备战中考物理易错题专题训练-光学问题求解方法练习题附答案

一、初中物理光学问题求解方法
1．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15cm
C．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。

2．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v1＝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。

3．小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时，她把凸透镜看作眼晴的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体．她拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，如图所示．若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊．下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A ．将光屏适当靠近凸透镜
B ．将蜡烛适当靠近凸透镜
C ．将光屏适当远离凸透镜
D ．将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】 远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，拿一个远视眼镜放在凸透镜前，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；
AB ．将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜，所成的像会更加模糊，故AB 不符合题意；
CD ．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，故CD 符合题意。

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 <<……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 。

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 <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 。

6．如图所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒璧上一点光源S ，点光源发出一束垂直射向平面镜，平面镜从图示位置开始绕圆筒中心轴O 匀速转动，当转动角度为30°时，入射角增大的角度和照射到筒璧上的反射光斑转过的角度分别为（ ）
A ．30° 30°
B ．30° 60°
C ．60° 30°
D ．60° 60°
【答案】B
【解析】
【详解】 如下图所示，一开始入射角是0°，当平面镜转动角度为30°时，法线也跟着转动30°，这时入射光线和法线的夹角为30°，即入射角增大的角度为30°；垂直射入平面镜的光线，其反射光线也垂直反方向射出，当平面镜转动角度为30°时，入射光线与法线的夹角是30°，根据光的反射定律，反射角等于入射角，反射角也是30°，此时反射光线与入射光线的夹角为60°，那么照射到筒璧上的反射光斑转过的角度为60°，如下图所示．
7．要使光线经过某一个光学元件后发生图示的偏折，可供选用的元件有：①平面镜；②凸透镜；③凹透镜。

能达成该目标的所有．．
光学元件有（ ）
A．①②B．②③C．①③D．①②③
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
光线如果按照下面的传播路径，这三种光学元件都是可以达成目标的，如下图所示。

故选D。

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
＜＜
15cm2
f f
化简可得
＜＜
f
7.5cm15cm
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
＜＜
f
7.5cm15cm
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
【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】
<，物距在一倍焦距和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
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
f f
<<，225cm
15cm2
f<
可解得
<<
f
7.5cm12.5cm
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。

故选A BC。

10．如图所示，物体AB高1.6m，平面镜CD高1m，物体到平面镜的距离为2m。

下列关于物、像、镜的说法中，正确的是( )
A．物体通过该平面镜不能成完整的像
B．像高与平面镜的高相同，为1m
C．物体与像的距离为2m
D．像高与物体的高相同，为1.6m
【答案】D
【解析】
A ．无论平面镜的大小如何，是可以成完整的像，只是人眼看不到完整的像，A 错误； BD ．根据平面镜的成像规律可知，像与物大小相等，所以像高与物高相等，是1.6m ，
B 错误、D 正确；
C ．根据平面镜的成像规律可知，像距与物距相等，物体到平面镜的距离为2m ，那么像到平面镜的距离也为2m ，那么物体与像的距离为4m ，C 错误；
11．物体放在凸透镜前30厘米处；在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。

则（ ）
A ．焦距可能为18厘米
B ．此时凸透镜成倒立放大的实像
C ．当物体远离凸透镜10厘米，移动光屏找到实像后，此实像变大了
D ．当物体靠近凸透镜10厘米，为了在光屏上得到清晰的实像，光屏应远离透镜10厘米
【答案】D
【解析】
【详解】
根据凸透镜的成像规律，当2u f >，2f v f <<，成倒立、缩小的实像，即u v >；由题意可以知道物距30cm u =，像距20cm v =，这种情况是成倒立、缩小的实像，即
30cm 2f >
20cm 2f f <<
化简可得
10cm 15cm f <<
所以凸透镜的焦距不可能是18cm ；当物体远离凸透镜10 cm ，物距变大，依然大于两倍焦距，像距变小，所成的实像会变小；当物体靠近凸透镜10 cm ，物距20cm u =，那么
2f u f <<
为了在光屏上得到清晰的实像，根据光路的可逆性，此时像距30cm v =，光屏应远离透镜10 cm ；故选D 。

12．一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】
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；
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。

13．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。

14．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
＞，
30cm2f
＞＞，
f f
220cm
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 。

15．小明用放大镜看自己的指纹，如图所示。

随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体，并且离窗外的物体越来越远，如图所示。

以下说法正确的是（ ）
A ．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的实像
B ．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是倒立、放大的虚像
C ．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像越来越小
D ．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像虚像
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的虚像，不是实像，也不是倒立的，A 、B 错误；
CD ．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，根据凸透镜的动态成像规律可知，物体到凸透镜的距离越大时，像到凸透镜的距离越小，所成的像是越来越小的，并且是实像；C 正确、D 错误。

故选C 。

16．如图所示，购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时站在摄像头（相当于一个凸透镜）前约1m 的位置，面对镜头，经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可进行后续工作。

则下列说法正确的是（ ）
A．人脸通过摄像头成像是利用了光的反射
B．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间
D．摄像头的焦距可能是30cm
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．人脸通过摄像头成像是利用了光的折射，A错误；
B．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，B错误；
C．“刷脸”时，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，那么物距应该大于两倍焦距，C错误；
D．由于人站在距离镜头1m处，即物距等于1m，成倒立缩小的实像，根据凸透镜的成像规律可知，，解得，所以摄像头的焦距可能是30cm，D正确。

故选D。

17．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。

18．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是：（）
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移B．保持激光射入角度不变使水面上升C．保持激光射入角度不变使水面下降D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．保持水面高度不变使激光笔向右平移，即入射光线向右平移，入射角不变，折射角也不变，所以在容器底部产生一个光斑也向右平移，故A项不符合题意；
B．保持激光射入角度不变使水面上升，则入射点向左移动，入射角不变，折射角也不变，折射光线与原光线平行向左平移，所以在容器底部产生一个光斑也向左平移，故B项符合题意；
C．保持激光射入角度不变使水面下降，则入射点向右移动，光线在容器底部产生一个光斑也向右平移，故C项不符合题意；
D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大，则折射角也增大，折射光线远离法线，光线在容器底部产生一个光斑也向右平移，故D项不符合题意。

故选B。

19．某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，用了探究凸透镜成像规律的装置做实验，他将远视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，调节光屏和凸透镜之间的距离，在光屏上看到烛焰清晰的像。

取下远视眼镜片，光屏上原来清晰的像变模糊了；要想使光屏上的像再次变得清晰，下列调节方法可行的是（）
①保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏靠近凸透镜
②保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏远离凸透镜
③保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛远离凸透镜
④保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛靠近凸透镜
A．②③B．①④C．②④D．①③
【答案】A
【解析】
【详解】
①远视眼镜片是凸透镜，对光线有会聚作用，取下远视眼镜片后，根据凸透镜的动态成像规律，所成的像会往光屏后面退，保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏靠近凸透镜，这样在光屏上所成的像会更加模糊，①不合题意；
②由上述可知，保持蜡烛与凸透镜的位置不变，使光屏远离凸透镜，那么会使光屏上的像再次变得清晰，②符合题意；
③由上述可知，保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛远离凸透镜，那么所成的像会靠近凸透镜，能使光屏上的像再次变得清晰，③符合题意；
④由上述可知，保持光屏与凸透镜的位置不变，使蜡烛靠近凸透镜，那么所成的像会远离凸透镜，这样在光屏上所成的像会更加模糊，④不合题意。

故选A。

20．毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，接下来的操作是（）
A．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头靠近胶片
B．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头靠近胶片
C．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头远离胶片
D．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头远离胶片
【答案】B
【解析】
【详解】
毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，即是要把像变小，根据凸透镜的动态成像规律，像要更加小，那么物距应该变大，应使照相机远离学生，同时为了成清晰的像，像距要变小，即调节镜头使镜头靠近胶片，故选B。