中考物理——光学问题求解方法的综合压轴题专题复习含答案

一、初中物理光学问题求解方法
1．某人站在离湖岸边8m 的C 处，刚好能看见湖对岸的一棵树HG 在水中的完整的像，如果眼距地面的高度为l.6m ，湖两岸均高出湖水面lm ．湖宽50m ，则该树HG 的高度为（ ）
A ．10m
B ．9m
C ．8m
D ．7m
【答案】C
【解析】
【详解】 某人刚好能看见湖对岸的一棵树HG 在水中的完整的像，这就意味着树H 在水中的像'H 与人眼的连线刚好经过距离C 处8m 的湖岸边，作出树HG 在水中的像''H G ，如下图所示． 可知
''OA BA BC DC = 可求得'5m OA =，那么45m OA =，三角形'OAH 与三角形'OA B 相似，可知
'
''
OA AH OA BA = 可求得'9m AH =，那么
''9m 1m 8m H G =-=
即该树HG 的高度为8m ，故选C ．
2．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。

3．如图所示，白板上画有两个黑色箭头（图甲），用玻璃杯装半杯水放在白板前（图乙），人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化，下列判断正确的是（）
A．玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B．下方箭头是凸透镜形成的虚像
C．下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D．把玻璃杯移得离白板更远一点，观察到下方的箭头比移动前变得更大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．玻璃杯下半部分的中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；
B．据图能看出，此时成一个倒立、缩小的实像，故B错误；
C．据B可知，成倒立、缩小的实像，所以此时相当于物体处于2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故C正确；
D．凸透镜成实像时，增大物距，像距缩短，像变小；把玻璃杯移得离白板更远一点，即增大物距，观察到下方的箭头比移动前变得更小，故D错误。

故选C。

4．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。

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，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。

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．关于光现象的说法正确的是（）
A．看到湖中游动的“鱼”比其实际位置要深
B．物体靠近平面镜，所成的像逐渐变大
C．光发生漫反射时，反射角等于对应的入射角
D．我们看到“红花绿叶”，是由于花吸收了红光，叶子吸收了绿光
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．水中的鱼反射的光线穿过水面，折射进入人眼，此时光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，即人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼经水面折射所成的虚像，且虚像在实际鱼的上方，所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。

故A错误；
B．由平面镜成像的特点可知，像与物大小相等，像的大小与物体到平面镜的距离无关，所以，物体逐渐靠近平面镜，所成的像大小不变，故B错误；
C．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，所以光发生漫反射时，反射角等于入射角，故C正确；
D．不透明物体的颜色由它反射的色光所决定，而透明物体的颜色由透过它的色光的颜色所决定，所以红花绿叶是由于红花只能反射红光，而绿叶只能反射绿光，故D错误。

故选C。

9．小明在做探究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置实验后，他归纳出以下说法，其中错误的是
A ．烛焰位于a 点时，屏上出现的实像最小
B ．烛焰位于b 点时，成等大的实像
C ．烛焰位于c 点时，屏上出现的实像最大
D ．烛焰位于d 点时，成放大的实像
【答案】BD
【解析】
【详解】
A ．使烛焰位于a 点时，2U f ＞，成倒立、缩小的实像，物体在a 点的物距大于物体在b 点的物距，即a 点物距最大，像距最小，像最小。

故A 项正确，A 项不符合题意；
B ．使烛焰位于b 点时，2f U f ＞＞，成倒立、放大的实像，故B 项错误，B 项符合题意；
C ．使烛焰位于c 点时，2f U f ＞＞，成倒立、放大的实像，物体在一倍焦距以外，在c 点，物距最小，像距最大，像最大，故C 项正确，C 项不符合题意；
D ．使烛焰位于d 点时，U f ＜，成正立、放大的虚像。

故D 项错误，D 项符合题意；
【点睛】
掌握凸透镜成像的三种情况，正确理解凸透镜的一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。

10．用凸透镜成像时，定义像与物的大小之比为“放大率”，则在物体成像的情况下（ ） A ．物距一定时，焦距越小放大率越大
B ．物距一定时，焦距越大放大率越大
C ．焦距一定时，物体离透镜越近放大率越大
D ．焦距一定时，物体离同侧焦点走近放大率越大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．当物体在凸透镜上成实像时，即物体放在1倍焦距以外时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越大则放大率越大；当物体在凸透镜成虚像时，即物体放在1倍焦距以内时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越小则放大率越大；故A 、B 均不对； C ．当凸透镜的焦距一定时，物体成虚像时，通过做图可以知道，物体离透镜越近，放大率越小，故C 是不对的；
D ．当成实像时才是物体离透镜越近，放大率越大，故也可以说是物体离同侧的焦点越近时，放大率越大，这个规律不但对于成实像时适用，成虚像时也同样适用，故D 是正确
的。

故选D 。

11．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 。

12．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
【解析】
【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。

13．某同学在做凸透镜成像实验时，当物距u =30厘米，像距v = 20厘米时，光屏上呈现烛焰清晰的像。

若烛焰移到离凸透镜12厘米处，所成的像一定是
A．倒立的B．正立的C．放大的D．缩小的
【答案】C
【解析】
【详解】
当物距u=30cm，像距v=20cm时，光屏上呈现烛焰清晰的像，所以
30cm2f
＞，
f f
＞＞，
220cm
所以凸透镜的焦距为：
＜＜15。

10cm cm
f
若将烛焰置于距凸透镜12cm处时，即u=12cm，有两种情况：若焦距在10cm和12cm之间则
＜＜，
2
f u f
物体通过凸透镜成倒立、放大的实像；若焦距在12cm和15cm之间，则
＜，
u f
物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。

由以上知，故只有C 正确。

故选C。

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．如图所示，购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时站在摄像头（相当于一个凸透镜）前约1m的位置，面对镜头，经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可进行后续工作。

则下列说法正确的是（）
A．人脸通过摄像头成像是利用了光的反射
B．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间
D．摄像头的焦距可能是30cm
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．人脸通过摄像头成像是利用了光的折射，A错误；
B．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，B错误；
C．“刷脸”时，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，那么物距应该大于两倍焦距，C错误；
D．由于人站在距离镜头1m处，即物距等于1m，成倒立缩小的实像，根据凸透镜的成像规律可知，，解得，所以摄像头的焦距可能是30cm，D正确。

故选D。

16．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．
17．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；
18．焦距为f1的凸透镜与焦距为f2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 。

19．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
u=，那么距，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
<<
f u f
2
v=，光屏应远离透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
镜10 cm；故选D。

20．3D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．。