2020-2021【物理】物理光学问题求解方法的专项培优练习题

一、初中物理光学问题求解方法1．光的色散实验不仅表明了太阳光是由各种色光混合而成，而且表明了不同色光通过棱镜后偏折的程度不同。

如图所示，相距很近的两束平行的红光和紫光，间距为d，斜射到较厚的玻璃砖的上表面，并从玻璃砖的下表面射出，则下列现象可能的是（）①两条出射光线仍平行，但距离大于d；②两条出射光线仍平行，但距离小于d；③两条出射光线仍平行，但距离等于d；④两条出射光线不再平行。

A．②③④B．②C．③④D．①②③【答案】B【解析】【详解】每条单色光入射到玻璃砖后最终折射出来的光线都与初始入射光线平行；紫光由于波长短，频率大，偏折能力强，所以紫光最终出射光线比红光出射光线向左平移的要多，即平行光线间距会缩小。

故B正确。

2．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。

3．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=14cmC．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。

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．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 <15cmC．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 。

6．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 ．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．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．8．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．9．如图甲所示，在探究“平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？”实验中，桌上已给出的实验器材有：带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个；完全相同的蜡烛两个（A 、B ）；白纸一张。

A 蜡烛是“物” 。

实验中，确定A 蜡烛的像的位置后，在白纸上沿蜡烛A 和蜡烛B 的边缘画圆，并测出相应的物距u 和像距v 。

第一次实验测量的物距是A 的右端到直线的距离，蜡烛B 的位置如图乙所示。

下列说法正确的是A ．实验中应只点燃A 蜡烛B ．应在“M ”侧观察蜡烛A 经玻璃板所成的像C ．多次改变A 蜡烛的位置，获得多组数据是为了减小误差D ．第一次实验测量的像距v 1＝3.50cm【答案】ABD【解析】【详解】AB ．做实验时，只点燃蜡烛A ，蜡烛A 在玻璃板中成像，观察蜡烛的像时，眼睛要在蜡烛A 的一侧，眼睛既能看到蜡烛A ，又能看到代替蜡烛A 像的蜡烛B ，当B 好像被点燃时，说明B 与A 的像完全重合，说明A 与A 的像大小相同；故A 、B 正确；C ．实验中，多次改变A 蜡烛的位置，主要是为了获得多组数据归纳出物理规律，使实验结论具有普遍性，故C 错误；D ．实验测量的物距是A 的右端到直线的距离，则根据对称性可知，像距应是B 的左端到直线的距离，由图知：刻度尺上1cm 之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm ，即此刻度尺的分度值为1mm ，所以此时对应的像距v =3.50cm ，故D 正确。

10．小明探究 “凸透镜成像规律”，当蜡烛到透镜的距离是30cm 时，调节透镜另一侧的光屏，屏上得到清晰放大的像。

下列判断中正确的是（ ）A ．此时的像是正立放大的虚像B ．该透镜的焦距是15cmC ．当蜡烛到透镜的距离是60cm 时，调节光屏，屏上可得缩小的像D ．当蜡烛到透镜的距离是15cm 时，调节光屏，屏上可得放大的像【答案】C【解析】【详解】AB ．像能用光屏承接，说明像是实像，虚像不能用光屏承接，凸透镜成放大的实像时，v >2f ，f <u <2f ，即f <30cm<2f 。

故AB 错误；C ．当u =60cm 时，由f <30cm 可知2f <60cm ，即u >2f 。

当物距大于2f 时，f <v <2f ，光屏上得到倒立缩小的实像。

故C 正确；D ．当u =15cm 时，由30cm<2f 可知15cm<f ，即u <f ，当物距小于f 时，成正立放大的虚像，光屏上将承接不到像。

故D 错误。

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。