一、初中物理光学问题求解方法1.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB,已知AO=10m,该凸透镜的焦距可能是()A.f=10cm B.f= 5cmC.f=8cm D.f= 12cm【答案】C【解析】【详解】由于AC为入射光线,CB为折射光线,且AO<OB,结合凸透镜成像规律可知f<l AO<2f,l BO>2f已知AO=10m,则f<10m<2f解得5m<f<10cm故选C。
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.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。
4.在探究凸透镜成像规律"的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。
实验前,让一束平行光射向凸透镜,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点。
实验中,学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。
探究完成后,小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像。
下列有关说法中正确的是()A.该凸透镜的焦距为60cmB.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动C.当学生把蜡烛移动到80cm刻度处,再移动光屏,会成一个倒立、缩小的实像D.小明拿来的眼镜是近视镜【答案】BCD【解析】【详解】A.由焦距的概念可知,f=-=60cm50cm10cm所以该凸透镜的焦距为10cm,A错误;B.凸透镜在光屏上成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,B正确;C.由甲图知, 80cm刻度处到凸透镜的距离为u=-=80cm50cm30cm所以>=u f20cm2因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像,C正确;D.只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距增大了,也就是眼镜对光具有发散作用,因此小明的眼镜是凹透镜,凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜,D正确。
故选BCD。
5.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.6.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8cmB .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2f v f <<,因为26cm v =,所以26cm 2f f <<,可解得13cm 26cm f <<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13cm 26cm f <<,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。
7.某同学将物体放在凸透镜前不同位置,依次得到倒立的放大的像和倒立的缩小的像,测得像距分别为26厘米和16厘米,则该透镜的焦距f 为( )A .6厘米<f<10厘米B .8厘米<f<13厘米C .13厘米<f<16厘米D .16厘米<f<26厘米【答案】B【解析】【详解】 根据题意,当凸透镜成倒立放大的像时,像位于二倍焦距以外,即12v f >,代入数据得:26cm 2f >解得:13cm f <当凸透镜成倒立,缩小的像时,像位于一倍焦距和二倍焦距之间,即8cm 13cm f <<,代入数据得:16cm 2f f <<解得:8cm 16cm f <<所以8cm 13cm f <<故选B 。
8.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158cm =79cm=0.79m 2。
故选D。
9.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。
10.城市的很多街口都安装了 360°高清晰摄像头,由公安局实施 24 小时监控,来保护人民的安全,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在 F 处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是()A.不管该人走近还是走远,所成的像都是正立缩小的实像B.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在 a 点C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在 c 点D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在 b 点【答案】D【解析】【详解】A.该人走近还是走远时,所成的像是倒立的实像,不是正立的,A错误;B.如果该人远离镜头,那么物距变大,像距变小,像更靠近焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变大,焦点不可能在a点,B错误;C D.如果该人靠近镜头,那么物距变小,像距变大,像更远离焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变小,焦点不可能在c点,可能变在b点,C错误、D正确.11.有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使光斑向左移动的是:()A.保持水面高度不变使激光笔向右平移B.保持激光射入角度不变使水面上升C.保持激光射入角度不变使水面下降D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大【答案】B【解析】【分析】【详解】A.保持水面高度不变使激光笔向右平移,即入射光线向右平移,入射角不变,折射角也不变,所以在容器底部产生一个光斑也向右平移,故A项不符合题意;B.保持激光射入角度不变使水面上升,则入射点向左移动,入射角不变,折射角也不变,折射光线与原光线平行向左平移,所以在容器底部产生一个光斑也向左平移,故B项符合题意;C.保持激光射入角度不变使水面下降,则入射点向右移动,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故C项不符合题意;D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大,则折射角也增大,折射光线远离法线,光线在容器底部产生一个光斑也向右平移,故D项不符合题意。