【物理】物理压力与压强的专项培优易错试卷练习题(含答案)含答案
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一、初中物理压力与压强问题
1.甲、乙、丙三个相同的柱形容器分别盛有不同液体,均放在水平桌面中央。
将同—正方体物体先后放入这三个容器中,所处的位置如图所示。
则下面判断正确的是()
A.比较物体所受到的浮力,则F浮甲<F浮乙<F浮丙。
B.比较杯底对桌面的压强,则p甲>p乙>p丙。
C.比较容器底部受到液体的压力,则F′甲<F′乙<F′丙。
D.比较物体下表面所受的压强,则p′甲<p′乙<p′丙。
【答案】B
【解析】
【详解】
A.根据题图可知,物体分别处于漂浮和悬浮状态,此时浮力都是等于重力的,因为是同一物体,因此所受浮力应相等,A不符合题意;
B.根据图示的状态甲容器露出液面最多,丙为悬浮,则甲中液体密度最大,乙次之,丙中最小,因为液面高度相同,因此甲液体体积最大,丙液体体积最小,因此甲液体重力最大,丙液体重力最小,所以甲对桌面压力最大,丙对左面压力最小,因此p甲>p乙>p丙,B 符合题意;
C.甲密度最大,深度相同,因此甲对容器底部压强最大,则甲对容器底部压力也最大,C 不符合题意;
D.根据浮力产生原因可知,甲、乙下表面所受压力相等,则其下表面所受压强也相等,D 不符合题意。
2.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
2
h 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 。
3.均匀实心正方体甲、乙对水平地面的压强相等。
已知它们的边长l 甲>l 乙,现将两物体均沿水平方向切去一部分厚度∆h ,则( ) A .若切去相等体积,P’甲可能小于P’乙 B .若切去相等体积,P’甲一定小于P’乙 C .若切去相等质量,∆h 甲一定小于∆h 乙 D .若切去相等质量,∆h 甲可能小于∆h 乙
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
AB .沿水平方向切去一部分厚度∆h ,且边长l 甲>l 乙,利用极限思想,乙被切没了,甲还有剩余,所以剩下的甲的压强大于乙的压强,所以AB 错误; CD .均匀实心正方体甲、乙对水平地面的压强相等,所以
gL gL ρρ=甲甲乙乙
根据上式可得
L L ρρ=甲甲乙乙
因为切去相等的质量,所以
22L h L h ρρ∆=∆甲甲甲乙乙乙
结合上式可得
L h L h ∆=∆甲甲乙乙
又因为l 甲>l 乙,所以∆h 甲一定小于∆h 乙,所以C 正确,D 错误。
故选C 。
4.如图所示,轻质圆柱形容器A 、B 、C 分别盛有质量相同的不同液体(S A <S B <S c ),现
有质量相同的甲、乙两实心物体(ρ甲>ρ乙),若选择其中一个物体放入某个容器中,物体浸没且液体没有溢出,此时液体对容器底部的压强为p液,则()
A.甲放入B中p液最小B.甲放入C中p液最小
C.乙放入A中p液最大D.乙放入B中p液最大
【答案】B
【解析】
【分析】
由题意可知,本题意在比较容器底受到液体压强的大小关系,可由压强的计算公式F
p
S
=、液体内部压强的计算公式p gh
ρ
=
液液
、阿基米德原理、力的平衡、作用力与反作用力,综合进行分析判断,合理进行受力分析是解决此题的关键
【详解】
浸在液体中的物体,会受到竖直向上的浮力;由于力的作用是相互的,所以物体会对液体产生竖直向下的压力,相互作用力大小相等
1
F F
=
压浮
①
对杯中液体体进行受力分析:竖直向上的方向上,液体受容器底部的支持力F支;竖直向下
的方向上,受重力G液和物体对其的压力
1
F
压
,由力的平衡条件可得
1
F G F
=+
压
支液
②
容器底部对液体的支持力F支,和液体对容器底部的压力
2
F
压
为相互作用力,其大小相等
2
F F
=
压支
③
由①②③式和阿基米德原理可得,液体对容器底部的压力为
2
F F
G V g G
ρ
=+=+
压浮液液物液
若容器底面积为S,则容器底受到液体的压强为
2
m
g
F V g
G V g G G
p
S S S S S S
ρ
ρρρ
+
===+=+
物
液
压液物液液物液液
物
上式也可写成
m g
G
p
S S
ρ
ρ
=+
液
物
液
物
由于三容器中液体质量相等、物体质量也相等,由上式不难看出液体对容器底部压强的大小取决于ρ液、ρ物和容器底面积S的大小关系;
AB .ρ液最小、ρ物最大、S 最大时,此时容器底部受到的液体压强最小,所以将甲放入C 中时容器受到的液体压强最小,故A 不符合题意,B 符合题意;
CD .ρ液最大、ρ物最小、S 最小时,此时容器底部受到的液体压强最大;但由图形不能判断出A 、B 中液体密度谁大谁小,故CD 不符合题意。
故选B 。
5.如图所示,底面积不同的甲、乙圆柱形轻质容器,分别盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体,甲液体对容器底部的压强等于乙液体对容器底部的压强。
现将体积相同,质量、密度为m A 、m B 、ρA 、ρB 的A 、B 两实心球分别浸没在甲、乙两容器的液体中(无液体溢出),若甲容器对地面的压力等于乙容器中液体对容器底部的压力,则下列关系式一定成立的是( )
A .ρA >ρ乙
B .ρ甲=ρ乙
C .m A =m B
D .ρB <ρA 【答案】A 【解析】 【分析】
由题意可知,本题意在比较容器底受到液体压强的大小关系、液体密度的关系、物体质量的关系,可由压强的计算公式F
p S
=、液体内部压强的计算公式p gh ρ=液液、作用力与反作用力,综合进行分析判断 【详解】
A .甲、乙同为圆柱形容器,液体对容器底的压力等于容器内所盛液体的重力
F G =压液
甲、乙液体对各自容器底部的压强相等,由图形又可知容器底面积的关系为
S S <甲乙
由公式F pS =可知两杯中所盛液体重力关系为
G G <甲乙①
轻质容器,容器的质量可以忽略,甲容器对地面的压力等于容器内液体和A 球重力之和
A A A F G G G V g ρ=+=+甲甲甲②
乙液体对容器底部的压力等于容器内液体重力和B 球所受浮力之和
B B F G F G gV ρ=+=+乙乙乙乙浮③
由于甲容器对地面的压力等于乙液体对容器底部的压力
F F =甲乙④
由①②③④式可得
A A
B V g gV ρρ>乙
因为两球体积相等
A B V V =
所以
A ρρ>乙
故A 满足题意;
B .根据液体内部压强公式p gh ρ=液液可知,压强相等的情况下,深度大的液体密度小,可得甲、乙两种液体的密度关系为
ρρ<甲乙
故B 不符合题意; CD .乙容器对地面的压力为
B F G G =+乙乙
乙容器对地面的压力大于乙容器中液体对容器底部的压力,而乙容器中液体对容器底部的压力和甲容器对地面的压力相等,故有
B A G G G G +>+乙甲⑤
由于乙容器中液体重力大于甲容器中液体的重力
G G >乙甲⑥
由⑤⑥两式无法判断A 、B 两球重力(质量)关系,故也无法判断两球的密度关系,故CD 不符合题意。
故选A 。
6.如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A 、B 、C 三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强p A 、p B 、p C 的大小关系是 ( )
A .p A >p
B >p
C B .p A =p B =p C C .p A <p B <p C
D .p A =p C >p B
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,三容器内所装液体的深度:h A >h B >h C , ∵p=ρgh ,三容器内液体对容器底部的压强相等, ∴三液体的密度:ρA <ρB <ρC ; ∵抽出相同深度的液体,
∴抽取液体的压强:△p A <△p B <△p C , 又∵原来它们对容器底部的压强相等, ∴剩余液体对容器底部的压强:p A >p B >p C . 故选A .
7.完全相同的圆柱体甲、乙置于水平地面上,将圆柱体分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,如图所示。
现将A 、B 位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强变化量大小分别为A B p p ∆∆、,互换后甲、乙对地面的压强分别为p p 甲乙、,则
A .A
B p p p p ∆=∆>甲乙, B .A B p p p p ∆>∆=甲乙,
C .A B p p p p ∆=∆<甲乙,
D .A B p p p p ∆<∆=甲乙,
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
圆柱体甲、乙完全相同,将圆柱体AB 分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,将A 、B 位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强并无变化,所以
A B p p ∆=∆
由图可知A 与圆柱体接触的积小于B 与圆柱体接触的面积, 所以
G A <G B
互换后甲、乙对地面的压力分别为
F 甲=
G 甲+G B F 乙=G 乙+G A
因此F 甲大于F 乙;由压强公式F
p S
=
可知 p 甲>p 乙
故选A 。
8.相同的柱形容器内分别盛有不同液体。
将两个完全相同的物体浸入液体中,当物体静止后两液面刚好相平,如图所示,则下列判断中正确的是
A.容器对地面的压力F甲>F乙B.液体密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙D.物体排开液体的质量m甲<m乙
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.因为物体在甲液体中漂浮,所以
ρ甲>ρ物,
物体在乙液体中悬浮,所以
ρ乙=ρ物,
所以
ρ甲>ρ乙,
由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据
m=ρV可知甲液体的质量大于乙液体的质量,根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,又因为容器的重力相等、物体重力相等,且在水平面上压力大小等于重力大小,所以
F甲>F乙,
故A正确,B错误;
C.因为p=ρgh,h相同,ρ甲>ρ乙,所以对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误;
D.物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重力;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重力,所以物体受到的浮力相等,即
F甲=F乙;
根据阿基米德原理可知,
G甲排=G乙排,
根据G=mg可知物体排开液体的质量
m甲=m乙,
故D错误。
9.如图所示,底面积不同的甲、乙两个实心圆柱体,它们对水平地面的压力F甲>F乙.若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同高度,则截去部分的质量△m甲、△m乙的关系是
A .△m 甲一定小于△m 乙
B .△m 甲可能小于△m 乙
C .△m 甲一定大于△m 乙
D .△m 甲可能大于△m 乙
【答案】C 【解析】 【详解】
因为甲、乙两个实心圆柱体对地面压力F 甲>F 乙,由图可知S 甲>S 乙,由压强公式:
F
p S
=
可知,p p 甲乙>,对于自有放置在水平面的上柱体,还可以用p gh ρ=计算物体的压强,由图可知,h 甲<h 乙,所以得到:ρ甲>ρ乙.若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同高度,则甲截去部分对地的压强大于乙的,因为受力面积没有发生变化,则截去部分对地的压力大于乙对地的压力,水平面上放置的物体压力等于重力,所以△G 甲>△G 乙,即Δm 甲>Δm 乙. 故选C.
10.盛有不同液体的甲、乙两个柱形容器(S 甲>S 乙)放于水平地面上,如图所示,液体对容器底部的压强相等。
倒入(液体不溢出)或抽出部分液体后,液体对容器底部的压强变为p'甲、p'乙,以下判断中正确的是
A .若倒入相等质量的原液体,p'甲可能等于p'乙
B .若抽出相等质量的原液体,p'甲一定大于p'乙
C .若倒入相等体积的原液体,p'甲一定大于p'乙
D .若抽出相等体积的原液体,p'甲一定小于p'乙 【答案】B 【解析】 【分析】
液体原先对容器底部的压强相等,已知h 甲>h 乙,然后利用p gh ρ=可推出甲、乙液体的密度关系;根据规则容器中液体对容器底部压力等于液体的重力,由S 甲>S 乙,再根据F p S
=
可知相同质量的甲、乙两种液体压强的变化量大小关系,进而可知变化后压强的大小;由S 甲>S 乙可知,相同体积的甲、乙两种液体在容器中的高度大小,又由液体密度的大小关系,利用p gh ρ=可推出甲、乙两种液体压强的变化量大小关系,进而可知变化后压强的
大小。
【详解】
液体原先对容器底部的压强相等,已知h 甲>h 乙,根据p gh ρ=可知:ρρ<甲乙; A .若倒入相等质量的原液体,则两种液体对容器压力的增加量相同,S 甲>S 乙,由F p S
=
可知,甲、乙两种液体压强的增加量p p ∆<∆甲乙,则变化后的压强p'甲一定小于p'乙,则A 错误;
B .若抽出相等质量的原液体,则两种液体对容器压力的减少量相同,S 甲>S 乙,由F p S
=
可知,甲、乙两种液体压强的减少量p p ∆<∆甲乙,则变化后的压强p'甲一定大于p'乙,则B 正确;
C .若倒入相等体积的原液体,S 甲>S 乙,则甲液体的高度增加量∆甲h 小于乙液体的高度增加量∆乙h ,又ρρ<甲乙,根据p gh ρ=可知甲、乙两种液体压强的增加量p p ∆<∆甲乙,则变化后的压强p'甲一定小于p'乙,故C 错误;
D .若抽出相等体积的原液体,S 甲>S 乙,则甲液体的高度减少量∆甲h 小于乙液体的高度减少量∆乙h ,又ρρ<甲乙,根据p gh ρ=可知甲、乙两种液体压强的减少量p p ∆<∆甲乙,则变化后的压强p'甲一定大于p'乙,故D 错误。
【点睛】
本题综合考查液体压强公式、液体压力公式及密度、重力公式等,要求学生对各公式之间的关联物理量及影响情况分析到位,具有一定的难度和典型性。
11.如图所示的两个容积相同的圆筒形容器,分别装满不同的液体,已知距容器底部距离相等的A 、B 两点处液体压强p A =p B ,则两容器底部所受的液体压力F 甲、F 乙和压强p 甲、p
乙
的关系是( )
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 .F 甲<F 乙,p 甲<p 乙
【答案】A 【解析】 【分析】
本题考察液体压强和压力的比较。
突破点是要明确液体压强公式中h 的意义,从而得到液体密度大小关系。
另外在比较容器底部受到的液体压强时,要分成上下两部分来考虑,上部分压强相等,下部分h 相等,从而得出结论。
【详解】
液体压强公式p gh ρ=中,h 表示待测点到自由液面的距离,因此A B h h <,而A B =p p ,所以A B ρρ>。
由于两容器容积相等,根据公式m
V
ρ=
,两液体的质量A B m m >,两容器底所受的液体压力等于液体重力,所以A B F F >;A 点下面液体产生的压强大于B 点下面液体产生的压强,而两容器中上部分液体产生的压强相等,所以容器底部受到的压强
A B p p >。
故选A
12.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。
如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( )
A .液面下降
B .液面上升
C .容器底受到水的压强不变
D .桌面受到的压强变小
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
AB .当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由F gV ρ=浮水排可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A 符合题意,B 不符合题意;
C .烧杯中的水面降低,由p gh ρ=可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C 不符合题意;
D .将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,
根据F
p S
=
知桌面受到的压强不变,故D 不符合题意。
故选A 。
13.甲、乙两个正方体放置在水平地面上,如图(a )、(b )所示,它们对地面的压强分别为p 甲和p 乙.将它们沿竖直方向切下相同比例的部分后,再把甲切下部分放在甲剩余部分的下方,把乙切下部分放在乙剩余部分的上方,如图(c )、(d )所示,此时它们对地面的压强变为p 甲'、p 乙'.若p 甲'=p 乙',则下列判断中正确的是
A .p
甲一定小于p 乙' B .p 甲'一定大于p 乙 C .p 甲可能大于p 乙 D .p 甲'可能等于p 乙 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
根据题意如图叠放时,'G P S 甲
甲甲
=,'G P S =乙乙部分乙
原来的压强为:G P S =
甲甲甲
,G P S =乙
乙乙
如图d叠放时,S S 乙部分乙<,所以'P P 乙乙>, 因为''P P =甲乙,故得:'P P P =>甲甲乙. 故B 正确.
14.如图所示,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,若分别在两物体上沿竖直方向截去厚度相同的部分并分别叠放在对方剩余部分的上方,此时压强p 甲、p 乙比较,正确的是( )
A .可能是p 甲> p 乙
B .一定是p 甲> p 乙
C .可能是p 甲= p 乙
D .一定是p 甲< p 乙
【答案】B 【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
3G a 甲甲
=3G 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=332
51035
G G a +甲乙甲=3G a 甲甲+313G a ⨯乙甲=3G a 甲甲+13×38G a 甲甲=3113G a ⨯甲甲
p 乙=382
105
810
G G a +乙甲乙=3G a 乙乙+312G a ⨯甲乙=3G a 乙乙+12×3
1
8
G a 乙乙
=1716×3G a 乙
乙 故p 甲> p 乙。
故选B 。
15.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h 。
把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施使瓶子温度保持不变),观察到管内水柱的高度发生了变化,如表所示,根据实验现象下列判断错误的是( )
楼层
1 2 3 4 5 管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
A .往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B .水柱高度h 增大,说明大气压增大了
C .上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D .水柱高度h 越大,瓶内外的气体压强差越大 【答案】B 【解析】 【详解】
A .往瓶内吹气后,瓶内气压是变大的,逐渐大于瓶外大气压,A 正确,不合题意;
B .瓶内气压是不变的,而水柱高度h 增大,说明外界大气压是减小了,B 错误,符合题意;
C .上楼的过程中,给瓶子保温,以免温度影响瓶内气压,避免温度对测量结果的影响,C 正确,不合题意;
D .由题意可知
p gh p ρ=+水外内
可得到
-p p p gh ρ∆==外水内
所以水柱高度h 越大,瓶内外的气体压强差越大,D 正确,不合题意。
二、初中物理凸透镜成像的规律
16.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。
17.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
【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f5
C 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。
18.如图所示,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时站在摄像头(相当于一个凸透镜)前约1m的位置,面对镜头,经系统自动拍照、扫描等,确认信息后,即可进行后续工作。
则下列说法正确的是()
A.人脸通过摄像头成像是利用了光的反射
B.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间
D.摄像头的焦距可能是30cm
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.人脸通过摄像头成像是利用了光的折射,A错误;
B.“刷脸”时,面部经摄像头成倒立缩小的实像,B错误;
C.“刷脸”时,根据凸透镜的成像规律可知,成倒立缩小的实像,那么物距应该大于两倍焦距,C错误;
D.由于人站在距离镜头1m处,即物距等于1m,成倒立缩小的实像,根据凸透镜的成像规律可知,,解得,所以摄像头的焦距可能是30cm,D正确。
19.如图,小明在实验室探究凸透镜成像规律,先把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像。
于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,在如图的四个实验情境中,能够在光屏上得到清晰的像是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像,说明此时的成像原理与照相机相似,物距大于二倍焦距,像距在二倍焦距与一倍焦距之间,由图甲可得,此时像距为15cm,故可以得到
15cm2
<<
f f
化简可得
f
<<
7.5cm15cm
此外,由图甲可知,像距为15cm时,物距在窗外,说明此时像距接近一倍焦距,即焦距更靠近15cm,且光路可逆,若物距为15cm时,像的位置应该在窗外,像距超出光具座范围。
选项A图中物距为10cm,此时像距应该超出光具座范围或成虚像,故A不符合题意;B.此时物距约为38cm,稍大于二倍焦距,像距为25cm,稍小于二倍焦距,满足
<<
7.5cm15cm
f
和焦距更接近15cm 的条件,此时成倒立、缩小的实像,故B 符合题意;
C .若此时光屏上能看到清晰地像,则物距等于像距为20cm ,则焦距为10cm ,更接近7.5cm ,不符合题意;
D .若此时能在光屏上看到清晰地像,则像距为12cm ,此时蜡烛应该才窗外,超出光具座范围,故D 不符合题意。
故选B 。
20.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 .f f f >>甲乙丙 B .f f f >>丙甲乙 C .f f f <<甲乙丙 D .f f f <<乙丙甲
【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2f u f 甲甲>>,所以2
u
u f 甲>>;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明2u f 乙>,所以2
u
f 乙<
;丙透镜成放大、正立的虚像,说明f u 丙>;所以,f f f 甲乙丙>>。
故选B 。
21.如图所示,AC 为入射光线,CB 为折射光线,且AO <OB ,已知AO =10m ,该凸透镜的焦距可能是( )
A .f =10cm
B .f = 5cm
C .f =8cm
D .f = 12cm
【答案】C 【解析】 【详解】
由于AC 为入射光线,CB 为折射光线,且AO <OB ,结合凸透镜成像规律可知
f <l AO <2f ,l BO >2f
已知AO =10m ,则
f <10m<2f
解得
5m<f <10cm
故选C 。
22.物体放在凸透镜前30厘米处;在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。
则( )
A .焦距可能为18厘米
B .此时凸透镜成倒立放大的实像
C .当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了
D .当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米 【答案】D 【解析】 【详解】
根据凸透镜的成像规律,当2u f >,2f v f <<,成倒立、缩小的实像,即u v >;由题意可以知道物距30cm u =,像距20cm v =,这种情况是成倒立、缩小的实像,即
30cm 2f >
20cm 2f f <<
化简可得
10cm 15cm f <<
所以凸透镜的焦距不可能是18cm ;当物体远离凸透镜10 cm ,物距变大,依然大于两倍焦距,像距变小,所成的实像会变小;当物体靠近凸透镜10 cm ,物距20cm u =,那么
2f u f <<
为了在光屏上得到清晰的实像,根据光路的可逆性,此时像距30cm v =,光屏应远离透镜10 cm ;故选D 。
23.如图是用来研 究凸透镜成像规律的实验装置示意图,当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到与物体等大的像. 若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm 处,则( )
A .
A .移动光屏,可以在屏上得到倒立放大的像
B .移动光屏,可以在屏上得到倒立缩小的像
C .移动光屏,可以在屏上得到正立放大的像
D .不论光屏移到什么位置, 都不能在屏上得到清晰的像 【答案】D 【解析】。