2020-2021中考物理——光学问题求解方法的综合压轴题专题复习附答案

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．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。

3．在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm 处，在透镜另一侧距离透镜16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像。

下列说法正确的是（ ）
A ．此时的成像特点与投影仪相同
B ．该透镜的焦距满足8cm < f <15cm
C ．将蜡烛和光屏互换后，光屏上不能承接到清晰的像
D ．将蜡烛和光屏同时远离凸透镜，可再次承接到清晰的像
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由题可知，蜡烛放在距凸透镜30cm 处，在透镜另一侧距离透镜16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像，物距大于像距，光屏上成倒立缩小的实像，与照相机原理相同，故A 不正确；
B ．由凸透镜成像规律可知，此时物距在二倍焦距以外，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即
2f v f >>，2u f >
即
216cm f f >>，30cm 2f >
可得
16cm 8cm f >>，15cm f <
则
8cm 15cm f <<
透镜的焦距满足8cm 15cm f <<，故B 正确；
C ．由光路可逆原理可知，将蜡烛和光屏互换后，光屏上能承接到清晰的像，故C 项不正
确；
D．将蜡烛远离凸透镜时，光屏要靠近凸透镜，才能在光屏上成清晰的像，故D项不正确。

故选B。

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，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。

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
70cm50cm20cm
v=-=
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．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 ＜5cm ①
此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间，即
f ＜6cm ＜2f
3cm ＜f ＜6cm ②
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 。

9．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 。

10．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。

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．如图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置，下列说法正确的是（ ）
A ．图甲可知凸透镜的焦距是40.0cm
B ．图乙四个位置中，移动光屏，有4个位置上的蜡烛可以在光屏上成像
C ．将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子
D ．将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时的成像特点与投影仪的成像原理相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是30.0cm 刻度，而光屏所在的位置是40.0cm 刻
度，而平行光线经凸透镜折射后，会聚于焦点，可知凸透镜的焦距是
f==
40.0cm-30.0cm10.0cm
凸透镜的焦距是10.0cm，A错误；
B．一倍焦距以外是实像，以内是虚像，因为甲乙丙在焦点外，所以成实像，可以成在光屏上，B错误；
C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上有一个泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像，因此像与原来的相同，大小不变，但是由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像是完好的，只是亮度变暗，不会出现泥点的影子，C正确；
D．将蜡烛放在乙位置，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，像距会大于一倍焦距，小于两倍焦距，从图乙可以看到，光屏应向左移动才能找到清晰的像，这是成倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机的成像原理相同，D错误。

故选C。

13．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。

14．如图，正午时，太阳光直射在水平地面，取一圆形薄透镜正对阳光，在距透镜20cm 的地面上得到一个光斑，其直径与透镜直径相等，透镜的焦距是
A．10cm B．20cm
C．30cm D．40cm
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知该透镜为凸透镜，根据凸透镜对光有会聚作用，以及在距透镜20cm的地面上得到一个光斑的直径与透镜直径相等，得到透镜的焦距是10cm。

故B、C、D项不符合题意，A项符合题意。

15．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。

16．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；
17．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 。

18．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．
19．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。

20．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。