择琴弦ac.
22.将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内,如图所示:
用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出,将会发现声音_____;此实验可以推理得出______的结论 。
实验中声音无法完全消失的原因可能是________。
(写出一种)
【答案】逐渐减小声音的传播需要介质声音通过上方的固体传声
【解析】
【分析】
【详解】
[1]将一只正在发声的音乐芯片挂在钟罩内,用抽气筒把钟罩内的空气逐渐抽出,传递声音的介质变少,所以将会发现声音逐渐变小;
[2]此实验可以推理得出:
声音的传播需要介质(或真空不能传声)的结论 ;
[3]实验中声音无法完全消失的原因可能是:
声音通过上方的固体传声,或空气抽不干净。
23.超声清洗及超声碎石是利用声能_____的性质工作的,而回声定位则利用了声能_____的性质。
【答案】传递能量传递信息
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]声既能传递信息,也能传递能量,超声清洗是利用声能传递能量的性质工作的,回声定位是利用了声能传递信息的性质。
【点睛】
声音可以传递信息,如:
隆隆的雷声预示着一场可能的大雨,“声呐”的利用、医用“B超”等;声音能够传递能量,如:
利用声波来清洗钟表等精细的机械,“超声波碎石”等。