中考物理培优 易错 难题(含解析)之光学问题求解方法含答案

一、初中物理光学问题求解方法
1．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．
2．如图甲所示，在探究“平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？”实验中，桌上已给出的实验器材有：带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个；完全相同的蜡烛两个（A、B）；白纸一张。

A蜡烛是“物”。

实验中，确定A蜡烛的像的位置后，在白纸上沿蜡烛A和蜡烛B的边缘画圆，并测出相应的物距u和像距v。

第一次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，蜡烛B的位置如图乙所示。

下列说法正确的是
A．实验中应只点燃A蜡烛
B．应在“M”侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像
C．多次改变A蜡烛的位置，获得多组数据是为了减小误差
D．第一次实验测量的像距v1＝3.50cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】
AB．做实验时，只点燃蜡烛A，蜡烛A在玻璃板中成像，观察蜡烛的像时，眼睛要在蜡烛A的一侧，眼睛既能看到蜡烛A，又能看到代替蜡烛A像的蜡烛B，当B好像被点燃时，说明B与A的像完全重合，说明A与A的像大小相同；故A、B正确；
C．实验中，多次改变A蜡烛的位置，主要是为了获得多组数据归纳出物理规律，使实验结论具有普遍性，故C错误；
D．实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则根据对称性可知，像距应是B的左端到直线的距离，由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是
0.1cm，即此刻度尺的分度值为1mm，所以此时对应的像距v=3.50cm，故D正确。

3．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4f
C．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。

4．如图所示，小海用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼、远视眼的视物差别。

实验中假定图甲中的透镜为正常眼晶状体的形状，并测得其焦距为10cm，再将甲分别挤压成图乙、丙的形状。

如图所示，能够模拟远视眼的成因及矫正方法的是
A．B．
C．D．
【答案】BD
【解析】
【详解】
因凸透镜的凸度越大，焦距越小，所以实验中测得甲图焦距为10cm，再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状，由图可以看出，乙图的凸度比丙图大，则焦距小于10cm的是图乙，大于10cm的是图丙；因为丙的焦距比乙的焦距大，所以会聚能力减弱，因此B模拟的是远视眼，A模拟的是近视眼；远视眼应佩戴凸透镜进行矫正；综上所述，故选BD。

5．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。

6．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 。

7．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。

8．光在玻璃纤维中的传输情况是光线每次由内层玻璃芯射向外包层的分界面时,均要发生反射,从而使光在不断的反射中沿内层玻璃芯向远处传播．当增大入射光线AB的入射角时,下列说法错误的是
A．CD光线的入射角将增大B．D点将要向右侧移动
C．信息将传输得更快些D．光线BC和CD的夹角将减小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当增大入射光线AB的入射角时，入射角增大，反射角等于入射角也随之增大，所以C点右移，也使BC光线在上表面的入射角增大，同样会使反射光线CD的反射角增大，则光线BC和CD的夹角将增大，D点右移，使CD光线在下表面的入射角也增大，并加快信息的传输速度．故选D．
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13cm
B．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
<<，225cm
f f
15cm2
f<
可解得
7.5cm12.5cm
<<
f
A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。

故选A BC。

10．如图，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则AB在（）
A．图中Ⅰ区域，箭头水平向左
B．图中Ⅱ区域，箭头水平向左
C．图中Ⅰ区域，箭头方向向左斜下方
D．图中Ⅰ区域，箭头方向向左斜上方
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据图中告诉的像距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系，以及物距与焦距的关系．由题意知，像在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点，此时物体应在二倍焦距以外，且成的像是倒立缩小的实像，因此物体应比A′B′大，箭头方向向上；像在主光轴下方，根据凸透镜的三条特殊光线，利用折射时光路是可逆的，作出物体AB，由图可知；则物体应在主光轴上方，所以物体在图中Ⅰ区域，箭头方向向左斜上方．
故选D．
11．如图所示，MN为透镜L的主光轴，AB为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定（）
A．若L是凸透镜，B点一定是L的焦点
B．若B点是L的焦点，则L一定不是凸透镜
C．若B点是L的焦点，AB的入射线一定平行于主光轴
D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则L一定不是凹透镜
【答案】D
【解析】
【分析】
凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，据此分析判断。

【详解】
A．若L是凸透镜，入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平行主光轴，则折射光线不会通过焦点，B当然也不是焦点，故A错误；
BC．若B点是L的焦点（可以是实焦点，也可以是虚焦点），L可能为凸透镜，也可能为凹透镜。

当L为凸透镜时，AB的入射线一定平行于主光轴；当L为凹透镜时，AB的入射线一定不平行于主光轴，故BC错误；
D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，L若是凹透镜，将变得发散，不会折射到B，所以一定不是凹透镜，而是凸透镜，故D正确。

故选D。

12．如图所示，物体AB高1.6m，平面镜CD高1m，物体到平面镜的距离为2m。

下列关于物、像、镜的说法中，正确的是( )
A．物体通过该平面镜不能成完整的像
B．像高与平面镜的高相同，为1m
C．物体与像的距离为2m
D．像高与物体的高相同，为1.6m
【答案】D
【解析】
A．无论平面镜的大小如何，是可以成完整的像，只是人眼看不到完整的像，A错误；BD．根据平面镜的成像规律可知，像与物大小相等，所以像高与物高相等，是1.6m，B错误、D正确；
C．根据平面镜的成像规律可知，像距与物距相等，物体到平面镜的距离为2m，那么像到平面镜的距离也为2m，那么物体与像的距离为4m，C错误；
13．将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置,所图所示．四条光线沿图示位置入射,能得到右边出射光线的只可能是
A．光线a B．光线b C．光线c D．光线d
【答案】C
【解析】
【详解】
光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从左侧玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从左侧玻璃中出来的折射光线会向上偏折；
光从空气中斜射入右侧玻璃中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于左侧玻璃中的入射角），故折射光线与原入射光线平行射出，即最后射出的光线如上图所示；d光线由于未垂直界面入射，因此无法垂直射出，故选C．
14．用凸透镜成像时，定义像与物的大小之比为“放大率”，则在物体成像的情况下（）A．物距一定时，焦距越小放大率越大
B．物距一定时，焦距越大放大率越大
C．焦距一定时，物体离透镜越近放大率越大
D．焦距一定时，物体离同侧焦点走近放大率越大
【答案】D
【解析】
【详解】
AB ．当物体在凸透镜上成实像时，即物体放在1倍焦距以外时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越大则放大率越大；当物体在凸透镜成虚像时，即物体放在1倍焦距以内时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越小则放大率越大；故A 、B 均不对； C ．当凸透镜的焦距一定时，物体成虚像时，通过做图可以知道，物体离透镜越近，放大率越小，故C 是不对的；
D ．当成实像时才是物体离透镜越近，放大率越大，故也可以说是物体离同侧的焦点越近时，放大率越大，这个规律不但对于成实像时适用，成虚像时也同样适用，故D 是正确的。

故选D 。

15．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<f<10厘米
B ．8厘米<f<13厘米
C ．13厘米<f<16厘米
D ．16厘米<f<26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12v f >，代入数据得：26cm 2f >
解得： 13cm f <
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8cm 13cm f <<，代入数据得：
16cm 2f f <<
解得：
8cm 16cm f <<
所以
8cm 13cm f <<
故选B 。

16．如图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置，下列说法正确的是（ ）
A．图甲可知凸透镜的焦距是40.0cm
B．图乙四个位置中，移动光屏，有4个位置上的蜡烛可以在光屏上成像
C．将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子
D．将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时的成像特点与投影仪的成像原理相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是30.0cm刻度，而光屏所在的位置是40.0cm刻度，而平行光线经凸透镜折射后，会聚于焦点，可知凸透镜的焦距是
40.0cm-30.0cm10.0cm
f==
凸透镜的焦距是10.0cm，A错误；
B．一倍焦距以外是实像，以内是虚像，因为甲乙丙在焦点外，所以成实像，可以成在光屏上，B错误；
C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上有一个泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像，因此像与原来的相同，大小不变，但是由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像是完好的，只是亮度变暗，不会出现泥点的影子，C正确；
D．将蜡烛放在乙位置，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，像距会大于一倍焦距，小于两倍焦距，从图乙可以看到，光屏应向左移动才能找到清晰的像，这是成倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机的成像原理相同，D错误。

故选C。

17．一束光垂直照射在水面上，发生反射和折射，下列说法中正确的是（）
A．从入射光线到反射光线，光的传播方向不变
B．入射角、反射角、折射角都是0°
C．入射角、反射角、折射角都是90°
D．顺时针旋入射光使得入射角为30°，则反射角、折射角也变至30°
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC．入射光垂直入射界面时，入射光线与法线夹角即入射角为0°，那么反射光线与法线夹角即反射角也为0°，所以反射光线与入射光线重合，方向相反，折射光的传播方向和入射光一致，均垂直于界面，入射角和折射角都是0°。

故AC错误，B正确；
D．入射角为30°时，根据光的反射定律，反射角等于入射角为30°，光从空气入射到水中时，光线发生偏折，折射光靠近法线偏折，即折射角小于入射角，所以折射角小于30°，故D错误。

18．小明用放大镜看自己的指纹，如图所示。

随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体，并且离窗外的物体越来越远，如图所示。

以下说法正确的是（）
A．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的实像
B．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是倒立、放大的虚像
C．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像越来越小D．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像虚像
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的虚像，不是实像，也不是倒立的，A、B错误；
CD．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，根据凸透镜的动态成像规律可知，物体到凸透镜的距离越大时，像到凸透镜的距离越小，所成的像是越来越小的，并且是实像；C正确、D错误。

故选C。

19．用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，使用起来不太便捷。

有一种“傻瓜”相机，只要将景物全部纳入取景区内，不论景物的远近，都能得到比较清晰的像，从而使拍照的过程变得十分快捷。

这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（）
A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变。

拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节。

故选B。

20．如图所示的四种现象中，有关叙述正确的是（）
A．让凸透镜正对太阳，后面放一张白纸，在白纸上形成了较大的光斑，
此时光斑离透镜12. 0厘米，若将透镜远离白纸则光斑变小，则焦距可能小于12. 0厘米也可能大于12. 0厘米
B．手影是光的直线传播形成虚像，它不是能量的聚集
C．水中铅笔看起来变弯折是由于光的折射形成的
D．我们看到塔在水中形成倒影是由于光在同种均匀介质中沿直线传
播而成的等大虚像
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．让凸透镜正对太阳，后面放一张白纸，在白纸上形成了较大的光斑，此时光斑离透镜
12. 0厘米，若将透镜远离白纸则光斑变小，根据凸透镜三条特殊光线，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，太阳光是相当于平行光的，所以白纸越靠近凸透镜，光斑越大，则焦距是大于12.0cm的，A错误；
B．手影是光的直线传播所形成的暗区，不是物体的像，B错误；
C．水中铅笔看起来变弯折是由于光从水中斜射向空气时，发生折射形成的，C正确；D．我们看到塔在水中形成倒影是由于光在水面发生反射形成的，不是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像，D错误。

故选C。