中考物理光学问题求解方法(大题培优)含详细答案

一、初中物理光学问题求解方法
1．如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。

则图中的折射角和甲介质的种类分别是
A．50°,空气B．50°,玻璃
C．60°,空气D．60°,玻璃
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知，过入射点作出法线，水平直线MN为界面，竖直虚线为EF法线；
因为入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角；且入射光线与折射光线，入射光线与反射光线均据法线两侧，因此CO 为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线，则折射角
∠AOE=90°-30°=60°
入射角
∠COF=90°-40°=50°
入射角小于折射角，因此可得甲介质是玻璃，故选D。

2．凸透镜成像实验中，移动蜡烛到某位置时，能在光屏上再次成清晰缩小的像，则下列说法能成立的是
A．同时移动蜡烛与光屏，且移动距离相同时，有可能在光屏上再次成清晰缩小的像；B．若将一老花镜放到凸透镜前方，光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像；
C．换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜：
D．保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像：【答案】CD
【解析】
【详解】
A．物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离，故A项不符合题
意；
B ．老花镜是凸透镜，若将一老花镜放到凸透镜前方，则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚，此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像；B 项不符合题意；
C ．换用焦距较小的凸透镜后，相当于增大物距，当物体成实像时，随着物距u 增大，像距减小，同时像也在减小。

故要在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜方向移动；C 项符合题意；
D ．根据光路可逆性可知，在保持物体和光屏位置不变时，移动凸透镜，可以光屏上成一个倒立、放大、实像，此时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，D 项符合题意；
3．小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A 固定在光具座上35cm 处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示。

接着，他将凸透镜A 换成凸透镜B 并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．照相机的物镜成像原理与图甲相同
B ．放大镜的物镜成像原理与图乙相同
C ．凸透镜A 的焦距大于凸透镜B 的焦距
D ．凸透镜B 的焦距大于凸透镜A 的焦距
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】 A ．由图甲可知，光屏上呈现倒立缩小的实像，所以照相机的物镜成像原理与图甲相同，故A 正确；
B ．由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同，故B 错误；
CD ．由甲图可知，物距
35cm 5cm 30cm u =-=
此时成倒立、缩小的实像，所以物距大于两倍焦距，所以
A 30cm 2f >
得
A 15cm f <
由乙图可知，物距仍为30cm ，此时成倒立、放大的实像，所以物距处于f 和2f 之间，即
B B 30cm 2f f <<
可得
B 15cm 30cm f <<
所以A 的焦距小于B 的焦距；故C 错误，D 正确。

故选AD 。

4．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 。

5．在探究凸透镜成像规律"的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。

实验前，让一束平行光射向凸透镜，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点。

实验中，学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。

探究完成后，小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像。

下列有关说法中正确的是（ ）
A ．该凸透镜的焦距为60cm
B ．随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动
C．当学生把蜡烛移动到80cm刻度处，再移动光屏，会成一个倒立、缩小的实像
D．小明拿来的眼镜是近视镜
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A．由焦距的概念可知，
f=-=
60cm50cm10cm
所以该凸透镜的焦距为10cm，A错误；
B．凸透镜在光屏上成倒立的实像，随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动，B正确；C．由甲图知， 80cm刻度处到凸透镜的距离为
u=-=
80cm50cm30cm
所以
>=
20cm2
u f
因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像，C正确；
D．只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光具有发散作用，因此小明的眼镜是凹透镜，凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜，D正确。

故选BCD。

6．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
>
u f
>>，2
2f v f
即
>
216cm
>>，30cm2f
f f
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 。

7．小满同学经过对凸透镜成像的实验探究，写出了如下一些结论，你认为她的结论中不正确的是（ ）
A ．凡是实像，都是倒立的
B ．凡是虚像，都是正立的
C ．凸透镜所成的实像，既有放大的，又有缩小的，还有等大的
D ．凸透镜所成的虚像，既有放大的，又有缩小的，还有等大的
【答案】D
【解析】
A 、根据凸透镜成像规律可知，当成实像时，都是倒立的；故A 正确；
B 、根据凸透镜成像规律可知，当成虚像时，是正立的；故B 正确；
C 、当物距在焦距与二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物距等于二倍焦距时，成倒立等大实像；当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像；故C 正确；
D 、物距小于焦距时，成正立、放大的虚像．没有缩小的，故D 错误．
故选D ．
【点睛】此题主要考查了凸透镜成像的规律，只有熟练掌握凸透镜成像的规律，逐一分析，对号入座，才能顺利解决此类问题．
8．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（ ）
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
【答案】C
【解析】
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2f v f <<，因为26cm v =，所以26cm 2f f <<，可解得
13cm 26cm f <<
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13cm 26cm f <<，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；
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。

9．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。

10．如图所示，一束光线射入杯中，在杯底形成光斑。

逐渐抽出杯中的水，光斑将（ ）
A ．向右移动
B ．向左移动
C ．不动
D ．无法确定
【答案】B
【详解】
一束光线射入杯中，在杯底形成光斑，这过程发生了折射现象，折射角小于入射角，当逐渐抽出杯中的水时，入射光线与水面的交点会左移，入射角大小不变，那么折射角大小也不变，在杯底形成光斑也会左移，故选B 。

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( )
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。

【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。

12．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】
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 。

13．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 。

14．某同学将物体放在凸透镜前不同位置，依次得到倒立的放大的像和倒立的缩小的像，测得像距分别为26厘米和16厘米，则该透镜的焦距f 为（ ）
A ．6厘米<f<10厘米
B ．8厘米<f<13厘米
C ．13厘米<f<16厘米
D ．16厘米<f<26厘米
【答案】B
【解析】
根据题意，当凸透镜成倒立放大的像时，像位于二倍焦距以外，即12v f >，代入数据得：26cm 2f >
解得：
13cm f <
当凸透镜成倒立，缩小的像时，像位于一倍焦距和二倍焦距之间，即8cm 13cm f <<，代入数据得：
16cm 2f f <<
解得：
8cm 16cm f <<
所以
8cm 13cm f <<
故选B 。

15．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 30cm 2f ＞，
220cm f f ＞＞，
所以凸透镜的焦距为：
10cm cm f ＜＜15。

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
2f 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 。

16．如图所示，纸筒A 的一端蒙上了一层半透明纸，纸筒B 的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。

为了在A 端得到清晰的像，要调整A 、B 间的距离，这时（ ）
A．眼睛应对着B端向筒内观察，看像是否清楚
B．适当旋转B，可在A上得到正立的像
C．应把B端朝着明亮的窗外，A筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
D．应把A端朝着明亮的窗外，B筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
【答案】C
【解析】
【分析】
在本题的模型照相机中在纸筒B的右端为凸透镜，纸筒A的左端的半透明纸就相当于真实照相机的底片，在半透明纸上所看到的就是凸透镜前方的景物通过凸透镜所生成的像。

【详解】
A．由凸透镜的成像规律可知，应该对着A端向筒内观察而不是眼睛对着B端向内方向观察，让光线从纸筒B通过凸透镜才可以看到、看清楚物体的像；故A错误；
B．模型照相机成的是倒立缩小的实像，因此适当旋转B，可在A上得到倒立的像，故B错误；
CD．为使半透明纸上得到的像更亮一些，要成像的物体就应该在明亮的地方，所以应该把模型照相机的B朝着室外面，A端朝着较暗的室内，故C正确、D错误。

故选C。

【点睛】
照相机应用的是凸透镜成实像时：u＞2f，成倒立缩小的实像；在调节上，符合物近像远像变大：像要变小，物距要增大，像距要变小，镜筒缩短。

17．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
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。

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．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
C．当u<16cm时，该凸透镜可作放大镜使用
D．当u=20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．当u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=16cm ，所以f=8cm，即凸透镜的焦距是8cm，故A错误；
B．物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，故B正确；
C．当u<16cm时，有两种情况：若u<f，则成正立、放大的虚像，应用是放大镜；若
f<u<2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪，故C错误；
D．u=20cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用是照相机，故D错误。

故选B。

20．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。