D.u=20cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用是照相机,故D错误。
故选B。
7.如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像.当u>f时,物距减小,像距变大像变大.右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B.
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,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN高度相等,且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是()
A.两个实像,一个虚像B.一个实像,两个虚像
C.只有一个虚像D.只有一个实像
【答案】D
【解析】
【详解】
①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像.
②由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像.
③如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相当于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况).
故选D.
【点睛】
此题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像.
11.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。
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。
13.两平面镜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。
14.如图所示,OO'为凸透镜的主光轴,将点光源放在A点时,像在B点;将点光源放在B点时,像在C点。
当将点光源放在C点时,则()
A.一定在B点成一个实像B.一定在A点的左侧成一个虚像
C.可能在B、C之间成一个实像D.可能在C点的右侧成一个虚像
【答案】D
【解析】
如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,所以不可能;当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.所以透镜不可能在AB和BC之间.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故此时凸透镜只能放在A点的左侧;所以该情况下有如下几种可能,即若C点在透镜的1倍焦距以外,像应成在透镜左侧的1倍焦距以外;另一种可能是,若C点还在透镜的1倍焦距以内,即此时所成的像应在C点的右侧.故分析四个选项,只有D是正确的.
故选D.
15.小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小最亮的光斑。
接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。
保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,无论怎么移动光屏,都无法在光屏上呈现清晰的像
B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
D.若在如图位置成一个清晰的像以后,把原透镜更换为f=15cm的新透镜,则光屏应该靠近透镜才能得到一个像
【答案】C
【解析】
【详解】
A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处,物距u=50cm﹣10cm=40cm,满足u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
移动光屏,在光屏上能呈清晰的像,故A错误;
B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处,物距u=50cm﹣30cm=20cm,满足u=2f。
由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误;
C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣35cm=15cm,满足2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像,故C正确;
D、在如图位置成一个清晰的像以后,把原透镜更换为f=15cm的新透镜,,物距u=50cm,满足u>2f,由于凸透镜的焦距增大了,则像距也会相应增大,所以应将光屏远离透镜才能得到一个像,故D错误。
故选:
C。
二、初中物理声现象问题求解方法
16.在“哈夏音乐会”上,一男低音歌唱家小聪在放声歌唱时,一女高音歌唱家小明在轻声伴唱.下列声音波形图中能够正确反映上述男、女歌唱家歌唱时的声音特征的是(纵坐标表示振幅,横坐标表示时间)()
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
男低音歌唱家小聪在放声歌唱,低音指音调低,即频率低;放声歌唱,指响度大,则振幅大;
女高音歌唱家小明在轻声伴唱,高音指音调高,即频率高;轻声伴唱,指响度小,则振幅小;
【详解】
A.男低音振幅小,女高音振幅大,不正确;
B.男低音频率高,女高音频率低,不正确;
C.男低音振幅大、频率低,女高音振幅小、频率高,正确;
D.男低音振幅小、频率高,女高音振幅大、频率低,不正确;
故选C。
17.如图是华为在巴塞罗那对外发布的首款5G折叠手机MateX,该机创新采用鹰翼式折叠设计,机身非常轻薄,合上后的厚度也只有11mm左右,单手持握也不会费力.下列有关说法正确的是( )
A.调节声音的大小是改变声音的响度
B.接听电话时,通过声音的音调可以辨别来电者
C.手机屏幕能够折叠,说明屏幕材料的可塑性较强
D.手机是利用电磁波传递信息的,电磁波在空气中的传播速度为
【答案】A
【解析】
【详解】
A.声音的大小指的是响度,所以,调节声音的大小是改变声音的响度,故A正确;
B.接听电话时,通过声音的音色可以辨别来电者,故B错误;
C.手机屏幕能够折叠,要求屏幕材料具有的可塑性,但仅通过手机屏幕能够折叠不能说明屏幕材料的可塑性较强,故C错误;
D.手机是利用电磁波传递信息的,电磁波在空气中的传播以光速进行,故D错误。
故选A。
18.以下四项措施中:
①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃;②城市禁止机动车鸣喇叭;③马路两旁植树;④高速道路两侧设置隔音板墙.对控制噪声污染有作用的是
A.①②③④B.②④
C.①②④D.②③④
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃,可以在传播过程中减弱噪声;
②城市禁止机动车鸣喇叭,属于在声源处减弱噪声;
③马路两旁植树,可以在传播过程中减弱噪声;
④高速道路两侧设置隔音板墙,也是在传播过程中减弱噪声;
故①②③④都对控制噪声污染有作用.
故选A.
19.下列关于声现象的说法中,不正确的是
A.我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的
B.太空行走的宇航员之间可以直接对话
C.噪声监测装置可以防止噪声的产生
D.工人师傅们通过听机器产生的次声波来判断其工作状况
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.铃的振动发出声音,所以我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的,故A正确;A不符合题意;
B.太空行走的宇航员之间不可以直接对话,因为声音传播需要介质,太空中没有空气,声音不能传播,故B错误;B符合题意;
C.噪声监测装置不可以防止噪声的产生,只能测量出噪声的等级,故C错误;C符合题意;
D.工人师傅们通过听机器产生的声波来判断其工作状况,不是次声波,次声波是听不到的,故D错误;D符合题意。
故选BCD。
20.我国一艘潜艇在执行任务时在水面下某处静止不动,声呐系统发现在正前方3.8km处有一艘不明潜艇匀速驶来。
声呐系统立刻再次发出超声波,经过5.0s后接收到反射回来的声波。
声呐系统接收到声波后立刻向不明潜艇发射直线运动的鱼雷,已知超声波在海水中的传播速度是1500m/s,鱼雷的平均速度是80m/s。
求:
(1)不明潜艇行驶的速度;
(2)鱼雷命中不明潜艇的时间。
【答案】
(1)20m/s;
(2)37s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)不明潜艇第二次接收到超声波时据我方潜艇的距离为
不明潜艇行驶的速度为
不明潜艇行驶的速度20m/s。
(2)鱼雷与不明潜艇相向而行,其相对速度为
20m/s+80m/s=100m/s
从第二次超声波接触到不明潜艇,至第二次超声波返回我方潜艇,不明潜艇前进的距离为
发射鱼雷时两艇的相对距离为
3750m-50m=3700m
鱼雷命中不明潜艇的时间为
鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
答:
(1)不明潜艇行驶的速度20m/s;
(2)鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
21.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。
22.如图,四个相同的瓶子里装有高度不同的水,对着瓶口吹气,发出的音调最高的是____。
【答案】丁
【解析】
【详解】
当对着瓶口吹气时,瓶内的空气柱会振动,空气柱越短,振动的频率越高,音调越大,所以发出的音调最高的是丁。
23.一个同学迟到了,走到门外听到上课老师的声音,就知道正在上物理课.他除了根据讲课内容外还可以根据声音的________来判断.教室外面出现嘈杂的声音,关上门窗是为了在________减弱噪声.
【答案】音色传播的过程中
【解析】
【详解】
我们区别声音靠的就是音色,与音调和响度无关.关上门窗是在传播的过程中减弱噪声。