2020-2021【物理】物理二模试题分类汇编——光学问题求解方法综合附答案解析

一、初中物理光学问题求解方法
1．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。

2．如图所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒璧上一点光源S，点光源发出一束垂直射向平面镜，平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O匀速转动，当转动角度为30°时，入射角增大的角度和照射到筒璧上的反射光斑转过的角度分别为（）
A．30° 30°B．30° 60°C．60° 30°D．60° 60°
【答案】B
【解析】
【详解】
如下图所示，一开始入射角是0°，当平面镜转动角度为30°时，法线也跟着转动30°，这时入射光线和法线的夹角为30°，即入射角增大的角度为30°；垂直射入平面镜的光线，其反
射光线也垂直反方向射出，当平面镜转动角度为30°时，入射光线与法线的夹角是30°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也是30°，此时反射光线与入射光线的夹角为60°，那么照射到筒璧上的反射光斑转过的角度为60°，如下图所示．
3．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．
4．如图所示的两个平面镜相交成55°角，一束光线AO射到其中一个平面镜上，要使经另一镜面一次反射后，最后的光线从OA路径传播出去，角α应为
A．35°B．55°C．45°D．90°
【答案】A
【解析】
【详解】
根据题意可知，反射光线与镜面PN垂直，由图知，两块平面镜相交成55°角，则
∠POB=90°-55°=35°，
因为反射现象中反射角等于入射角，法线垂直镜面，且平分入射光线与反射光线的夹角，则反射光线与镜面的夹角也等于入射光线与镜面的夹角，所以AO与平面镜MP的夹角
α=∠POB=35°，故选A．
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。

7．3D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．
8．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】
【详解】
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；
9．有的国家救护车上的“救护车”是反着写的，是为了让汽年司机从观后镜中快速识别以便及时让路，如观后镜是平面镜，这是利用平面镜成像特点中的（）
A．平面镜成的是虚像
B．像与物大小相等
C．像与物到平面镜的距离相等
D．像与物对于平面镜是对称的
【答案】D
【解析】
【详解】
救护车上的“救护车”是反着写的，由于像与物对于平面镜是对称的，那么汽年司机在平面镜上看到的像是“救护车”，故选D 。

10．如图，两个平面镜相互垂直竖直放置，点光源在平面镜内成三个像，现让点光源S 在水平面内沿圆周顺时针运动，则可以观察到镜子内的三个像
A ．全都做顺时针运动
B ．全都做逆时针运动
C ．一个顺时针运动，另外两个逆时针运动
D ．一个逆时针运动，另外两个顺时针运动
【答案】C
【解析】
【详解】
S 在竖直的平面镜中成的像为S ′，在水平的平面镜中所成的像为S 0；S ′在水平的平面镜中成的像为S ″，而S 0 在竖直的平面镜中所成的像点也是S ″，即再次成像的像点是重合的，所以一共有3个像，如图所示：
现让点光源S 在水平面内沿圆周顺时针运动，则镜子内的三个像中，S 0、S ′均做逆时针运动．S ″是重合的像，相反了两次，应该做顺时针时针转动，故选C ．
【点睛】
解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点，像与物体是左右相反的．解答此题要求学生应具备一定的空间想像能力．
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．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 。

13．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．
14．如图所示，光屏上得到一个清晰的像，此时蜡烛到凸透镜的距离为24cm，则下列说法正确的是（）
A．此时的应用是投影仪，且凸透镜的焦距小于12cm
B．只将凸透镜向左移动，就可以在光屏上得到倒立缩小的像
C ．在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，凸透镜和光屏不动，蜡烛向右移动光屏上会成清晰的像
D ．将蜡烛移到距离凸透镜18cm ，向右调节光屏到适当位置，在光屏上可能得到放大的像
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．物距大于1倍焦距小于2倍焦距成倒立放大的实像，应用是投影仪；则2f u f ＜＜；
又因为24cm u ，所以24cm 12cm f ＞＞
，故A 错误； B ．只将凸透镜向左移，减小物距，此时应该增大像距，且物像之间的距离增大，故光屏向右移动才可以在光屏上得到清晰放大的像，故B 错误；
C ．近视眼镜的镜片是凹透镜，对光线由发散作用；若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜时，光线会延迟会聚，所以像会落在光屏的右侧；如果此时蜡烛向右移动，物距减小，像距增大，像会更加远离光屏，光屏应该向右移动才能得到清晰的像，故C 项错误；
D ．将蜡烛右移至距离凸透镜18 cm ，由24cm 12cm f ＞＞
可知，此时物距仍大于焦距，故向右调节光屏至适当位置，在光屏上仍可能得到清晰放大的像，故D 正确；
15．如图所示的军事观察孔，人可以通过孔观察外面，现在在孔中嵌入玻璃砖后观察的范围将( )
A ．变大
B ．变小
C ．不变
D ．无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 眼睛通过空气孔看到的范围和通过玻璃看到的范围如图所示：
黑色光线表示在空气中的光路，灰色表示在嵌入玻璃砖后的光路．从图中可以看出，嵌入玻璃砖后观察的范围变大．故选A ．
16．如图四幅图均为九年级课本中电学实验实物连接图，其中电表的左接线柱均为“﹣”接线柱，四幅图的电路连接均有错误，其中有三幅图可通过改变一根导线的一端就可以修
改正确，只有一幅图是需要改变多根导线的一端才可以修改正确的，这幅图是
A．用电压表则灯L2两端的电压
B．探究并联电路干路电流与各支路电流的关系
C．伏安法测小灯泡的电阻
D．在电阻一定时探究电流与电压的关系
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．如图电压表测量的总电压，要用电压表则灯L2两端的电压，将电压表连接L1左端一端，改接到L2左端即可，故A不符合题意；
B．探究并联电路干路电流与各支路电流的关系，电流表应分别测量干路电流、两支路电流，如图将电源负极连接下面灯泡左端的连线，改接到下方电流表的负接线柱，即为正确的电流，故B不符合题意；
C．如图，伏安法测小灯泡的电阻的实验电路中，电流表的正负接线柱接反了，且滑动变阻器连接了上面的两个接线柱，所以最少两处需要改正，故C符合题意；
D．如图，在电阻一定时探究电流与电压的关系，电流表应串联，电压表应并联在电阻两端，所以将电阻右端到电流表的连线，改接到电压表的负接线柱即为正确的电路，故D不符合题意；
17．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 。

18．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。

19．晚上，在桌面上铺一张白纸，把一块小平面镜平放在白纸上，让手电筒的光正对平面镜和白纸照射，如图所示，从侧面看去，会看到的现象和对此分析正确的是( )
A．镜子比较亮，因为它发生了镜面反射
B．镜子比较亮，因为它发生了漫反射
C．白纸比较亮，因为它发生了镜面反射
D．白纸比较亮，因为它发生了漫反射
【答案】D
【解析】
【分析】
人看物体的条件是物体发出的光线或反射的光线进入人的眼睛，进入眼睛的光越多，感觉越亮，进入的越少感觉越暗；平行光线射向平滑的反射面，反射光线平行射出，平行光线射向粗糙的反射面将发生漫反射，反射光线射向四面八方。

【详解】
光照到平面镜上发生镜面反射，如图手电筒正对着平面镜向下照射，此时反射光线竖直向上射出，而人从侧面观察，所以这部分反射光线不能进入侧面的人眼中，所以看到镜子是暗的；而光照到白纸上发生漫反射，反射光线向四面八方，有一部分反射光线进入了人眼，所以人看到白纸比较亮。

故选D。

【点睛】
解题思路：仔细分析题目中的情境，注意区分发生的反射现象属于镜面发射还是漫反射，再根据二者的特点进行作答。

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．。