一、初中物理光学问题求解方法1.如图所示,一束光从介质甲射向介质乙,两种介质中有一种是空气,另一种是玻璃,MN是其分界面。
则图中的折射角和甲介质的种类分别是A.50°,空气B.50°,玻璃C.60°,空气D.60°,玻璃【答案】D【解析】【详解】由图可知,过入射点作出法线,水平直线MN为界面,竖直虚线为EF法线;因为入射角是入射光线与法线的夹角,反射角是反射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角;且入射光线与折射光线,入射光线与反射光线均据法线两侧,因此CO 为入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线,则折射角∠AOE=90°-30°=60°入射角∠COF=90°-40°=50°入射角小于折射角,因此可得甲介质是玻璃,故选D。
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.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 =18cmB .L =14cmC .4cm<f <5cmD .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 。
5.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>=20cm2u f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。
6.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>>,30cm2ff f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 。
7.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.8.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】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。
9.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。
10.如图所示,一束光线射入杯中,在杯底形成光斑。
逐渐抽出杯中的水,光斑将( )A .向右移动B .向左移动C .不动D .无法确定【答案】B【详解】一束光线射入杯中,在杯底形成光斑,这过程发生了折射现象,折射角小于入射角,当逐渐抽出杯中的水时,入射光线与水面的交点会左移,入射角大小不变,那么折射角大小也不变,在杯底形成光斑也会左移,故选B 。