物理物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案附答案解析.docx

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物理物理光学问题求解方法的专项培优练习题含答案附答案解析

一、初中物理光学问题求解方法

1.关于光现象的说法正确的是()

A.看到湖中游动的“鱼”比其实际位置要深

B.物体靠近平面镜,所成的像逐渐变大

C.光发生漫反射时,反射角等于对应的入射角

D.我们看到“红花绿叶”,是由于花吸收了红光,叶子吸收了绿光

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.水中的鱼反射的光线穿过水面,折射进入人眼,此时光线在水面处发生折射,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是鱼经水面折射所成的虚像,且虚像在实际鱼的上方,所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。

故A错误;

B.由平面镜成像的特点可知,像与物大小相等,像的大小与物体到平面镜的距离无关,所以,物体逐渐靠近平面镜,所成的像大小不变,故B错误;

C.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,所以光发生漫反射时,反射角等于入射角,故C正确;

D.不透明物体的颜色由它反射的色光所决定,而透明物体的颜色由透过它的色光的颜色所决定,所以红花绿叶是由于红花只能反射红光,而绿叶只能反射绿光,故D错误。

故选C。

2.如图所示,小宇将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜成像规律。

下列说法正确的是(  )

A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小

B.当光屏上成清晰的像时,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.蜡烛燃烧一段时间后变短,像成在光屏的下方,可将透镜的高度向下调,使像成在光屏中心

【答案】ABC

【解析】

【分析】

【详解】

A.根据“无论实像或虚像,物体靠近焦点像都变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,所成的虚像将变小,故A正确;

B.能在光屏上成清晰像的是实像,实像是实际光线会聚成的,当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续传播,进入人的眼睛,故B正确;

C.将蜡烛放在10cm处时,物距为30cm,而焦距为10cm,即物距大于两倍焦距,光屏上能承接到的是倒立缩小的像,故C正确;

D.蜡烛燃烧一段时间后变短,根据光的直线传播原理,则成的像会偏向光屏上方,可向下适当调整凸透镜,故D不正确。

故选ABC。

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.凸透镜成像实验中,移动蜡烛到某位置时,能在光屏上再次成清晰缩小的像,则下列说法能成立的是

A.同时移动蜡烛与光屏,且移动距离相同时,有可能在光屏上再次成清晰缩小的像;

B.若将一老花镜放到凸透镜前方,光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像;

C.换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜:

D.保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一个清晰的像:

【答案】CD

【解析】

【详解】

A.物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离,故A项不符合题意;

B.老花镜是凸透镜,若将一老花镜放到凸透镜前方,则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚,此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像;B项不符合题意;

C.换用焦距较小的凸透镜后,相当于增大物距,当物体成实像时,随着物距

增大,像距减小,同时像也在减小。

故要在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动;C项符合题意;

D.根据光路可逆性可知,在保持物体和光屏位置不变时,移动凸透镜,可以光屏上成一个倒立、放大、实像,此时物距刚好是原来的像距,像距刚好是原来物距,D项符合题意;

5.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。

6.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

7.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.

8.如图所示,一平面镜放在圆筒的中心处,平面镜正对筒璧上一点光源S,点光源发出一束垂直射向平面镜,平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动,当转动角度为30°时,入射角增大的角度和照射到筒璧上的反射光斑转过的角度分别为()

A.30°30°B.30°60°C.60°30°D.60°60°

【答案】B

【解析】

【详解】

如下图所示,一开始入射角是0°,当平面镜转动角度为30°时,法线也跟着转动30°,这时入射光线和法线的夹角为30°,即入射角增大的角度为30°;垂直射入平面镜的光线,其反射光线也垂直反方向射出,当平面镜转动角度为30°时,入射光线与法线的夹角是30°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,反射角也是30°,此时反射光线与入射光线的夹角为60°,那么照射到筒璧上的反射光斑转过的角度为60°,如下图所示.

9.如图甲所示,在探究“平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系?

”实验中,桌上已给出的实验器材有:

带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个;完全相同的蜡烛两个(A、B);白纸一张。

A蜡烛是“物”。

实验中,确定A蜡烛的像的位置后,在白纸上沿蜡烛A和蜡烛B的边缘画圆,并测出相应的物距u和像距v。

第一次实验测量的物距是A的右端到直线的距离,蜡烛B的位置如图乙所示。

下列说法正确的是

A.实验中应只点燃A蜡烛

B.应在“M”侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像

C.多次改变A蜡烛的位置,获得多组数据是为了减小误差

D.第一次实验测量的像距v1=3.50cm

【答案】ABD

【解析】

【详解】

AB.做实验时,只点燃蜡烛A,蜡烛A在玻璃板中成像,观察蜡烛的像时,眼睛要在蜡烛A的一侧,眼睛既能看到蜡烛A,又能看到代替蜡烛A像的蜡烛B,当B好像被点燃时,说明B与A的像完全重合,说明A与A的像大小相同;故A、B正确;

C.实验中,多次改变A蜡烛的位置,主要是为了获得多组数据归纳出物理规律,使实验结论具有普遍性,故C错误;

D.实验测量的物距是A的右端到直线的距离,则根据对称性可知,像距应是B的左端到直线的距离,由图知:

刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为1mm,所以此时对应的像距v=3.50cm,故D正确。

10.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。

11.如图所示,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15cm,则

A.向上移动平面镜,铅笔的像也向上移动

B.为使铅笔在平面镜中成完整的像,平面镜应至少高10cm

C.铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔与它的像平行

D.铅笔和平面镜均水平向右移动10cm,铅笔像的位置不变

【答案】C

【解析】

【详解】

A.由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系,向上移动平面镜对称轴位置不变,铅笔的像位置也不变;

B.由平面镜成像规律可知物与像大小相等,当铅笔紧贴平面镜时,平面镜至少高为10cm,当铅笔远离平面镜时,小于10cm也可以成完整的像;

C.由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系,铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时,铅笔平行于平面镜,铅笔的像也平行于平面镜,因此铅笔与它的像平行;

D.由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等,当铅笔和平面镜均水平向右移动10cm,像的位置也向右移动了10cm.

12.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。

13.如图,两个平面镜相互垂直竖直放置,点光源在平面镜内成三个像,现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则可以观察到镜子内的三个像

A.全都做顺时针运动

B.全都做逆时针运动

C.一个顺时针运动,另外两个逆时针运动

D.一个逆时针运动,另外两个顺时针运动

【答案】C

【解析】

【详解】

S在竖直的平面镜中成的像为S′,在水平的平面镜中所成的像为S0;S′在水平的平面镜中成的像为S″,而S0在竖直的平面镜中所成的像点也是S″,即再次成像的像点是重合的,所以一共有3个像,如图所示:

现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动,则镜子内的三个像中,S0、S′均做逆时针运动.S″是重合的像,相反了两次,应该做顺时针时针转动,故选C.

【点睛】

解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点,像与物体是左右相反的.解答此题要求学生应具备一定的空间想像能力.

14.用凸透镜成像时,定义像与物的大小之比为“放大率”,则在物体成像的情况下()

A.物距一定时,焦距越小放大率越大

B.物距一定时,焦距越大放大率越大

C.焦距一定时,物体离透镜越近放大率越大

D.焦距一定时,物体离同侧焦点走近放大率越大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB.当物体在凸透镜上成实像时,即物体放在1倍焦距以外时,通过做图可以知道,物距一定时,焦距越大则放大率越大;当物体在凸透镜成虚像时,即物体放在1倍焦距以内时,通过做图可以知道,物距一定时,焦距越小则放大率越大;故A、B均不对;

C.当凸透镜的焦距一定时,物体成虚像时,通过做图可以知道,物体离透镜越近,放大率越小,故C是不对的;

D.当成实像时才是物体离透镜越近,放大率越大,故也可以说是物体离同侧的焦点越近时,放大率越大,这个规律不但对于成实像时适用,成虚像时也同样适用,故D是正确的。

故选D。

15.小明的爸爸身高1.80m,小明现在身高1.68m,而妈妈身高1.72m。

如果他们全家人的眼睛到头顶的距离均为10cm,为了让全家人都能在镜子中看到自己的全身像,镜子的下边缘需离地高度不能高于()

A.0.9mB.0.84mC.0.96mD.0.79m

【答案】D

【解析】

【详解】

人眼与像中眼睛连线,人眼与像中脚连线。

图中A点为平面镜最低点,最低点高度为人眼离地面的高度的一半,三人中小明身高最小,要求平面镜高度最低,应按小明来计算,小明眼睛高度为158cm,所以镜子下边缘离地面最多不能高于

故选D。

16.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.

17.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°.

18.如图所示,一束光照射到一个空的烧杯的底部,形成的光圈用虚线表示,若往烧杯中注满水,烧杯底部的光圈会变为

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】

【详解】

当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,如图是最左边和最右边折射光的光路,外部两条光表示没有折射时的光,里面两条光表示折射后的光,从图中可以看出,折射光在原来光的内侧,由此可以知周围光都是如此,因此注水后烧杯底部的光圈会缩小,故选B。

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.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体.拿一副远视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.拿走远视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,有以下几种操作:

①只将蜡烛远离凸透镜; ②只将光屏靠近凸透镜;③只将光屏远离凸透镜;④将光屏和蜡烛同时适当远离凸透镜.其中可行的操作是

A.只有②B.只有③C.只有①③D.只有①③④

【答案】D

【解析】

远视眼镜是凸透镜,首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原因是烛焰清晰的像在光屏的后面,可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离使得光屏上呈现一个清晰的像的目的,因此①③④都可以.

故选D.

【点睛】远视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太弱或眼球的前后方向太短造成的,因此要让光线在进入眼睛以前提前会聚一下,所以要带凸透镜来矫正.

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