一、初中物理光学问题求解方法1.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。
2.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,2U f >,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,2f U f >>,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,2f U f >>,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,U f <,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。
3.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜A 固定在光具座上35cm 处,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示。
接着,他将凸透镜A 换成凸透镜B 并保持烛焰和透镜位置不变,移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。
则下列说法中正确的是( )A .照相机的物镜成像原理与图甲相同B .放大镜的物镜成像原理与图乙相同C .凸透镜A 的焦距大于凸透镜B 的焦距D .凸透镜B 的焦距大于凸透镜A 的焦距【答案】AD【解析】【分析】【详解】 A .由图甲可知,光屏上呈现倒立缩小的实像,所以照相机的物镜成像原理与图甲相同,故A 正确;B .由乙图可知,此时成倒立、放大的实像,所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同,故B 错误;CD .由甲图可知,物距35cm 5cm 30cm u =-=此时成倒立、缩小的实像,所以物距大于两倍焦距,所以A 30cm 2f >得A 15cm f <由乙图可知,物距仍为30cm ,此时成倒立、放大的实像,所以物距处于f 和2f 之间,即B B 30cm 2f f <<可得B 15cm 30cm f <<所以A 的焦距小于B 的焦距;故C 错误,D 正确。
故选AD 。
4.拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )A.将蜡烛远离凸透镜B.将光屏靠近凸透镜C.将光屏远离凸透镜D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,拿一副远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,远视眼镜对烛焰光线的会聚作用消失,烛焰的像会远离凸透镜,像距变大,由于烛焰的像不在光屏上,所以光屏上烛焰的像变得模糊了,若将蜡烛远离凸透镜,物距变大,根据凸透镜的成像规律,像距会变小,当像距减小的距离与移走远视眼镜像距变大的距离相等时,光屏上就能成清晰的烛焰的像,故A符合题意;BC.由于移走远视眼镜后,烛焰的像会远离凸透镜,像距变大,若将光屏靠近凸透镜,光屏离烛焰的像的距离更大了,像会变得更加模糊了,若将光屏远离凸透镜,光屏就会靠近烛焰像的位置,当光屏正好移到烛焰像的位置,光屏上就能成清晰的烛焰的像,故B不符合题意,C符合题意;D.由于移走远视眼镜后,烛焰的像会远离凸透镜,像距变大,若将蜡烛靠近凸透镜,物距变小,根据凸透镜的成像规律,烛焰的像离凸透镜更远了,像距变得更大,将光屏靠近凸透镜,光屏离烛焰的像的距离就更大了,像会变得更加模糊了,故将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜,烛焰的像会更加模糊,故D不符合题意。
故选AC。
5.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=18cm B.L=14cmC.4cm<f<5cm D.5cm<f< 8cm【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<f<5cm,故选A C。
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30cmD.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<u<2f 时,在光屏上得到倒立放大的实像。
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<v<10cm,故C错误,D 正确。
7.如图所示,纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,蜡烛放在纸筒前,此时光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,同时移动光屏,到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状(中间厚,边缘薄),故BCD项不符合题意,A项符合题意。
8.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.9.如图是用手机、凸透镜和纸盒制成的简易“投影仪”,它能将手机画面放大投射到墙上,下列说法正确的是()A.若透镜表面有一只小虫,墙上能看到小虫的像B.眼睛贴近透镜向纸盒里面看,能看到手机画面放大的像C.要使墙上的像变大一些,应将手机靠近透镜,同时使透镜离墙远一些D.要使看到的像更清楚,应将手机屏幕调亮一些,使周围的环境暗一些【答案】CD【解析】【分析】本题考查凸透镜的成像规律。
【详解】A.投影仪的成像条件是物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,而小虫在透镜表面,意味着物距小于一倍焦距,则不能在墙上成像,故A错误;B.投影仪所成的像与透镜的距离较大,若眼睛贴近透镜,则无法观察到清晰的像,故B 错误;C.根据凸透镜的成像规律:物近像远像变大,将手机靠近透镜相当于将物体靠近透镜,那么像会变大,且像距变远,所以应将透镜离墙远一些,故C正确;D.将手机屏幕调亮,是让物体本身光线更强,成像更清晰,而环境暗一些可避免环境光线对成像的影响,故D正确。
故选CD。
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f f<<15cm2化简可得<<f7.5cm15cm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f<<7.5cm15cm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10cmC.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.小明用自制的“水凸透镜”(向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小)来研究凸透镜成像规律,当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是()①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”A .①和②都行B .②和③都行C .①和③都行D .②和④都行【答案】B【解析】【详解】 近视镜是凹透镜,给水透镜戴上近视镜后,相当于减弱了凸透镜的会聚能力,所以像远离了凸透镜,若要在光屏上得到像,须将光平远离透镜;或增大凸透镜的会聚能力,向水透镜中注水。