中考物理光学问题求解方法综合题及答案解析.docx

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中考物理光学问题求解方法综合题及答案解析

一、初中物理光学问题求解方法

1.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。

2.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

【解析】

【详解】

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

C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到

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。

3.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.

4.小满同学经过对凸透镜成像的实验探究,写出了如下一些结论,你认为她的结论中不正确的是(  )

A.凡是实像,都是倒立的

B.凡是虚像,都是正立的

C.凸透镜所成的实像,既有放大的,又有缩小的,还有等大的

D.凸透镜所成的虚像,既有放大的,又有缩小的,还有等大的

【答案】D

【解析】

A、根据凸透镜成像规律可知,当成实像时,都是倒立的;故A正确;

B、根据凸透镜成像规律可知,当成虚像时,是正立的;故B正确;

C、当物距在焦距与二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像;当物距等于二倍焦距时,成倒立等大实像;当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;故C正确;

D、物距小于焦距时,成正立、放大的虚像.没有缩小的,故D错误.

故选D.

【点睛】此题主要考查了凸透镜成像的规律,只有熟练掌握凸透镜成像的规律,逐一分析,对号入座,才能顺利解决此类问题.

5.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。

6.如图所示的两个平面镜相交成55°角,一束光线AO射到其中一个平面镜上,要使经另一镜面一次反射后,最后的光线从OA路径传播出去,角α应为

A.35°B.55°C.45°D.90°

【答案】A

【解析】

【详解】

根据题意可知,反射光线与镜面PN垂直,由图知,两块平面镜相交成55°角,则

∠POB=90°-55°=35°,

因为反射现象中反射角等于入射角,法线垂直镜面,且平分入射光线与反射光线的夹角,则反射光线与镜面的夹角也等于入射光线与镜面的夹角,所以AO与平面镜MP的夹角α=∠POB=35°,故选A.

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.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。

则图中的折射角和甲介质的种类分别是

A.50°,空气B.50°,玻璃

C.60°,空气D.60°,玻璃

【答案】D

【解析】

【详解】

由图可知,过入射点作出法线,水平直线MN为界面,竖直虚线为EF法线;

因为入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角;且入射光线与折射光线,入射光线与反射光线均据法线两侧,因此CO为入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线,则折射角

∠AOE=90°-30°=60°

入射角

∠COF=90°-40°=50°

入射角小于折射角,因此可得甲介质是玻璃,故选D。

9.如图所示,小海用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体,来比较正常眼、近视眼、远视眼的视物差别。

实验中假定图甲中的透镜为正常眼晶状体的形状,并测得其焦距为10cm,再将甲分别挤压成图乙、丙的形状。

如图所示,能够模拟远视眼的成因及矫正方法的是

A.

B.

C.

D.

【答案】BD

【解析】

【详解】

因凸透镜的凸度越大,焦距越小,所以实验中测得甲图焦距为10cm,再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状,由图可以看出,乙图的凸度比丙图大,则焦距小于10cm的是图乙,大于10cm的是图丙;因为丙的焦距比乙的焦距大,所以会聚能力减弱,因此B模拟的是远视眼,A模拟的是近视眼;远视眼应佩戴凸透镜进行矫正;综上所述,故选BD。

10.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。

11.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。

12.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.

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.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。

下列判断中正确的是()

A.此时的像是正立放大的虚像

B.该透镜的焦距是15cm

C.当蜡烛到透镜的距离是60cm时,调节光屏,屏上可得缩小的像

D.当蜡烛到透镜的距离是15cm时,调节光屏,屏上可得放大的像

【答案】C

【解析】

【详解】

AB.像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v>2f,f

故AB错误;

C.当u=60cm时,由f<30cm可知2f<60cm,即u>2f。

当物距大于2f时,f

故C正确;

D.当u=15cm时,由30cm<2f可知15cm

故D错误。

15.一束光垂直照射在水面上,发生反射和折射,下列说法中正确的是()

A.从入射光线到反射光线,光的传播方向不变

B.入射角、反射角、折射角都是0°

C.入射角、反射角、折射角都是90°

D.顺时针旋入射光使得入射角为30°,则反射角、折射角也变至30°

【答案】B

【解析】

【详解】

ABC.入射光垂直入射界面时,入射光线与法线夹角即入射角为0°,那么反射光线与法线夹角即反射角也为0°,所以反射光线与入射光线重合,方向相反,折射光的传播方向和入射光一致,均垂直于界面,入射角和折射角都是0°。

故AC错误,B正确;

D.入射角为30°时,根据光的反射定律,反射角等于入射角为30°,光从空气入射到水中时,光线发生偏折,折射光靠近法线偏折,即折射角小于入射角,所以折射角小于30°,故D错误。

16.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒壁上的一点光源S,点光源S发出一细光束垂直射向平面镜.平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动,在转动30º时,点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为θ1,照射到筒壁上的反射光转过的角度为θ2,则()

A.θ1=30º,θ2=30º

B.θ1=30º,θ2=60º

C.θ1=60º,θ2=30º

D.θ1=60º,θ2=60º

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

如右图所示,平面镜旋转30°,相当于入射角增大30°,因为原先入射角为0°,(如左图)则入射角和反射角的夹角为60°,照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2即为60°(如右图)由左右两图的“虚像”的位置可知:

点光源在镜中所成的像转过的角度θ1为60°.

17.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO

A.f=10cmB.f=5cm

C.f=8cmD.f=12cm

【答案】C

【解析】

【详解】

由于AC为入射光线,CB为折射光线,且AO

f2f

已知AO=10m,则

f<10m<2f

解得

5m

故选C。

18.如图,平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上,铅笔与平面镜之间的距离为25cm,则

A.若将平面镜向上移动2cm,铅笔的像也向上移动2cm

B.若将铅笔和平面镜均绕底部转45°至虚线位置时,铅笔与它的像平行

C.若将铅笔水平向右移动10cm,铅笔像的与铅笔之间的距离增大20cm

D.若改用一块较小的平面镜,铅笔的像将变小

【答案】B

【解析】

【详解】

A.平面镜成像中,像与物体关于镜面对称,铅笔不动,向上移动平面镜,铅笔的像的位置不变,故不符合题意;

B.平面镜成像中,像与物体关于镜面对称,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔的像也转动相同的角度,故铅笔与它的像平行,故符合题意;

C.由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等,将铅笔水平向右移动10cm,铅笔像的与铅笔之间的距离减小20cm,故不符合题意;

D.由平面镜成像规律可知,物与像大小相等,改用一块较小的平面镜,铅笔的像将不变,故不符合题意.

19.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。

20.3D电影具有三维立体视觉效果,拍摄时,将两个摄像头按照人两眼间的距离放置,同时拍摄,制成胶片;放映时,两个放映机在银幕上呈现两个略有差异的画面,观看者带上特殊眼镜后,就能看到立体效果.关于3D电影,下列说法不正确的是

A.光在银幕上发生的是漫反射

B.画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像

C.拍摄时,两摄像头中心间的距离约为7cm

D.放映时,胶片到放映机镜头的距离大于2倍的镜头焦距

【答案】D

【解析】

【分析】

凸透镜成像规律是:

u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用是投影仪;u<f,成正立、放大的虚像,应用是放大镜.

为了使电影院里的每一位观众都能看到银幕上的画面,幕布表面比较粗糙,当光线射到的幕布上,反射光线会射向四面八方,这种反射称为漫反射.

人的两眼之间大约有6厘米的距离,所以在观看除了正前方的物体外,两只眼睛必然有角度的不同,这个差别在大脑中就能自动形成上下、左右、前后、远近的区别,从而产生立体视觉.

【详解】

A.观众能从各个不同的角度看到银幕上的画面,这是由于光在银幕上发生了漫反射,故A正确,不符合题意;

B.人眼的晶状体相当于凸透镜,人眼相当于一架微型照相机,画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像,故B正确,不符合题意;

C.人的两眼之间大约有6厘米的距离,拍摄时,为了产生立体视觉.两镜头中心间的距离约为7cm,故C正确,不符合题意;

D.放映时,胶片到放映机镜头的距离在一倍焦距和2倍焦距之间,银幕上呈现的是倒立、放大的实像,故D错误,符合题意.

【点睛】

解决本题的关键是掌握凸透镜成像的三种情况及其应用,另外本题还考查了能从各个角度看到物体就是发生了漫反射的缘故,此题涉及到的3D电影的相关知识,有一定的难度.

 

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