中考物理光学问题求解方法(大题培优)含答案

13．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．10cmB．20cm
C．30cmD．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 。故B、C、D项不符合题意，A项符合题意。
A．焦距可能是8cm
B．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大实像
C．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中，像的大小会变小
D．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后把凸透镜往右移动2f，所成的像也会往右移动，且移动距离小于2f
【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。
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；
14．用普通相机拍照时，要根据物距进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要将景物全部纳入取景区内，不论景物的远近，都能得到比较清晰的像，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（）
A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
D．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后把凸透镜往右移动2f，这个过程分两个阶段，物距还在小于一倍焦距时，所成的虚像往左移动到无穷远处，当物距大于一倍焦距后，会成实像，所成的实像会从右端无穷远处往左移动，D项不合题意。
7．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． 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。
已知AO=10m，则
f<10m<2f
解得
5m<f<10cm
故选C。
2．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．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。
故选ABC。
10．一束光垂直照射在水面上，发生反射和折射，下列说法中正确的是（）
A．从入射光线到反射光线，光的传播方向不变
B．入射角、反射角、折射角都是0°
C．入射角、反射角、折射角都是90°
D．顺时针旋入射光使得入射角为30°，则反射角、折射角也变至30°
【答案】B
【解析】
【详解】
ABC．入射光垂直入射界面时，入射光线与法线夹角即入射角为0°，那么反射光线与法线夹角即反射角也为0°，所以反射光线与入射光线重合，方向相反，折射光的传播方向和入射光一致，均垂直于界面，入射角和折射角都是0°。故AC错误，B正确；
8．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】
【解析】
【详解】
A．使烛焰位于a点时， ，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， ，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， ，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．入射角为30°时，根据光的反射定律，反射角等于入射角为30°，光从空气入射到水中时，光线发生偏折，折射光靠近法线偏折，即折射角小于入射角，所以折射角小于30°，故D错误。
11．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( )
D．使烛焰位于d点时， ，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。
4．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．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
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。
一、初中物理光学问题求解方法
1．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=10cmB．f= 5cm
C．f=8cmD．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<lAO<2f，lBO>2f
3．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
故选B。
Biblioteka Baidu15．某凸透镜成像时，像距v跟物距u之间关系的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小
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．
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。
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
【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。
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（）
【详解】
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 ，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距在二倍焦距之外，由图可知物距为15cm，像距为25cm，故
，
可解得
A项错误；故A项符合题意；
B．由图可知此时 ，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距在二倍焦距之外，故所成的像是倒立放大的实像，B项错误；故B项符合题意；
【答案】C
【解析】
【详解】
A．根据凸透镜的成像规律可知，在光屏上出现一个倒立缩小的像，那么像距符合关系式 ，因为 ，所以 ，可解得
所以焦距不可能是8cm，A项不合题意；
B．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，由于 ，这时物距小于一倍焦距，在凸透镜的右侧是不能成像的，B项不合题意；
C．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中，根据凸透镜的动态成像规律可知，像的大小会变小，选项C符合题意；
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．在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置，把光屏放在凸透镜的右侧，然后移动光屏，恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像，则（）
【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。
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。
C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变。拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节。