一、初中物理光学问题求解方法1.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20cmC.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u=-=50cm15cm35cmv=-=70cm50cm20cm可知35cm> 2ff<20cm< 2f解得10cm< f < 17.5cmu+v>4f即35cm + 20cm > 4f解得f<13.75 cm综上所述10cm< f < 13.5cm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。
2.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到一个缩小的像。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则A.移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏,可能在屏上得到正立放大的像D.移动光屏,可能在屏上得到正立等大的像【答案】AB【解析】【详解】如图,物距为u=40cm−10cm=30cm时,成倒立、缩小的实像,这是照相机的成像原理,u>2f,所以30cm>2f所以凸透镜的焦距范围为:f<15cm若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则此时物距为u=40cm−30cm=10cm<cm,此时f<u<2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像,故A A.若5cm<f10符合题意;<cm,此时u>2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像,故B符合题意;B.若f5C D.根据凸透镜成像规律可知,无论如何移动光屏,光屏上都不可能此正立的虚像,故CD不符合题意。
3.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。
4.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4fC.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。
5.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;6.在“探究凸透镜成像规律的实验”中,小明调节蜡烛,凸透镜和光屏的位置,在光屏上成清晰的像如图所示,下列说法正确是( )A.照相机是利用了图中的成像规律B.换上焦距小一些的凸透镜,只将蜡烛向左适当移动就能在光屏上接收到清晰的像C.如果使蜡烛向左移动,光屏需要向右移动才能接收到清晰的像D.如果把蜡烛与光屏对调,光屏上将会出现清晰的像【答案】AD【解析】【分析】【详解】A.由图可知,成像时,像距小于物距,所以成一个倒立缩小的实像,和照相机的原理相同,故A正确;B.如果换一个焦距较小的透镜,所成的像将变小,像距也变小,像成在光屏的左边,所以要想让像成在光屏上,应该将蜡烛向右移动,从而像也向右移动直到光屏上,故B错误;C.如果使蜡烛向左移动,像也向左移动,所以光屏要向左移动才能接收到清晰的像,故C 错误;D .如果把蜡烛和光屏对调,根据光路的可逆性,光屏上会成一个倒立放大的实像,故D 正确。
故选AD 。
7.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。
8.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。
9.如图所示,凸透镜焦距为f,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。
下列说法不正确的是()A.该凸透镜的焦距可能为13cmB.此时烛焰成正立、放大、实像C.保持透镜位置不动,若将蜡烛向左移动一段距离,移动蜡烛同时移动光屏,使烛焰能在光屏上成清晰像,则像的大小将一直变小,且蜡烛移动速度一直小于像移动速度D.保持透镜和光屏不动,若只将蜡烛向右移动2cm,要使烛焰成像在光屏上,可在原透镜左侧放一个合适的老花镜【答案】ABC【解析】【分析】(1)当f<u<2f、v>2f时,成倒立、放大的实像;(2)物距变化时,要想在光屏上得到清晰的像,像距也应该发生变化,物体离焦点越远,所成的像越小,在物体成倒立放大实像时,物体移动的速度小于像移动的速度,在物体成倒立缩小实像时,物体移动的速度大于像移动的速度;(3)老花眼镜是凸透镜,对光线起到会聚作用。
【详解】<,物距在一倍焦距和A.烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像,由图可知此时u v二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,由图可知物距为15cm,像距为25cm,故<<,225cm15cm2f ff<可解得f<<7.5cm12.5cmA项错误;故A项符合题意;<,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,故所成B.由图可知此时u v的像是倒立放大的实像,B项错误;故B项符合题意;C.若将蜡烛向左移动一段距离,蜡烛离透镜越来越远,当物体离焦点越远时,所成的像越小;当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距在二倍焦距之外,此时物体移动的速度小于像移动的速度;当物距在二倍焦距之外,像就在一倍焦距和二倍焦距之间,此时物体移动的速度大于像移动的速度,C项错误;故C项符合题意;D.保持透镜和光屏不动,若只将蜡烛向右移动2cm,蜡烛靠近透镜,此时成像在原来光屏位置之后,要使烛焰成像在光屏上,即是要让光线更加会聚,故要用到会聚透镜,也就是老花镜,D项正确;故D项不符合题意。