一、初中物理光学问题求解方法1.如图所示,在容器底部倾斜固定放置的防水激光笔发射出一束激光,激光束在水面发生折射后射在上方水平放置的光屏上形成光斑。
小明慢慢向容器中加水(未满)的过程中,随着水面上升,光斑位置将()A.向左移动B.向右移动C.先向左移动再向右移动D.先向右移动再向左移动【答案】A【解析】【详解】由于水面上升,入射点上升,折射光线向左平移,与原来低水面时出来的折射光线平行。
故选A。
2.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 。
3.如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。
以下判断正确的是( )A .光屏上成倒立缩小的实像B .此时透镜的焦距10cm 20cm f <<C .保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到40cm 刻度线处光屏仍能得到清晰的像D .向水透镜注水后,要使光屏上重新得到清晰的像,需要像光屏向右移动【答案】BC【解析】【详解】A .由图可知,当物距小于像距时,光屏上成倒立、放大的实像,故A 正确;B .由图可知20cm u =,40cm v =,则202f cm f <<10cm 20cm f <<……①40cm 2f >20cm f <……②由①②可得透镜焦距10cm 20cm f <<故B 正确C .保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到40cm 刻度线处,物距40cm u '=,像距为60cm 40cm 20cm v '=-=即此时的物距等于原来的像距,在光的折射中光路是可逆的,所以光屏上仍能得到清晰的像,故C正确;D.向水透镜注水后,透镜会聚能力变强,焦距变小,使光线提前会聚成像,所以要使光屏上重新得到清晰的像,应减小像距,需要将光屏向左移动,故D错误。
故选BC。
4.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。
5.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.6.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。
7.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 f15cm2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<<f7.5cm15cm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。
8.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a B.光线b C.光线c D.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.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.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.11.如图四幅图均为九年级课本中电学实验实物连接图,其中电表的左接线柱均为“﹣”接线柱,四幅图的电路连接均有错误,其中有三幅图可通过改变一根导线的一端就可以修改正确,只有一幅图是需要改变多根导线的一端才可以修改正确的,这幅图是A.用电压表则灯L2两端的电压B.探究并联电路干路电流与各支路电流的关系C.伏安法测小灯泡的电阻D.在电阻一定时探究电流与电压的关系【答案】C【解析】【分析】【详解】A.如图电压表测量的总电压,要用电压表则灯L2两端的电压,将电压表连接L1左端一端,改接到L2左端即可,故A不符合题意;B.探究并联电路干路电流与各支路电流的关系,电流表应分别测量干路电流、两支路电流,如图将电源负极连接下面灯泡左端的连线,改接到下方电流表的负接线柱,即为正确的电流,故B不符合题意;C.如图,伏安法测小灯泡的电阻的实验电路中,电流表的正负接线柱接反了,且滑动变阻器连接了上面的两个接线柱,所以最少两处需要改正,故C符合题意;D.如图,在电阻一定时探究电流与电压的关系,电流表应串联,电压表应并联在电阻两端,所以将电阻右端到电流表的连线,改接到电压表的负接线柱即为正确的电路,故D不符合题意;12.小明的爸爸身高1.80m,小明现在身高1.68m,而妈妈身高1.72m。