一、初中物理光学问题求解方法1.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。
故选B。
2.凸透镜成像实验中,移动蜡烛到某位置时,能在光屏上再次成清晰缩小的像,则下列说法能成立的是A.同时移动蜡烛与光屏,且移动距离相同时,有可能在光屏上再次成清晰缩小的像;B.若将一老花镜放到凸透镜前方,光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像;C.换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜:D.保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一个清晰的像:【答案】CD【解析】【详解】A.物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离,故A项不符合题意;B.老花镜是凸透镜,若将一老花镜放到凸透镜前方,则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚,此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像;B项不符合题意;C.换用焦距较小的凸透镜后,相当于增大物距,当物体成实像时,随着物距u增大,像距减小,同时像也在减小。
故要在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动;C项符合题意;D.根据光路可逆性可知,在保持物体和光屏位置不变时,移动凸透镜,可以光屏上成一个倒立、放大、实像,此时物距刚好是原来的像距,像距刚好是原来物距,D 项符合题意;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,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。
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.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。
6.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是()A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜B.下方箭头是凸透镜形成的虚像C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大【答案】C【解析】【分析】【详解】A.玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A错误;B.据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B错误;C.据B可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C正确;D.凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D错误。
故选C。
7.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 < f <15cmC.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>u f>>,22f v f即216cm f f >>,30cm 2f >可得16cm 8cm f >>,15cm f <则8cm 15cm f <<透镜的焦距满足8cm 15cm f <<,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 。
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u 大于像距v ,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u 小于像距v ,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u 会变小,像距v 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.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。