中考物理光学问题求解方法综合题含答案解析

一、初中物理光学问题求解方法
1．如图所示，在容器底部倾斜固定放置的防水激光笔发射出一束激光，激光束在水面发生折射后射在上方水平放置的光屏上形成光斑。

小明慢慢向容器中加水（未满）的过程中，随着水面上升，光斑位置将（）
A．向左移动
B．向右移动
C．先向左移动再向右移动
D．先向右移动再向左移动
【答案】A
【解析】
【详解】
由于水面上升，入射点上升，折射光线向左平移，与原来低水面时出来的折射光线平行。

故选A。

2．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。

3．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 。

4．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．
5．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．
6．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．
7．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，则下列判断正确的是（）
A．这个清晰的像是倒立、放大的实像
B．此凸透镜的焦距大于20cm
C．将蜡烛移动到40cm刻度处，移动光屏，会在光屏上得到清晰、放大的像
D．将蜡烛移动到25cm刻度处，应向右移动光屏，才能再次在光屏上得到清晰的像【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，所以
u=-=
50cm15cm35cm
v=-=
70cm50cm20cm
可知
35cm> 2f
f<20cm< 2f
解得
10cm< f < 17.5cm
u+v>4f
即
35cm + 20cm > 4f
解得
f<13.75 cm
综上所述
10cm< f < 13.5cm
故AB错误；
C．将蜡烛移动到40cm刻度处，物距等于
50cm- 40cm= 10cm
物距小于焦距，所以成正立放大的虚像，不能成在光屏上，故C错误；
D．将蜡烛移动到25cm刻度处，物距减小，像距将变大，像也变大，所以应向右移动光屏，故D正确。

故选D。

8．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．
9．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
【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。

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．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 ．② ③
B ．① ④
C ．② ④
D ．① ③
【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。

12．如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜M，桌面上的小球按图示方向滚动．要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α应为（）
A．90°B．60°C．45°D．30°
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意，小球水平向右运动，小球的像竖直向下运动．根据平面镜成像的特点可知，小球实际的运动路线与它的像运动路线应该是关于平面镜对称的，所以平面镜应当是两条路线的角平分线．所以图中的．故C符合题意．
13．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
【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。

14．光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成，而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。

如图所示，相距很近的两束平行的红光和紫光，间距为d，斜射到较厚的玻璃砖的上表面，并从玻璃砖的下表面射出，则下列现象可能的是（）
①两条出射光线仍平行，但距离大于d；
②两条出射光线仍平行，但距离小于d；
③两条出射光线仍平行，但距离等于d；
④两条出射光线不再平行。

A．②③④B．②C．③④D．①②③
【答案】B
【解析】
【详解】
每条单色光入射到玻璃砖后最终折射出来的光线都与初始入射光线平行；
紫光由于波长短，频率大，偏折能力强，所以紫光最终出射光线比红光出射光线向左平移的要多，即平行光线间距会缩小。

故B正确。

15．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 ．
16．凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰放大的像，则下面说法正确的是
A ．将物体靠近透镜后，无论如何移动光屏，光屏上都不能呈现物体的像，则一定成虚像
B ．保持透镜位置不变，将物体和光屏位置互换，一定可以在光屏上得到清晰缩小的像
C ．如果物体靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离透镜且光屏移动距离小于物体移动距离
D ．将透镜遮挡一部分，则一定不能成完整的像
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．由题意可知，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰放大的像，说明此时2f u f >>，2v f >；将物体靠近透镜后，只要物距仍在2f u f >>这个范围，此时只需要把光屏远离凸透镜，还可以成放大的实像；故A 项错误；
B ．保持透镜位置不变，将物体和光屏位置互换后，此时2f v f >>，2u f >，故此一定可以在光屏上得到清晰缩小的像；故B 项正确；
C ．物体靠近透镜即物距减小，像距增大，光屏应远离透镜，当2u f >时光屏移动距离小于物体移动距离，当2f u f >>时光屏移动距离大于物体移动距离，故C 项错误；
D ．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故亮度会减弱，像会变暗。

故D 项错误；
17．对学习过的知识进行归纳总结，从而加深对知识的理解，是一种重要的学习方法。

以
下是小军同学学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结的关于实像和虚像的一些特点，其中错误
．．的是（）
A．虚像不能用光屏承接到
B．虚像可以是正立的，也可以是倒立的
C．实像和虚像都可能与物体等大
D．实像可以是放大的，也可以是缩小的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．实际光线的反向延长线相交所成的像叫虚像，所以虚像不能用光屏承接到，A正确，不合题意；
B．虚像是正立的，不存在倒立，B错误，符合题意；
C．凸透镜成像中，当物距等于两倍焦距时，成倒立等大的实像，物体与实像大小相等；而平面镜成像中所成的虚像，与物体也是等大；所以实像和虚像都可能与物体等大；C正确，不合题意；
D．根据凸透镜的成像规律可知，实像可以是放大的，也可以是缩小的，D正确，不合题意。

故选B。

18．透镜在我们的生活和学习中应用广泛，下列说法正确的是
A．近视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B．照相时，被照者应站在照相机镜头的2倍焦距以外
C．放大镜可使物体成倒立放大的虚像
D．使用投影仪时，投影仪镜头到屏幕的距离应在1倍焦距和2倍焦距之间
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．近视眼镜利用了凹透镜对光的发散作用，故A错误；
B．照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成，照相时,被照者应站在照相机镜头的2倍焦距以外，即物距大于二倍焦距，像距在一倍到二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，故B正确；
C．放大镜使用时物距小于焦距，可使物体成正立放大的虚像，故C错误；
D．使用投影仪时,投影仪镜头到屏幕的距离应在2倍焦距以外，成倒立放大的实像，故D 错误。

故选B。

19．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑
O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是：（）
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移B．保持激光射入角度不变使水面上升C．保持激光射入角度不变使水面下降D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移，即入射光线向右平移，入射角不变，折射角也不变，所以在容器底部产生一个光斑也向右平移，故A项不符合题意；
B．保持激光射入角度不变使水面上升，则入射点向左移动，入射角不变，折射角也不变，折射光线与原光线平行向左平移，所以在容器底部产生一个光斑也向左平移，故B项符合题意；
C．保持激光射入角度不变使水面下降，则入射点向右移动，光线在容器底部产生一个光斑也向右平移，故C项不符合题意；
D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大，则折射角也增大，折射光线远离法线，光线在容器底部产生一个光斑也向右平移，故D项不符合题意。

故选B。

20．用照相机拍摄水池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，比较池中有水和无水两种情况（假设两种情况下，人眼看到的物体等大），则有水时( )
A．暗箱应略短一些，得到的像会略大些B．暗箱应略长一些，得到的像会略大些C．暗箱应略短一些，得到的像会略小些D．暗箱应略长一些，得到的像会略小些
【答案】B
【解析】
【详解】
照相机是利用凸透镜成像原理工作的。

当无水时物体在光屏(暗箱)上形成一个倒立、缩小的实像，当有水时，由于光的折射，物体感觉变浅，相当于靠近凸透镜，根据“物近像远像变大”原则，在暗箱上得到的像会比原来的像略大一些。

故B正确。