【物理】物理光学问题求解方法的专项培优练习题附答案

一、初中物理光学问题求解方法1．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【解析】【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。

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．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 。

4．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 <<……①40cm 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 。

5．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 ．6．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．7．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8cmB ．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】【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。

8．如图，小明在实验室探究凸透镜成像规律，先把凸透镜、光屏放在光具座上，发现窗外景物在光屏上成清晰的像。

于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，在如图的四个实验情境中，能够在光屏上得到清晰的像是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】B【解析】【详解】A ．把凸透镜、光屏放在光具座上，发现窗外景物在光屏上成清晰的像，说明此时的成像原理与照相机相似，物距大于二倍焦距，像距在二倍焦距与一倍焦距之间，由图甲可得，此时像距为15cm ，故可以得到15cm 2f f ＜＜化简可得此外，由图甲可知，像距为15cm 时，物距在窗外，说明此时像距接近一倍焦距，即焦距更靠近15cm ，且光路可逆，若物距为15cm 时，像的位置应该在窗外，像距超出光具座范围。

选项A 图中物距为10cm ，此时像距应该超出光具座范围或成虚像，故A 不符合题意；B ．此时物距约为38cm ，稍大于二倍焦距，像距为25cm ，稍小于二倍焦距，满足7.5cm 15cm f ＜＜和焦距更接近15cm 的条件，此时成倒立、缩小的实像，故B 符合题意；C ．若此时光屏上能看到清晰地像，则物距等于像距为20cm ，则焦距为10cm ，更接近7.5cm ，不符合题意；D ．若此时能在光屏上看到清晰地像，则像距为12cm ，此时蜡烛应该才窗外，超出光具座范围，故D 不符合题意。

故选B 。

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13cmB ．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】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 <，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15cm 2f f <<，225cm f <可解得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。