备战中考物理压轴题专题凸透镜的经典综合题.docx
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备战中考物理压轴题专题凸透镜的经典综合题
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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。
2.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。
3.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动,物距u随时间t的变化图像如图甲所示,则像距v与t的大致变化关系为乙图中的
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成的实像时有:
物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,像距逐渐减小,从
到
但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C正确,ABD错误.
所以C选项是正确的.
【点睛】
根据凸透镜成实像时:
物远(物距变大)像近(像距变小)像变小分析.
4.如图所示,将一副近视眼镜放在凸透镜前,移动光屏,光屏上出现一个清晰的像;拿走眼镜,光屏上的像变模糊,要想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.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,将近视眼镜放在凸透镜前,已能在光屏上成清楚的像,近视眼镜取走后,若蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,此时通过凸透镜所成的像在光屏与透镜之间,若要再次成清晰的像,据凸透镜的成像规律:
物近像远,像变大,应将蜡烛靠近凸透镜或将光屏靠近凸透镜,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像.当u>f时,物距减小,像距变大像变大.右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B.
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.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:
透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。
由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明
,所以
;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明
,所以
;丙透镜成放大、正立的虚像,说明
;所以,
。
故选B。
8.如图所示,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN高度相等,且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是()
A.两个实像,一个虚像B.一个实像,两个虚像
C.只有一个虚像D.只有一个实像
【答案】D
【解析】
【详解】
①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像.
②由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像.
③如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相当于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况).
故选D.
【点睛】
此题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像.
9.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8cm
B.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
,因为
,所以
,可解得
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
,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。
10.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。
11.某同学在做凸透镜成像实验时,当物距u=30厘米,像距v=20厘米时,光屏上呈现烛焰清晰的像。
若烛焰移到离凸透镜12厘米处,所成的像一定是
A.倒立的B.正立的C.放大的D.缩小的
【答案】C
【解析】
【详解】
当物距u=30cm,像距v=20cm时,光屏上呈现烛焰清晰的像,所以
,
,
所以凸透镜的焦距为:
。
若将烛焰置于距凸透镜12cm处时,即u=12cm,有两种情况:
若焦距在10cm和12cm之间则
,
物体通过凸透镜成倒立、放大的实像;若焦距在12cm和15cm之间,则
,
物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。
由以上知,故只有C正确。
故选C。
12.以下关于实像和虚像的说法,正确的是
A.实像不可能与物体是等大的
B.实像一定是光发生折射形成的
C.虚像在成像时没有光进入人眼
D.虚像不能在光屏上呈现
【答案】D
【解析】
【详解】
A.凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像,故错误;
B.小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的,故错误;
C.平面镜成虚像时,是平面镜反射的光线进入人的眼睛,故错误;
D.虚像不是真实光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,故正确。
13.如图所示,光屏上得到一个清晰的像,此时蜡烛到凸透镜的距离为24cm,则下列说法正确的是()
A.此时的应用是投影仪,且凸透镜的焦距小于12cm
B.只将凸透镜向左移动,就可以在光屏上得到倒立缩小的像
C.在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,凸透镜和光屏不动,蜡烛向右移动光屏上会成清晰的像
D.将蜡烛移到距离凸透镜18cm,向右调节光屏到适当位置,在光屏上可能得到放大的像
【答案】D
【解析】
【详解】
A.物距大于1倍焦距小于2倍焦距成倒立放大的实像,应用是投影仪;则
;又因为
,所以
,故A错误;
B.只将凸透镜向左移,减小物距,此时应该增大像距,且物像之间的距离增大,故光屏向右移动才可以在光屏上得到清晰放大的像,故B错误;
C.近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线由发散作用;若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜时,光线会延迟会聚,所以像会落在光屏的右侧;如果此时蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,像会更加远离光屏,光屏应该向右移动才能得到清晰的像,故C项错误;
D.将蜡烛右移至距离凸透镜18cm,由
可知,此时物距仍大于焦距,故向右调节光屏至适当位置,在光屏上仍可能得到清晰放大的像,故D正确;
14.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 C.13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 ,代入数据得: 解得: 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 ,代入数据得: 解得: 所以 故选B。 15.有一个点光源放在凸透镜的正前方.当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,如图所示.则() A.凸透镜应放在C点右侧 B.凸透镜应放在B、C点之间 C.凸透镜应放在A、B点之间 D.凸透镜应放在A点左侧 【答案】D 【解析】 【分析】 解答此题要明确以下知识点: 凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像,并且像距大于物距。 【详解】 AB.凸透镜成实像时,物与像在异侧,且物近像远像变大.如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,故选项AB均错误; C.当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.故选项C错误; D.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故选项D正确. 故选D. 二、初中物理声现象问题求解方法 16.如图所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边。 拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢。 改变钢尺伸出桌边的长度,用同样的力再次拨动钢尺,比较两种情况下钢尺振动的快慢和发出的音调。 下列做法中所用到的科学探究方法与此相同的是 A.地震、火山爆发、海啸等自然灾害发生时,都伴有次声波产生,而人耳听不到次声波,不能准确预测灾害的发生。 使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波,处理这些信息,可以确定这些活动发生的方位和强度 B.人们用噪声监测仪来监测噪声的强弱等级,以便及时采取措施,控制噪声 C.人们用光线来表示光的传播径迹和方向 D.取材质相同但质量与体积均不相同的松木块,用天平测出它们的质量,用量筒量出它们的体积。 通过计算得出“同种物体质量与体积的比值,即密度相同”的结论 【答案】D 【解析】 【详解】 题目正文中使用的探究方法是控制变量法; A.人耳听不到次声波,使用灵敏的声学仪器也能接收到它们产生的次声波,处理这些信息,可以确定这些活动发生的方位和强度,采用的是转换法,故A不符合题意; B.人的耳朵不能直接监测噪声的强弱等级,人们用噪声监测仪监测噪声的强弱等级,采取措施,控制噪声,是转换法的应用,故B不符合题意; C.用光线描绘光的传播方向,光线实际并不存在,用光线描绘光的传播方向采用是模型法;故C不符合题意; D.取材质相同但质量与体积均不相同的松木块,用天平测出它们的质量,用量筒量出它们的体积,通过计算得出“同种物体质量与体积的比值,即密度相同”的结论,这种探究方法是控制变量法,故D符合题意。 17.下列说法中,正确的是() A.声音在真空中传播速度最快 B.汽车安装的倒车雷达是利用电磁波工作的 C.超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质 D.声源的振幅越大,音调越高 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故A错误; B.汽车安装的倒车雷达是利用超声波工作的,故B错误; C.声波能够传递信息和能量,超声波清洗眼镜,是利用了声波传递能量的性质,故C正确; D.声源的振幅越大,响度越大,而音调由频率决定,故D错误; 故选C. 18.医用的B超机利用超声波来诊断病情,但人耳听不到它的声音,这是因为( ) A.声音的响度太大B.声音的频率太高,人不能觉察到 C.声音的频率低于人耳能听到的频率范围D.声音的音调太低 【答案】B 【解析】 【详解】 医用的B超机利用超声波来诊断病情,但人耳听不到它的声音,这是超声波,发声体的振动频率高于20000Hz,超出了人耳的听觉范围,即音调太高了,所以人不能觉察到,不是因为声音的响度太大;故选B。 19.如图甲所示,乒乓球静止靠在左侧的音叉上,如果用小锤敲打右侧的音叉,我们能听到右侧音叉发出声音同时乒乓球被弹开,如图乙,如果把这个实验由宇航员带到月球上外部环境中去完成,则 A.能听到声音,但乒乓球不会被弹开 B.不能听到声音,乒乓球也不会被弹开 C.能听到声音,乒乓球也会被弹开 D.不能听到声音,但乒乓球会被弹开 【答案】B 【解析】 【详解】 甲图中,敲响右边的音叉,左边的音叉响,且悬挂在线上的紧靠在左边音叉的泡沫小球会弹起这是因为声音由空气传播到左边的音叉,使左边的音叉振动;在月球上做乙图这个实验,真空不能传声,声音不能传播,所以不能听到声音,声波无法传播,振动也就不会传到左侧音叉,所以小球也不会弹起.故选B. 20.己知声音在空气中传播的速度为v1,在钢轨中的传播速度为v2,有人用锤子敲了一下钢轨的一端,另一人在另一端听到两次声音的时间间隔为t,下列说法正确的是(v2>v1)( ) A.钢轨的长为 B.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为 C.钢轨的长为 D.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间为t 【答案】AB 【解析】 【详解】 AC.设钢轨的长度为L,由 知道,在空气中传播的时间是: , 在钢轨中传播的时间是: , 时间间隔是: , 故解得钢管的长度是: , 故A正确,C错误; BD.声音沿钢轨从一端传到另一端所用时间是: , 故B正确,D错误。 21.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。 下表是他记录的部分数据及现象。 (鸡蛋的体积保持不变,g=10N/kg, ) 第1天 第8天 第29天 第57天 第58天 第70天 质量m/g 66.8 66.2 64.4 62.0 61.9 60.8 鸡蛋 在水 中的 位置 沉底 沉底 沉底 悬浮 漂浮 漂浮 (1)求第57天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积。 (2)比较第1天和第70天鸡蛋受到浮力的大小。 写出判断依据。 (3)根据表格的现象你如何判断存放时间的长短? 【答案】 (1)0.62N;6.2×10-5m3; (2)第1天受到的浮力大;见详解;(3)见详解。 【解析】 【详解】 (1)由图可知,鸡蛋在第57天时处于悬浮状态,悬浮时浮力等于重力: 根据阿基米德原理可知,鸡蛋的体积为: (2)鸡蛋的质量减小,但鸡蛋的体积不变,第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理 可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大; (3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知,当鸡蛋在水中下沉时,鸡蛋的放置时间不超过29天;鸡蛋悬浮时,鸡蛋的放置时间不超过57天;鸡蛋在水中漂浮时,鸡蛋的放置时间为58天以上。 答: (1)第57天鸡蛋所受浮力为0.62N;鸡蛋的体积为6.2×10-5m3; (2)第1天受到的浮力大;第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理 可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大; (3)见详解。 22.下面是一组有关声的实验,请正确作答. (1)如图甲,用发声的音叉接触水面时,水花四溅,此实验是用来探究_______(选填字母代号); A.声音产生的原因B.决定音调的因素 C.声音能否在空气中传播D.声音传播是否需要时间 (2)如图乙,将正在发声的手机悬挂在广口瓶内,再把瓶内的空气逐渐的抽出,声音逐_____,若瓶内已抽成真空,将听不到声音,说明: __________________________. (3)如图丙,小明有节奏地敲击鼓面,鼓面发出低沉的咚咚声.用更大的力敲击鼓面,听到的声音变大,同时看到小纸片跳动的幅度_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),表明鼓面振动的_____越大,声音的响度越大. (4)如图丁,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面适当的长度,拨动钢尺,就可听到钢尺振动发出的声音.逐渐增加钢尺伸出桌面的长度,用同样的力拨动钢尺,发现钢尺振动的频率逐渐变_____(选填“大”或“小”),发出声音的音调逐渐变低,这表明声音的音调与发声体振动的_____有关. 【答案】A减小真空不能传声变大幅度小频率 【解析】 【详解】 (1)[1]声音是由物体的振动产生的,用发声的音叉接触水面时,水花四溅,说明了发声体在振动,故选A; (2)[2][3]声音的传播需要介质,把瓶内的空气逐渐的抽出,声音逐减小,若瓶内抽成真空,将听不到声音,说明真空不能传声; (3)[4][5]用大小不同的力敲击鼓面,鼓面振幅不同,响度不同,用更大的力敲击鼓面,振幅大,小纸片跳动的幅度大,声音的响度大; (4)[6][7]钢尺伸出越长,振动越慢,频率越低,音调越低,说明声音的音调与发声体振动的频率有关. 23.考场内翻阅试卷的声音是由纸张的_______产生的;“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的_______(响度/音调/音色);中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志,这是从_______减弱噪声的。 【答案】振动响度声源处 【解析】 【分析】 【详解】 [1]声音是由物体的振动产生的,所以考场内翻阅试卷的声音是由纸张的振动产生的。 [2]“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的大小,即指声音的响度。 [3]中考期间考场周围常常设有禁止鸣笛的标志,这是指车辆禁止鸣笛,这是从声源处减弱噪声的。
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