中考物理综合题专练光学问题求解方法及详细答案.docx
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中考物理综合题专练光学问题求解方法及详细答案
一、初中物理光学问题求解方法
1.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。
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。
4.小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时,她把凸透镜看作眼晴的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体.她拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示.若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A.将光屏适当靠近凸透镜B.将蜡烛适当靠近凸透镜
C.将光屏适当远离凸透镜D.将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】
远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视眼镜放在凸透镜前,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;
AB.将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜,所成的像会更加模糊,故AB不符合题意;
CD.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,故CD符合题意。
5.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。
下列说法正确的是()
A.此时的成像特点与投影仪相同
B.该透镜的焦距满足8cm C.将蜡烛和光屏互换后,光屏上不能承接到清晰的像 D.将蜡烛和光屏同时远离凸透镜,可再次承接到清晰的像 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.由题可知,蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,与照相机原理相同,故A不正确; B.由凸透镜成像规律可知,此时物距在二倍焦距以外,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即 , 即 , 可得 , 则 透镜的焦距满足 ,故B正确; C.由光路可逆原理可知,将蜡烛和光屏互换后,光屏上能承接到清晰的像,故C项不正确; D.将蜡烛远离凸透镜时,光屏要靠近凸透镜,才能在光屏上成清晰的像,故D项不正确。 故选B。 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,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. 8.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。 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.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置,把光屏放在凸透镜的右侧,然后移动光屏,恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像,则() A.焦距可能是8cm B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像 C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,像的大小会变小 D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,所成的像也会往右移动,且移动距离小于2f 【答案】C 【解析】 【详解】 A.根据凸透镜的成像规律可知,在光屏上出现一个倒立缩小的像,那么像距符合关系式 ,因为 ,所以 ,可解得 所以焦距不可能是8cm,A项不合题意; B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,由于 ,这时物距小于一倍焦距,在凸透镜的右侧是不能成像的,B项不合题意; C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,根据凸透镜的动态成像规律可知,像的大小会变小,选项C符合题意; D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,这个过程分两个阶段,物距还在小于一倍焦距时,所成的虚像往左移动到无穷远处,当物距大于一倍焦距后,会成实像,所成的实像会从右端无穷远处往左移动,D项不合题意。 11.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。 12.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。 13.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。 14.将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置,所图所示.四条光线沿图示位置入射,能得到右边出射光线的只可能是 A.光线aB.光线bC.光线cD.光线d 【答案】C 【解析】 【详解】 光线垂直于界面入射时,光线的传播方向不变;光从左侧玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,故从左侧玻璃中出来的折射光线会向上偏折; 光从空气中斜射入右侧玻璃中时,折射角小于入射角(此时的折射角等于左侧玻璃中的入射角),故折射光线与原入射光线平行射出,即最后射出的光线如上图所示;d光线由于未垂直界面入射,因此无法垂直射出,故选C. 15.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. 16.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。 17.如图所示,纸筒A的一端蒙上了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。 为了在A端得到清晰的像,要调整A、B间的距离,这时( ) A.眼睛应对着B端向筒内观察,看像是否清楚 B.适当旋转B,可在A上得到正立的像 C.应把B端朝着明亮的窗外,A筒朝着较暗的室内,否则看不清楚 D.应把A端朝着明亮的窗外,B筒朝着较暗的室内,否则看不清楚 【答案】C 【解析】 【分析】 在本题的模型照相机中在纸筒B的右端为凸透镜,纸筒A的左端的半透明纸就相当于真实照相机的底片,在半透明纸上所看到的就是凸透镜前方的景物通过凸透镜所生成的像。 【详解】 A.由凸透镜的成像规律可知,应该对着A端向筒内观察而不是眼睛对着B端向内方向观察,让光线从纸筒B通过凸透镜才可以看到、看清楚物体的像;故A错误; B.模型照相机成的是倒立缩小的实像,因此适当旋转B,可在A上得到倒立的像,故B错误; CD.为使半透明纸上得到的像更亮一些,要成像的物体就应该在明亮的地方,所以应该把模型照相机的B朝着室外面,A端朝着较暗的室内,故C正确、D错误。 故选C。 【点睛】 照相机应用的是凸透镜成实像时: u>2f,成倒立缩小的实像;在调节上,符合物近像远像变大: 像要变小,物距要增大,像距要变小,镜筒缩短。 18.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。 19.如图所示,若要让反射光线射中天花板上的新目标,下列方法不可行的是() A.只将平面镜竖直向上平移一段距离 B.只将平面镜水平向右平移一段距离 C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度 D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度 【答案】B 【解析】 【详解】 A.只将平面镜竖直向上平移一段距离,那么入射点O点在水平方向上会右移,反射光线在水平方向上也会右移,那么反射光线能够射中天花板上的新目标,A项不合题意; B.只将平面镜水平向右平移一段距离,那么入射点O点的位置不变,反射光线的位置也不变,那么反射光线不能射中天花板上的新目标,选项B符合题意; C.只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,C项不合题意; D.只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度,那么入射角会变小,反射角也会变小,反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度,反射光线能够射中天花板上的新目标,D项不合题意。 20.要使光线经过某一个光学元件后发生图示的偏折,可供选用的元件有: ①平面镜;②凸透镜;③凹透镜。 能达成该目标的所有光学元件有( ) A.①②B.②③C.①③D.①②③ 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 光线如果按照下面的传播路径,这三种光学元件都是可以达成目标的,如下图所示。 故选D。
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