【物理】物理光学问题求解方法的专项培优练习题(含答案)含详细答案

一、初中物理光学问题求解方法
1．城市的很多街口都安装了 360°高清晰摄像头，由公安局实施 24 小时监控，来保护人民的安全，摄像机的像距几乎不变，但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体，焦距可以调节，如图所示，某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像，此时镜头的焦点在 F 处，在监控此人的过程中（该人在成像板上的像保持清晰），下列说法正确的是（）
A．不管该人走近还是走远，所成的像都是正立缩小的实像
B．如果该人远离镜头，镜头的焦点可能变在 a 点
C．如果该人靠近镜头，镜头的焦点可能变在 c 点
D．如果该人靠近镜头，镜头的焦点可能变在 b 点
【答案】D
【解析】
【详解】
A．该人走近还是走远时，所成的像是倒立的实像，不是正立的，A错误；
B．如果该人远离镜头，那么物距变大，像距变小，像更靠近焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变大，焦点不可能在a点，B错误；
C D．如果该人靠近镜头，那么物距变小，像距变大，像更远离焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变小，焦点不可能在c点，可能变在b点，C错误、D正确．
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．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．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。

以下判断正确的是（ ）
A ．光屏上成倒立缩小的实像
B ．此时透镜的焦距10cm 20cm f <<
C ．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm 刻度线处光屏仍能得到清晰的像
D ．向水透镜注水后，要使光屏上重新得到清晰的像，需要像光屏向右移动
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．由图可知，当物距小于像距时，光屏上成倒立、放大的实像，故A 正确；
B ．由图可知20cm u =，40cm v =，则
202f cm f <<
10cm 20cm f <<……①
40cm 2f >
20cm f <……②
由①②可得透镜焦距
10cm 20cm f <<
故B 正确
C ．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm 刻度线处，物距40cm u '=，像距为
60cm 40cm 20cm v '=-=
即此时的物距等于原来的像距，在光的折射中光路是可逆的，所以光屏上仍能得到清晰的像，故C 正确；
D ．向水透镜注水后，透镜会聚能力变强，焦距变小，使光线提前会聚成像，所以要使光屏上重新得到清晰的像，应减小像距，需要将光屏向左移动，故D 错误。

故选BC 。

5．如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼
睛观察的物体．拿一副远视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊．拿走远视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，有以下几种操作：①只将蜡烛远离凸透镜；②只将光屏靠近凸透镜；③只将光屏远离凸透镜；④将光屏和蜡烛同时适当远离凸透镜．其中可行的操作是
A．只有②B．只有③C．只有①③D．只有①③④
【答案】D
【解析】
远视眼镜是凸透镜，首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用，拿一个远视镜给“眼睛”戴上，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，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，因此①③④都可以．
故选D．
【点睛】远视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太弱或眼球的前后方向太短造成的，因此要让光线在进入眼睛以前提前会聚一下，所以要带凸透镜来矫正．
6．如图所示，在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中，小科将印有绿色环保标志“”的纸固定在墙上，再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方，然后改变破璃杯与标志之间的距离。

小科站立时透过玻璃杯和水观察。

下列图象中，不可能看到的是（）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为装有水的圆柱形玻璃杯，中间厚边缘薄，相当于柱形凸透镜，所以成像时左右颠倒，上下不变。

当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大，上下不变，故A可能出现，不符合题意；
B．当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒变大，上下不变，
故B可能出现，不符合题意；
C．柱形凸透镜成像时左右颠倒，上下不变，不可能出现左右和上下都颠倒的像，故C不可能出现，C符合题意；
D．当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，左右颠倒变小，上下不变，故D可能出现，不符合题意。

故选C。

7．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
【解析】
【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。

8．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。

9．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。

10．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 -30.0cm 10.0cm 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 。

11．如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路，且<AO OB ，若10cm AO =，该凸透镜的焦距可能是（ ）
A ．10cm f =
B ．50cm f =
C ．8cm f =
D ．12cm f =
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 根据题意AO ＜OB 可知，A 点成像在B 点，像距大于物距，满足f ＜u ＜2f ，成倒立、放大的实像。

因为AO =10cm ，则
f ＜10cm ＜2f
即
5cm＜f＜10cm
故选C。

12．小明探究“凸透镜成像规律”，当蜡烛到透镜的距离是30cm时，调节透镜另一侧的光屏，屏上得到清晰放大的像。

下列判断中正确的是（）
A．此时的像是正立放大的虚像
B．该透镜的焦距是15cm
C．当蜡烛到透镜的距离是60cm时，调节光屏，屏上可得缩小的像
D．当蜡烛到透镜的距离是15cm时，调节光屏，屏上可得放大的像
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．像能用光屏承接，说明像是实像，虚像不能用光屏承接，凸透镜成放大的实像时，v>2f，f<u<2f，即f<30cm<2f。

故AB错误；
C．当u=60cm时，由f<30cm可知2f<60cm，即u>2f。

当物距大于2f 时，f<v<2f，光屏上得到倒立缩小的实像。

故C正确；
D．当u=15cm时，由30cm<2f可知15cm<f，即u<f，当物距小于f时，成正立放大的虚像，光屏上将承接不到像。

故D错误。

13．一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。

14．如图所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上的一点光源S，点光源S
发出一细光束垂直射向平面镜．平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动，在转动30º时，点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为θ1，照射到筒壁上的反射光转过的角度为θ2，则（）
A．θ1＝30º，θ2＝30º
B．θ1＝30º，θ2＝60º
C．θ1＝60º，θ2＝30º
D．θ1＝60º，θ2＝60º
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
如右图所示，平面镜旋转30°，相当于入射角增大30°，因为原先入射角为0°，（如左图）则入射角和反射角的夹角为60°，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2即为60°（如右图）由左右两图的“虚像”的位置可知：点光源在镜中所成的像转过的角度θ1为60°．
15．如图所示，一束光照射到一个空的烧杯的底部，形成的光圈用虚线表示，若往烧杯中注满水，烧杯底部的光圈会变为
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】
【详解】
当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，如图是最左边和最右边折射光的光路，外部两条光表示没有折射时的光，里面两条光表示折射后的光，从图中可以看出，折射光在原来光的内侧，由此可以知周围光都是如此，因此注水后烧杯底部的光圈会缩小，故选B。

16．如图所示，一束光在平面镜上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处，若要让反射光照在光屏的B处，则下列方法中（）
①只将光屏竖直向下移动一段距离
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（＜90°）
③只将平面镜竖直向上移动一段距离
④只将平面镜水平向右移动一段距离
A．只有①可行B．只有②可行C．①和②都可行D．③和④都可行【答案】B
【解析】
【详解】
①只将光屏竖直向下移动一段距离，则入射光线不变，则反射光线也不会改变，但光斑会向左移动，故①不符合题意；
②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（＜90°），入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，反射光线可能经过B点，故②符合题意；
③只将平面镜竖直向上移动一段距离，则入射光线不变，则反射光线也不会改变，但光斑会向左移动，故③不符合题意；
④只将平面镜水平向右移动一段距离，则入射角不变，并且入射点相对应A点的位置不变，因此反射光线的位置不变，故④不符合题意；
故选B．
17．如图，平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上，铅笔与平面镜之间的距离为25cm，则
A．若将平面镜向上移动2cm，铅笔的像也向上移动2cm
B．若将铅笔和平面镜均绕底部转45°至虚线位置时，铅笔与它的像平行
C．若将铅笔水平向右移动10cm，铅笔像的与铅笔之间的距离增大20cm
D．若改用一块较小的平面镜，铅笔的像将变小
【答案】B
【解析】
【详解】
A．平面镜成像中，像与物体关于镜面对称，铅笔不动，向上移动平面镜，铅笔的像的位置不变，故不符合题意；
B．平面镜成像中，像与物体关于镜面对称，铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔的像也转动相同的角度，故铅笔与它的像平行，故符合题意；
C．由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等，将铅笔水平向右移动10cm，铅笔像的与铅笔之间的距离减小20cm，故不符合题意；
D．由平面镜成像规律可知，物与像大小相等，改用一块较小的平面镜，铅笔的像将不变，故不符合题意．
18．有一光电控制液面高度的仪器，是通过光束在液面上的反射光线打到光电屏上来显示液面高度的，光路图如图所示．当光屏上的光点由S1移到S2时，表示液面（）
A．下降B．上升
C．不变D．先下降后上升
【答案】A
【解析】
【详解】
光屏上的光点由S1移到S2时，由于入射光线的方向固定不变，那么它的反射光线方向也不变，过S2作平行线平行于过S1的反射光线，这条平行线与入射光线交于O点，O点在CD 线上，液面CD相对于液面AB是下降，如图所示，故选A．
19．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。

20．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．。