备战中考物理培优 易错 难题(含解析)之光学问题求解方法含答案解析

一、初中物理光学问题求解方法
1．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．
2．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。

3．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。

4．在“探究凸透镜成像规律的实验”中，小明调节蜡烛，凸透镜和光屏的位置，在光屏上成清晰的像如图所示，下列说法正确是( )
A．照相机是利用了图中的成像规律
B．换上焦距小一些的凸透镜，只将蜡烛向左适当移动就能在光屏上接收到清晰的像C．如果使蜡烛向左移动，光屏需要向右移动才能接收到清晰的像
D．如果把蜡烛与光屏对调，光屏上将会出现清晰的像
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，成像时，像距小于物距，所以成一个倒立缩小的实像，和照相机的原理相同，故A正确；
B．如果换一个焦距较小的透镜，所成的像将变小，像距也变小，像成在光屏的左边，所以要想让像成在光屏上，应该将蜡烛向右移动，从而像也向右移动直到光屏上，故B错误；C．如果使蜡烛向左移动，像也向左移动，所以光屏要向左移动才能接收到清晰的像，故C 错误；
D．如果把蜡烛和光屏对调，根据光路的可逆性，光屏上会成一个倒立放大的实像，故D 正确。

故选AD。

5．小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时，她把凸透镜看作眼晴的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体．她拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，如图所示．若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊．下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A．将光屏适当靠近凸透镜B．将蜡烛适当靠近凸透镜
C．将光屏适当远离凸透镜D．将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】
远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，拿一个远视眼镜放在凸透镜前，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；
AB．将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜，所成的像会更加模糊，故AB不符合题意；
CD．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，故CD符合题意。

6．拿一副远视眼镜放在凸透镜前，如图所示，光屏上出现烛焰清晰的像，移走远视眼镜，烛焰的像变得模糊，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）
A．将蜡烛远离凸透镜B．将光屏靠近凸透镜
C．将光屏远离凸透镜D．将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，拿一副远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，移走远视眼镜，远视眼镜对烛焰光线的会聚作用消失，烛焰的像会远离凸透镜，像距变大，由于烛焰的像不在光屏上，所以光屏上烛焰的像变得模糊了，若将蜡烛远离凸透镜，物距变大，根据凸透镜的成像规律，像距会变小，当像距减小的距离与移走远视眼镜像距变大的距离相等时，光屏上就能成清晰的烛焰的像，故A符合题意；BC．由于移走远视眼镜后，烛焰的像会远离凸透镜，像距变大，若将光屏靠近凸透镜，光屏离烛焰的像的距离更大了，像会变得更加模糊了，若将光屏远离凸透镜，光屏就会靠近烛焰像的位置，当光屏正好移到烛焰像的位置，光屏上就能成清晰的烛焰的像，故B不符合题意，C符合题意；
D．由于移走远视眼镜后，烛焰的像会远离凸透镜，像距变大，若将蜡烛靠近凸透镜，物距变小，根据凸透镜的成像规律，烛焰的像离凸透镜更远了，像距变得更大，将光屏靠近凸透镜，光屏离烛焰的像的距离就更大了，像会变得更加模糊了，故将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜，烛焰的像会更加模糊，故D不符合题意。

故选AC。

7．当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像；若保持物体与光屏的位置不变把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像，物体与光屏的距离L和凸透镜的焦距f的说法正确的是（）
A．L=18cm B．L=14cm
C．4cm<f<5cm D．5cm<f< 8cm
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
由于当光屏上成清晰放大的像后，物体及光屏均未移动，仅将凸透镜向光屏方向移动
2cm，又成清晰缩小的像，则根据光路是可逆的可知，此时物距与像距大小互换，此时物距为10cm，像距为8cm，成倒立缩小的实像，物体与光屏间的距离L=10cm+8cm=18cm。

由凸透镜成像规律可得
2f<10cm，f<8cm<2f
解得4cm<f<5cm，故选A C。

8．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。

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
15cm2
f f
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。

11．焦距为f 1的凸透镜与焦距为f 2的凹透镜的主光轴重合，光心间为15cm 。

平行于主光轴的一束平行光通过两透镜后得到一束宽度为d 的平行光束，如图（a ）所示；若将两透镜位置互换，将得到一束宽度为4d 的平行光束，如图（b ）所示．则（ ）
A ．f 1=30cm ,f 2=15cm
B ．f 1=15cm ,f 2=15cm
C ．f 1=30cm ,f 2=20cm
D ．f 1=45cm ,f 2=30cm
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 由图a 可知，设入射光的宽度为H ，由于其出来的平行光的宽度为d ，则根据光路图的比例可知 21
f d H f = 由图b 可知，由于入射光的宽度仍为H ，由于其出来的平行光的宽度为4d ，则根据光路图的比例可知
21
4f H d f = 解之得f 1=2f 2，结合四个选项可知选A 。

12．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。

13．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．
14．小红在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像。

小红保持凸透镜的位置不变，将光屏和蜡烛的位置互换，这时，她在光屏上可以看到（）
A．正立、放大的像B．正立、缩小的像
C．倒立、缩小的像D．倒立、放大的像
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像，那么物距大于两倍焦距，像距小于两
倍焦距大于一倍焦距；当保持凸透镜的位置不变，将光屏和蜡烛的位置互换，物距是小于两倍焦距大于一倍焦距，像距是大于两倍焦距，由于光的可逆性，根据凸透镜的成像规律可知，这时成倒立、放大的实像。

故选D。

15．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。

16．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。

17．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．
18．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。

19．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；
20．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。