中考物理光学问题求解方法综合题汇编及答案解析.docx
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中考物理光学问题求解方法综合题汇编及答案解析
一、初中物理光学问题求解方法
1.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.
2.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。
3.小明在做探究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置实验后,他归纳出以下说法,其中错误的是
A.烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小
B.烛焰位于b点时,成等大的实像
C.烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大
D.烛焰位于d点时,成放大的实像
【答案】BD
【解析】
【详解】
A.使烛焰位于a点时,
,成倒立、缩小的实像,物体在a点的物距大于物体在b点的物距,即a点物距最大,像距最小,像最小。
故A项正确,A项不符合题意;
B.使烛焰位于b点时,
,成倒立、放大的实像,故B项错误,B项符合题意;
C.使烛焰位于c点时,
,成倒立、放大的实像,物体在一倍焦距以外,在c点,物距最小,像距最大,像最大,故C项正确,C项不符合题意;
D.使烛焰位于d点时,
,成正立、放大的虚像。
故D项错误,D项符合题意;
【点睛】
掌握凸透镜成像的三种情况,正确理解凸透镜的一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。
4.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,物体与光屏的距离L和凸透镜的焦距f的说法正确的是()
A.L=18cmB.L=14cm
C.4cm 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 由于当光屏上成清晰放大的像后,物体及光屏均未移动,仅将凸透镜向光屏方向移动2cm,又成清晰缩小的像,则根据光路是可逆的可知,此时物距与像距大小互换,此时物距为10cm,像距为8cm,成倒立缩小的实像,物体与光屏间的距离L=10cm+8cm=18cm。 由凸透镜成像规律可得 2f<10cm,f<8cm<2f 解得4cm 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. 7.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. 8.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。 9.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。 10.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 即 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。 11.如图所示的军事观察孔,人可以通过孔观察外面,现在在孔中嵌入玻璃砖后观察的范围将() A.变大B.变小C.不变D.无法确定 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 眼睛通过空气孔看到的范围和通过玻璃看到的范围如图所示: 黑色光线表示在空气中的光路,灰色表示在嵌入玻璃砖后的光路.从图中可以看出,嵌入玻璃砖后观察的范围变大.故选A. 12.如图所示,一束光线射入杯中,在杯底形成光斑。 逐渐抽出杯中的水,光斑将() A.向右移动B.向左移动 C.不动D.无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】 一束光线射入杯中,在杯底形成光斑,这过程发生了折射现象,折射角小于入射角,当逐渐抽出杯中的水时,入射光线与水面的交点会左移,入射角大小不变,那么折射角大小也不变,在杯底形成光斑也会左移,故选B。 13.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. 14.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. 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. 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.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。 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.某凸透镜成像时,像距v跟物距u之间关系的图像如图所示,下列判断正确的是( ) A.该凸透镜的焦距是16cm B.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小 C.当u<16cm时,该凸透镜可作放大镜使用 D.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=16cm ,所以f=8cm,即凸透镜的焦距是8cm,故A错误; B.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故B正确; C.当u<16cm时,有两种情况: 若u 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。 20.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。
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