物理压轴题专题压力与压强的经典综合题及答案
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一、初中物理压力与压强问题
1.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则它们对地面压力的变化量△F 甲、△F 乙的关系是( )
A .△F 甲一定大于△F 乙
B .△F 甲可能大于△F 乙
C .△F 甲一定小于△F 乙
D .△F 甲可能小于△F 乙
【答案】C 【解析】 【详解】
两个正方体的边长分别为h 甲和h 乙,h 甲<h 乙,由
p =
F S =
G S
=mg S =ρVg S =ρShg S =ρgh
可知,由于甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,对地面的压强相等,即:p 甲=p 乙,所以,
ρ甲gh 甲=ρ乙gh 乙,
在两正方体上部沿水平方向切去相同高度的部分,由于底面积不变,对地面的压力变化是切去的部分,即:
△F =ρ△Vg =ρS △h g =ρh 2△hg ,
则:
F F 甲乙=2
2h hg h hg ρρ甲甲乙乙 =h h 甲
乙
<1, 所以,△F 甲<△F 乙,故△F 甲一定小于△F 乙。
故选C 。
2.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体静止在水平面上,甲对水平面的压强比乙小,下列方案中一定能使甲对水平面压强大于乙的有
方案:
①将甲沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲剩余部分上方 ②将乙沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方 ③将乙沿水平方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方
A.0个B.1个C.2个D.3个
【答案】B
【解析】
【详解】
①将甲沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲剩余部分上方,此时甲对地面的压力不
变,受力面积变为原来的二分之一,根据公式p=F
S
可知甲对地面的压强变为原来的2
倍,而乙对地面的压强没变,甲对水平面压强不一定大于乙对水平面压强;
②将乙沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方,此时因为乙对地面的压力和
受力面积都变为了原来的二分之一,根据公式p=F
S
可知乙对地面的压强不变,而对甲来
说受力面积没变,压力增大,所以甲对地面的压强增大,但甲对水平面压强不一定大于乙对水平面压强;
③将乙沿水平方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方,此时乙对地面的压力变为原来的二分之一,而受力面积不变,根据公式可知乙对地面的压强将变为原来的二分之
一.甲此时对地面的压力为1
2
G乙 G甲大于乙对地面的压力,而甲与地面的接触面积小于
乙跟地面的受力面积,所以根据p=F
S
可知甲对水平面压强一定大于乙对水平面的压强.
故选B.
3.如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的轻质圆柱形容器放置在水平地面上,他们对地面的压强相等。
现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出部分乙,且甲、乙质量的变化量相等。
若甲切去部分高度为Δh甲,乙抽出部分高度为Δh乙,它们剩余部分的质量分别为 m′甲
、m′乙,则()
A.Δh甲>Δh乙,m′甲<m′乙B.Δh甲>Δh乙,m′甲>m′乙
C.Δh甲<Δh乙,m′甲>m′乙D.Δh甲<Δh乙,m′甲<m′乙
【答案】C
【解析】
【详解】
因为甲为规则圆柱体,乙为规则容器,则甲对地面的压强:p甲=ρ甲gh甲,乙对容器底的压强:p乙=ρ乙gh乙,因为他们对地面的压强相等,即:p甲=p乙,所以ρ甲h甲=ρ乙h乙,由图可知:h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;因为甲、乙质量的变化量相等,即Δm甲=Δm乙,所以ρ甲
Δh甲S甲=ρ乙Δh乙S乙,由图可知:底面积S甲>S乙,所以Δh甲<Δh乙;由p=F
S
得:对地
面的压力F甲=p甲S甲,F乙=p乙S乙,因为p甲=p乙,S甲>S乙,所以F甲>F乙,因为他们放置
在水平地面上,压力等于重力,所以G甲>G乙,则由G=mg知:m甲>m乙,因为m′=m-
Δm,而Δm甲=Δm乙,所以m′甲>m′乙。
故选C。
4.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲∶ρ乙
=5∶4,底面积之比S
甲
∶S乙=6∶5,对水平地面的压强之比p甲∶p乙=2∶3,下列说法不正确的是()
A.甲、乙的质量之比是4∶5
B.甲、乙的高度之比是8∶15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余部分对地面的压强不可能相等D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.甲、乙对水平地面的压力之比
264
===
355
F p S
F p S
⨯
甲甲甲
乙乙乙
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由F=G=mg可得,甲、乙的质量之比
4
===
5
G
m G F
g
G
m G F
g
=
甲
甲甲甲
乙
乙乙乙
故A正确,不符合题意;
B.甲、乙的体积之比
4416
====
5525
m
V m
m
V m
ρρ
ρ
ρ
⨯⨯
甲
甲甲甲乙
乙
乙乙甲
乙
甲、乙的高度之比
1658
====
25615
V
h S V S
V
h V S
S
⨯⨯
甲
甲甲甲乙
乙
乙乙甲
乙
故B正确,不符合题意;
C.甲、乙的质量之比是4∶5,所以
m甲<m乙
将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余物体质量
m甲剩<m乙剩
由G=mg可知剩余物体的重力
G甲剩<G乙剩
对地面的压力关系
F甲剩<F乙剩
底面积之比
S甲∶S乙=6∶5
所以
S甲>S乙
由p=F
S
可知剩余部分对地面的压强不可能相等,故C正确,不符合题意;
D.由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,则切去相同的高度后,两者压强的变化量分别为
Δp甲′=ρ甲gΔh,Δp乙′=ρ乙gΔh
已知它们的密度之比
ρ甲∶ρ乙=5∶4
ρ甲>ρ乙
所以
Δp甲′>Δp乙′
已知原来甲乙对水平地面的压强之比
p甲∶p乙=2∶3
p甲<p乙
由于剩余部分对地面的压强
p′=p-Δp
所以剩余部分对地面的压强不可能相等,故D错误,符合题意。
故选D。
5.如图所示,甲、乙两个质量相等的实心均匀圆柱体(ρ甲>ρ乙)分别放在水平地面上,若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体,则()
A.甲对地面的压强可能等于乙对地面的压强 B.甲对地面的压强一定小于乙对地面的压强C.甲对地面的压力可能等于乙对地面的压力 D.甲对地面的压力一定小于乙对地面的压力【答案】A
【解析】 【分析】 【详解】
CD .若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体,此时甲、乙对地面压力为
F G gV ρ=+甲甲甲甲 F G gV ρ=+乙乙乙乙
由题意,可知G G =甲乙,V V =甲乙,ρρ甲乙>,则F F 甲乙>,故C 、D 错误;
AB .若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体后,二者对地压强分别为
G gV p S S ρ=
+甲甲甲
甲甲甲
G gV p S S ρ=
+乙乙乙
乙乙乙
由于G G =甲乙,V V =甲乙,ρρ甲乙>,则
G G S S <甲乙
甲乙
gV gV ρρ>甲甲乙乙
则甲对地面的压强也可能等于乙对地面的压强,故A 正确、B 错误。
故选A 。
6.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。
下列判断正确的是( )
A .甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B .鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F 浮和F′浮,则F 浮>F′浮
C .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F 甲和F 乙,则F 甲>F 乙
D .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p 甲和p 乙,则p 甲=p 乙 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)同一只鸡蛋无论漂浮或悬浮,其浮力都等于排开盐水的重,也等于自身的重力;在浮力
相同时,排开的液体体积越大,说明液体的密度是越小的;
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系; (3)粗细均匀容器底部受到的压力等于液体的重力和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,根据
F
p S =
判断甲、乙两烧杯底部受到的压强关系。
【详解】 AB .因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据F gV ρ=浮液排可知,在浮力相同时,甲杯中的V 排大,则ρ甲小于ρ乙,故AB 错误;
C .因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和G mg =可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,故C 错误;
D .烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S 相同,根据F
p S
=可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,故D 正确。
故选D 。
7.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体 A 、B ,把它们平放在水平地面上,则两正方体 A 、B 对水平地面的压强之比为( )
A .4:1
B .8:1
C .1:2
D .2:1
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,当甲的体积为1cm 3时,质量为8g ,所以甲的密度为
甲ρ=m V 甲甲=3
8g 1cm
=8g/cm 3 当乙的体积为4cm 3时,质量为4g ,所以乙的密度为
ρ乙=m V 乙乙=3
4g 4cm
=1g/cm 3 所以
甲ρ:
ρ乙=8:1 由ρ=
m
V
可得,V
=m ρ, m 甲:m 乙=1:1,则甲乙的体积为
V V 甲乙=m m 甲
甲乙乙
ρρ=m m ρρ⨯甲乙甲乙=1181⨯=1
8
因为V =L 3,所以边长(高)之比
h 甲:h 乙=1:2
正方体对地面的压强
p =
F S =
G S =mg S =Vg S ρ=shg S
ρ=ρgh 两正方体A 、B 对水平地面的压强之比
p 甲:p 乙=
gh gh ρρ甲甲乙乙=81
12
⨯⨯=4:1 故选A 。
8.如图所示,水平面上的圆柱形容器A 、B 中分别盛有甲、乙两种液体,且甲对容器底部的压强大于乙.现在两容器中各放入一个物体,物体均漂浮在液面上且液体不溢出.小明认为:若两物体质量相等,甲对容器底部的压强可能小于乙;小红认为:若两物体体积相等,甲对容器底部的压强可能小于乙;下列说法中正确的是 ( )
A .两人的观点均正确
B .两人的观点均不正确
C .只有小明的观点正确
D .只有小红的观点正确 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析:由于两容器都是圆柱形容器,所以有
A A
F G p S S ==甲甲
甲,B B F G p S S ==乙乙乙
因为
p p 甲乙>
所以
A B
G G S S >甲乙
放入质量相等的物体后,液体对容器底的压强为
''=+A A A A G G G F G p S S S S +==甲甲物甲物
甲
''=+B B B B
G G G F G p S S S S +==乙物物
乙乙乙
因为
A B S S >
所以
A B
G G S S <物物
则'甲p 可能大于、小于、等于'p 乙,小明的观点是正确的; 若放入物体的体积相等,同理液体对容器底的压强为
''=+A A A A
G G G F G p S S S S +==甲甲物甲物甲 ''''=+B B B B
G G G F G p S S S S +=
=乙物物乙乙乙 其中
A B
G G S S >甲乙
两物体的密度关系不定,所以G 物和'G 物的大小关系不定,则
A
G S 物
可能大于、小于、等于'
B
G S 物,则'甲p 可能大于、小于、等于'p 乙,小红的观点也是正确的, 故选A 。
9.甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。
若沿水平方向将甲、乙正方体上方截去,使甲、乙剩余部分的高度相同,如图所示,则剩余部分的质量m 甲、m 乙的关系是
A .m 甲一定大于m 乙
B .m 甲一定小于m 乙
C .m 甲可能小于m 乙
D .m 甲可能等于m 乙
【解析】 【详解】
根据压强公式和正方体知识得
m g F G Vg P gh
s s s s
ρρ=
==== 所以有
===P gh P gh ρρ甲甲甲乙乙乙
因此
=h h ρρ甲甲乙乙
由图知
h h >甲乙
所以
22h h ρρ>甲乙
即
s s ρρ>甲甲乙乙
那么若沿水平方向将甲、乙正方体上方截去,使甲、乙剩余部分的高度相同,则剩余部分的质量m 甲、m 乙的关系为
==m s h m s h ρρ>甲甲甲乙乙乙
故选A 。
10.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,水对容器底的压力为F 甲,容器对桌面的压强为p 甲;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水对容器底的压力为F 乙,容器对桌面的压强为p 乙,则( )
A .F 甲<F 乙 p 甲>p 乙
B .F 甲=F 乙 p 甲=p 乙
C .F 甲>F 乙 p 甲<p 乙
D .无法确定
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以把该容器倒放在该桌面上,容器对水平桌面的压力不变,因容器倒放时受力面积变小,由F
p S
=
可知,容器对水平桌面的压强变
p p
<
甲乙
把该容器正放在该桌面上,杯中的水柱是上细下粗的,所以容器底受到的压力大于杯中水的重力;把该容器倒放在该桌面上,杯中的水柱是上粗下细的,一部分水的压力在容器侧壁上,所以容器底受到的压力小于杯中水的重力;所以有
F F
甲乙
>
故选C。
11.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。
现沿竖直方向切去相同厚度d后,并将切去部分放置在对方剩余部分的上表面,它们对地面的压强变为p甲、p乙,则()
A.p甲一定大于p乙B.p甲可能小于p乙
C.p甲一定等于p乙D.p甲可能等于p乙
【答案】A
【解析】
【详解】
甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上时对水平地面的压强相等,则
3
G
a
甲
甲
=3
G
a
乙
乙
,设a 甲
=5cm,a乙=10cm,截去厚度为2cm,则G甲=
1
8
G乙,叠放在对方剩余部分的上方后的压强
p甲=
3
32
510
3
5
G G
a
+
甲乙
甲
=
3
G
a
甲
甲
+3
1
3
G
a
⨯乙
甲
=
3
G
a
甲
甲
+
1
3
×
3
8G
a
甲
甲
=
3
11
3
G
a
⨯甲
甲
p乙=
3
82
105
8
10
G G
a
+
乙甲
乙
=3
G
a
乙
乙
+
3
1
2
G
a
⨯甲
乙
=3
G
a
乙
乙
+
1
2
×
3
1
8
G
a
乙
乙
=
17
16
×3
G
a
乙
乙
故p甲> p乙。
故选B。
12.下列函数图像能正确地描述两个物理量之间关系的是()
A.弹性限度内弹簧所受拉力与伸长关系
B.粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力关系
C.压力一定时,物体受到压强与受力面积关系
D.液体密度不变时,液体压强与深度关系
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比关系,图像应是过原点的一条倾斜直线,故A不符合题意;
B.粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大,若压力为零,则摩擦力为零,而选项中图象反映的是压力为零,仍有摩擦力,故B不符合题意;
C.根据P=F
S
可知,压力一定时,物体受到压强与受力面积成反比,图像为双曲线的一部
分,故C符合题意;
D.根据P=gh
可知,液体密度不变时,液体压强与深度成正比关系,而选项中图象反映的是深度增大压强减小,故D不符合题意。
故选C。
13.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,静止放在水平桌面上,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列说法正确的是
()
A .三个容器对水平桌面的压强相等
B .三个容器中,乙杯的水对杯底的压力最大
C .三个容器中,丙杯对水平桌面的压力最大
D .如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮
力不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AC .甲图中容器对桌面的压力是容器的重力加上水的重力,即
F G G =+甲水容
乙图中容器对桌面的压力
F G G G =++乙乙水木容
又因为,木块漂浮在水中,所以木块所受的浮力等于木块的重力,即
F G =木浮木
根据阿基米德原理,木块受到的浮力等于木块排开水的重力,即
F G =木浮木排
所以,木块重力等于木块排开水的重力,即
G G =木木排
所以,乙图中容器对桌面的压力为
=F G G G G G G =++++乙乙水木乙水木容容排
又因为甲和乙是相同的容器且水面高度相同,所以
===F G G G G G F +++乙甲乙水木水容排容
同理可得,丙图中容器对桌面的压力
=F F 甲丙
则三个容器对桌面的压力大小相等,故C 错误;
甲乙丙图中是三个相同的容器,所以底面积S 是相同的,根据公式F
p S
=可得,三个容器对桌面的压强相等,故A 正确;
B .三个相同的容器内水面高度相同,所以容器底所处的深度相同,由公式p gh ρ=可得,容器底受到的压强相等,甲乙丙图中是三个相同的容器,所以底面积S 是相同的,根据公式F pS =,所以三个容器底受到水的压力相同,故B 错误;
D .如果向丙容器中加入酒精,丙容器中液体的密度变小,根据公式F gV ρ=浸浮液可得,小球所受的浮力变小。
14.甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深.将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分对海绵的凹陷程度如图所示,则
A .甲切去的质量一定比乙小
B .它们切去的质量一定相同
C .甲切去的高度一定比乙大
D .它们切去的高度一定相同 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深, 所以,P 甲>P 乙,
而F G m g ==甲甲甲,F G m g 乙乙乙==,
所以,m g m g
S S =甲乙甲乙
将它们沿水平方向切去一部分后,海绵的凹陷程度相同,则甲乙对海绵压强相等,
P 甲剩=P 乙剩,即:m g m g
m g m g S S --=乙甲乙剩甲切甲乙
所以,m 甲切>m 乙切,故AB 错误;
放在水平面上的柱体的压强可用P ρgh =求解. 因为P 甲剩=P 乙剩,
所以,gh gh ρρ=甲乙甲剩乙剩, 由图可知,h h 甲剩乙剩>,所以ρρ<甲乙. 因为m 甲切>m 乙切,V Sh =,m V ρ=
所以:m m g g S S >甲切乙切甲乙,即:S h g S h g S S ρρ>甲甲乙乙甲切乙切甲乙
所以,h 甲切>h 乙切,C 正确,D 错误. 故选C.
15.如图所示,盛有甲、乙两种液体的两个轻质薄壁圆柱形容器静置在水平桌面上,现从容器内抽出高度相等的甲、乙液体,此时容器对桌面的压力变化量相等。
若薄壁圆柱形容器内剩余甲、乙液体的质量分别为m ′甲和m ′乙,容器对桌面的压强分别为p ′甲和p ′乙,则
A .m ′甲<m ′乙,p ′甲<p ′乙
B .m ′甲<m ′乙,p ′甲>p ′乙
C .m ′甲>m ′乙,p ′甲>p ′乙
D .m ′甲>m ′乙,p ′甲<p ′乙
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
从容器内抽出高度相等的甲、乙液体,此时容器对桌面的压力变化量相等,即
F F ∆=∆甲乙①
根据F
p S
=
则有 p S p S ∆=∆甲甲乙乙②
由图可知甲的底面积小于乙的低面积,则
p p ∆>∆甲乙
根据p gh ρ=可知
ρρ甲乙>
抽出等高的甲、乙液体,此时容器中剩余液体的高度由图可知
h h ''>甲乙
根据p gh ρ=可得剩余部分液体容器对桌面的压强关系
p p ''>甲乙
水平桌面上,物体对桌面的压力等于物体的重力,根据①式可知抽出部分液体的重力关系
G G ∆=∆甲乙
即
m m ∆=∆甲乙
根据②式由p gh ρ=可得
g hS g hS ρρ∆=∆甲甲甲甲③
可知当甲、乙容器中液体高度相同时,质量相同。
由公式F
p S
=
和p gh ρ=可得桌面受到甲、乙容器的压力为 F gh S ρ=甲甲甲甲
F gh S ρ=乙乙乙乙
由③式可知
F F 甲乙>
即
m m >甲乙
则
m m m '=∆+甲甲甲
m m m '=∆+乙乙乙
已知m m ∆=∆甲乙且m m >甲乙,所以
m m ''>甲乙
综上所述,ABD 项不符合题意,C 项符合题意。
故选C
二、初中物理凸透镜成像的规律
16.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是( )
A .此时光屏上成倒立缩小的实像
B .将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同
C .在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像
D .将蜡烛移到35cm 刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A .图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A 选项错误,不符合题意。
B .将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B 选项正确,符合题意。
C .远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰
的像,C 选项正确,符合题意。
D .图像显示物距为15cm ,像距为30cm ,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即
15cm 2f f << 30cm 2f >
两式联立解出
7.5cm 15cm f <<
即
15cm <2<30cm f
将蜡烛移到35cm 刻度处,此时物距变为30cm ,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D 选项正确。
故选BCD 。
17.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 。
18.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30cm
D.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。
19.小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时,她把凸透镜看作眼晴的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体.她拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示.若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A.将光屏适当靠近凸透镜B.将蜡烛适当靠近凸透镜
C.将光屏适当远离凸透镜D.将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】
远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原
因是烛焰清晰的像在光屏的后面;
AB.将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜,所成的像会更加模糊,故AB不符合题意;
CD.可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离,使得光屏上呈现一个清晰的像的目的,故CD符合题意。
20.图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。
若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是
A.甲→乙→丙→丁
B.乙一丙一甲一丁
C.乙一丁→甲一丙
D.丙→甲→乙→丁
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
凸透镜先贴着刻度尺,此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像,看到的是乙图;接下来凸透镜逐渐远离刻度尺,物距增大,当增大到等于凸透镜的一倍焦距时,不成像;继续远离刻度尺,当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,此时看到的是丁图;继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时看到的是甲图;凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、缩小的实像,此时看到的是丙图。
故ABD错误,C正确。
故选C。
21.如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏之间的距离为下图时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。
下列说法错误的是
A.该凸透镜的焦距大于10㎝、小于15㎝
B.只将凸透镜向左移,可以在光屏上得到清晰放大的像
C.只将蜡烛和光屏互换,可以在光屏上得到清晰的缩小像
D.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,可在凸透镜前放一个凹透镜。
【答案】C
【解析】
【分析】
凸透镜成像规律:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,求焦距;
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f;
u<f,成正立、放大的虚像。
【详解】
A、观察图示可知,物距大于像距,则在光屏上得到一个清晰缩小的实像,所以u=30cm>2f,解得f<15cm;而像距v=20cm,f<20cm<2f,解得10cm<f<20cm;故凸透镜的焦距的范围是:10cm<f<15cm,故A正确;
B、只将凸透镜向左移,减小物距,增大像距,根据光路可逆的特点,可知在光屏上能得到清晰放大的像,故B正确;
C、只将蜡烛和光屏互换,根据光路可逆可知,可以在光屏上得到清晰放大的像,故C错误;
D、蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距将变小,为了在光屏上得到清晰的像,应使光线发散一些,所以用一个凹透镜,D正确。
故选:C。
22.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm 时,在凸透镜另一侧18cm 处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm 时,它的像一定是( )
A.像距为36cm,且成缩小的实像B.像距为36cm,且成放大的实像
C.像距为18cm,且成缩小的实像D.像距为18cm,且成放大的虚像
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
当u﹥2f时,成倒立、缩小的实像,f﹤v﹤2f,u﹥v.当蜡烛距凸透镜18cm 时,f﹤u﹤
2f.由于f﹤u﹤2f,成倒立、放大的实像,v﹥2f,u﹤v.凸透镜的一个物距对应一个像距,所以,像距为36cm,且成放大的实像.故选B。
23.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。