2020-2021中考物理压轴题专题复习—光学问题求解方法的综合含详细答案

一、初中物理光学问题求解方法
1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成 一个清晰的像，则下列说法正确的是（ ）
A ．利用了这一原理制成了照相机
B ．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大
C ．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
D ．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在 45 cm 刻度线处，适当移动光屏也能得到一个清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．从图中可以看到，蜡烛物距20cm u =，像距30cm v =，可知u v <，而照相机的是u v >，A 错误；
B ．根据凸透镜成像的规律可知，若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，像是逐渐变小的，B 错误；
C ．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，根据光路的可逆性，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像，C 正确；
D ．由题意可知10cm f >，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在45 cm 刻度线处，此时5cm u =，u f <，会成正立放大的虚像，适当移动光屏是不能得到清晰的像，D 错误．
2．如图所示，纸筒底部中心开一小孔a ，又在a 上下等距的位置再开两个小孔b 、c ，蜡烛放在纸筒前，此时光屏上观察到三个像．在b 、c 两孔处放置两相同的三棱镜，同时移动光屏，到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b 、c 两小孔处三棱镜放置的方式可能是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】
【详解】
三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状（中间厚，边缘薄），故BCD项不符合题意，A项符合题意。

3．如图所示，光屏上能看到烛焰清晰的像，下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是（）
A．保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调
B．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将凸透镜向左移动适当距离
C．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏都向右移动适当距离
D．换一个焦距更小的凸透镜，调整光屏至适当的位置
【答案】D
【解析】
【详解】
A．从图中可以看到，烛焰的物距u大于像距v，由于在光屏上能看到烛焰清晰的像，根据凸透镜的成像规律可知，这个像应该是倒立、缩小的实像；当保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调后，根据光路的可逆性可知，在光屏上也能看到烛焰清晰的像，此时物距u小于像距v，根据凸透镜的成像规律可知，这个像应该是倒立、放大的实像，这个操作可以使光屏上清晰的像变大，A项不合题意；
B．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将凸透镜向左移动适当距离，那么物距u会变小，像距v会变大，根据凸透镜的成像规律可知，当物距变小时，像距变大时，像会变大，所以能使光屏上清晰的像变大，B项不合题意；
C．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏都向右移动适当距离，根据凸透镜的成像规律可知，当物距变小时，像距变大时，像会变大，能使光屏上清晰的像变大，C项不合题意；
D．换一个焦距更小的凸透镜，那么物距不变，根据凸透镜的成像规律可知，像距会变小，调整光屏至适当的位置，所成的清晰像会更小，不能使光屏上清晰的像变大，选项D 符合题意。

4．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2f v f <<，因为26cm v =，所以26cm 2f f <<，可解得
13cm 26cm f <<
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13cm 26cm f <<，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。

5．某物理兴趣小组在研究凸透镜成像实验时，如图所示，当蜡烛距透镜10cm 时，在另一侧距凸透镜6cm 处的光屏上得到一个清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A ．像一定是倒立缩小的实像
B ．该凸透镜的焦距可能为6cm
C ．当蜡烛向凸透镜靠近时，像一定会变小
D ．当蜡烛到透镜的距离是4cm 时，无论怎样移动光屏都不可能得到烛焰的像
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题意可知，物体经凸透镜后成的是实像。

物距为10cm，像距为6cm，物距大于像距，此时物体在二倍焦距以外，成的是倒立、缩小的实像，故A正确；
B．根据凸透镜成像的规律可知
10cm＞2f
f＜5cm①
此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间，即
f＜6cm＜2f
3cm＜f＜6cm②
综合①②得
3cm＜f＜5cm
故B错误；
C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，当蜡烛向凸透镜靠近时，像一定会变大，故C错误；
D．当蜡烛到透镜的距离是4cm时，如果
3cm＜f＜4cm
物体在一倍焦距和二倍焦距之间，可以在光屏上成倒立、放大的实像，故D错误。

故选A。

6．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。

7．如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。

则图中的折射角和甲介质的种类分别是
A．50°,空气B．50°,玻璃
C．60°,空气D．60°,玻璃
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知，过入射点作出法线，水平直线MN为界面，竖直虚线为EF法线；
因为入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角；且入射光线与折射光线，入射光线与反射光线均据法线两侧，因此CO 为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线，则折射角
∠AOE=90°-30°=60°
入射角
∠COF=90°-40°=50°
入射角小于折射角，因此可得甲介质是玻璃，故选D。

8．3D电影具有三维立体视觉效果，拍摄时，将两个摄像头按照人两眼间的距离放置，同时拍摄，制成胶片；放映时，两个放映机在银幕上呈现两个略有差异的画面，观看者带上特殊眼镜后，就能看到立体效果．关于3D电影，下列说法不正确的是
A．光在银幕上发生的是漫反射
B．画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像
C．拍摄时，两摄像头中心间的距离约为7cm
D．放映时，胶片到放映机镜头的距离大于2倍的镜头焦距
【答案】D
【解析】
【分析】
凸透镜成像规律是：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用是照相机；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪；u＜f，成正立、放大的虚像，应用是放大镜．
为了使电影院里的每一位观众都能看到银幕上的画面，幕布表面比较粗糙，当光线射到的幕布上，反射光线会射向四面八方，这种反射称为漫反射．
人的两眼之间大约有6厘米的距离，所以在观看除了正前方的物体外，两只眼睛必然有角
度的不同，这个差别在大脑中就能自动形成上下、左右、前后、远近的区别，从而产生立体视觉．
【详解】
A．观众能从各个不同的角度看到银幕上的画面，这是由于光在银幕上发生了漫反射，故A 正确，不符合题意；
B．人眼的晶状体相当于凸透镜，人眼相当于一架微型照相机，画面在人眼视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像，故B正确，不符合题意；
C．人的两眼之间大约有6厘米的距离，拍摄时，为了产生立体视觉．两镜头中心间的距离约为7cm，故C正确，不符合题意；
D．放映时，胶片到放映机镜头的距离在一倍焦距和2倍焦距之间，银幕上呈现的是倒立、放大的实像，故D错误，符合题意．
【点睛】
解决本题的关键是掌握凸透镜成像的三种情况及其应用，另外本题还考查了能从各个角度看到物体就是发生了漫反射的缘故，此题涉及到的3D电影的相关知识，有一定的难度．
9．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。

10．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2u 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 。

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．小明的爸爸身高1.80m ，小明现在身高1.68m ，而妈妈身高1.72m 。

如果他们全家人的
眼睛到头顶的距离均为10cm，为了让全家人都能在镜子中看到自己的全身像，镜子的下边缘需离地高度不能高于（）
A．0.9m B．0.84m C．0.96m D．0.79m
【答案】D
【解析】
【详解】
人眼与像中眼睛连线，人眼与像中脚连线。

图中A点为平面镜最低点，最低点高度为人眼离地面的高度的一半，三人中小明身高最小，要求平面镜高度最低，应按小明来计算，小明眼睛高度为158cm，所以镜子下边缘离地面最多不能高于
158cm
=79cm=0.79m。

2
故选D。

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．
15．某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，用了探究凸透镜成像规律的装置做实验，他将远视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，调节光屏和凸透镜之间的距离，在光屏上看到烛焰清晰的像。

取下远视眼镜片，光屏上原来清晰的像变模糊了；要想使光屏上的像再次变得清晰，下列调节方法可行的是（）
①保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏靠近凸透镜
②保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏远离凸透镜
③保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛远离凸透镜
④保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛靠近凸透镜
A．②③B．①④C．②④D．①③
【答案】A
【解析】
【详解】
①远视眼镜片是凸透镜，对光线有会聚作用，取下远视眼镜片后，根据凸透镜的动态成像规律，所成的像会往光屏后面退，保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏靠近凸透镜，这样在光屏上所成的像会更加模糊，①不合题意；
②由上述可知，保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏远离凸透镜，那么会使光屏上的像再次变得清晰，②符合题意；
③由上述可知，保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛远离凸透镜，那么所成的像会靠近凸透镜，能使光屏上的像再次变得清晰，③符合题意；
④由上述可知，保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛靠近凸透镜，那么所成的像会远离凸透镜，这样在光屏上所成的像会更加模糊，④不合题意。

故选A。

16．某小组在探究凸透镜成像规律时，将蜡烛放在某位置时在光屏上得到一个与物等大的像。

然后将蜡烛向凸透镜移近了20cm，无论在哪都找不到物体的像了，透镜焦距是
（）
A．40cm B．30cm C．20cm D．10cm
【答案】C
【解析】
【分析】
理解凸透镜成像实验时，光屏上换不到像一船来说有这两个原因，一是物距小于等于焦距，此时不成像，或成虚像；二是蜡烛、凸透镜、光屏不在同一高度。

本题明显属于第一个原因，再根据成实像时物距与焦距的关系分析解答。

【详解】
将蜡烛放在某位置上，得到一个与物体等大的像，根据凸透镜成像规律知，此时蜡烛在2倍焦距上，若将蜡烛向透镜移近了20厘米，无论在哪，光屏都不能承接到像了，即说明此时蜡烛处于1倍焦距上或处于1倍焦距以内，据此分析：
A．若焦距是40cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，蜡烛处于透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，在光屏上可以成像，故A不符合题意。

B．若焦距是30cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，蜡烛处于透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，在光屏上可以成像，故B不符合题意。

C．若焦距是20cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，恰好处于透镜的1倍焦距上，即处于焦点上，不能成像，故C符合题意。

D．若焦距是10cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，恰好移动到透镜的光心处，故不可能，故D不符合题意。

故选C。

17．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。

18．如图所示，一面镜子竖直挂在墙上，某人站在镜前2 m处，从镜子里只能看到自己的上半身，他要看到自己的全身，则（）
A．应后退到距镜2 m远处
B．应前进到距镜1 m远处
C．应后退到距镜4 m远处
D．无论前进后退都不能实现
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据平面镜成像的特点：等大、等距、正立、虚像。

由上图知，
在A AC '∆和AOO ∆'中
AA C OA O ACA OO A CAA O OA '''''''∠=∠⎧⎪∠=∠'⎨⎪∠=∠⎩
故
A AC
AOO ''∆∆
故 12
AO OO AA AC '==' 即平面镜的高为人身高的14
因要看见自己在平面镜所成的全身像，平面的高度应为人身高的一半，故不管是前进还是后退，从镜子里也只能看见自己的上半身，不能看见自己的全身像。

故选D 。

19．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 ．
20．毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进
入取景框，接下来的操作是（）
A．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头靠近胶片
B．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头靠近胶片
C．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头远离胶片
D．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头远离胶片
【答案】B
【解析】
【详解】
毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，即是要把像变小，根据凸透镜的动态成像规律，像要更加小，那么物距应该变大，应使照相机远离学生，同时为了成清晰的像，像距要变小，即调节镜头使镜头靠近胶片，故选B。