中考物理光学问题求解方法综合经典题含详细答案

一、初中物理光学问题求解方法

1．一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；

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。

2．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

2f v f

>>，2

即

>>，30cm2f

216cm

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 。

3．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

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。

4．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 ．①②

B ．②③

C ．①③

D ．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。

5．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。

6．如图所示，在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中，小科将印有绿色环保标志“”的纸固定在墙上，再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方，然后改变破璃杯与标志之间的距离。小科站立时透过玻璃杯和水观察。下列图象中，不可能看到的是（）

A．B．C．D．

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．因为装有水的圆柱形玻璃杯，中间厚边缘薄，相当于柱形凸透镜，所以成像时左右颠倒，上下不变。当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大，上下不变，故A可

能出现，不符合题意；

B．当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒变大，上下不变，故B可能出现，不符合题意；

C．柱形凸透镜成像时左右颠倒，上下不变，不可能出现左右和上下都颠倒的像，故C不可能出现，C符合题意；

D．当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，左右颠倒变小，上下不变，故D可能出现，不符合题意。

故选C。

7．小明用自制的“水凸透镜”（向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小）来研究凸透镜成像规律，当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时，如图所示，光屏上原来清晰的像变得模糊，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）

①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”

A．①和②都行B．②和③都行

C．①和③都行D．②和④都行

【答案】B

【解析】

【详解】

近视镜是凹透镜，给水透镜戴上近视镜后，相当于减弱了凸透镜的会聚能力，所以像远离了凸透镜，若要在光屏上得到像，须将光平远离透镜；或增大凸透镜的会聚能力，向水透镜中注水。故选B。

8．如图，两个平面镜相互垂直竖直放置，点光源在平面镜内成三个像，现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动，则可以观察到镜子内的三个像

A．全都做顺时针运动

B．全都做逆时针运动

C．一个顺时针运动，另外两个逆时针运动

D．一个逆时针运动，另外两个顺时针运动

【答案】C

【解析】

【详解】

S在竖直的平面镜中成的像为S′，在水平的平面镜中所成的像为S0；S′在水平的平面镜中成的像为S″，而S0在竖直的平面镜中所成的像点也是S″，即再次成像的像点是重合的，所以一共有3个像，如图所示：

现让点光源S在水平面内沿圆周顺时针运动，则镜子内的三个像中，S0、S′均做逆时针运动．S″是重合的像，相反了两次，应该做顺时针时针转动，故选C．

【点睛】

解答此题的关键是要明确平面镜成像的特点，像与物体是左右相反的．解答此题要求学生应具备一定的空间想像能力．

9．如图所示，白板上画有两个黑色箭头（图甲），用玻璃杯装半杯水放在白板前（图乙），人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化，下列判断正确的是（）

A．玻璃杯下半部相当于一个凹透镜

B．下方箭头是凸透镜形成的虚像

C．下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机

D．把玻璃杯移得离白板更远一点，观察到下方的箭头比移动前变得更大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．玻璃杯下半部分的中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；

B．据图能看出，此时成一个倒立、缩小的实像，故B错误；

C．据B可知，成倒立、缩小的实像，所以此时相当于物体处于2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故C正确；

D．凸透镜成实像时，增大物距，像距缩短，像变小；把玻璃杯移得离白板更远一点，即增大物距，观察到下方的箭头比移动前变得更小，故D错误。

故选C。

10．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

B ．8厘米

C ．13厘米

D ．16厘米

【答案】B

【解析】

【详解】

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 。

11．如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路，且

A ．10cm f =

B ．50cm f =

C ．8cm f =

D ．12cm f =

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据题意AO ＜OB 可知，A 点成像在B 点，像距大于物距，满足f ＜u ＜2f ，成倒立、放大的实像。因为AO =10cm ，则

f ＜10cm ＜2f

即

5cm＜f＜10cm

故选C。

12．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：

＜＜15。

10cm cm

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

＜＜，

f 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。

13．如图所示，一束光在平面镜上发生反射，反射光恰好照在光屏的A处，若要让反射光照在光屏的B处，则下列方法中（）

①只将光屏竖直向下移动一段距离

②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（＜90°）

③只将平面镜竖直向上移动一段距离

④只将平面镜水平向右移动一段距离

A．只有①可行B．只有②可行C．①和②都可行D．③和④都可行【答案】B

【解析】

【详解】

①只将光屏竖直向下移动一段距离，则入射光线不变，则反射光线也不会改变，但光斑会向左移动，故①不符合题意；

②只将平面镜绕入射点O顺时针转过一定角度（＜90°），入射角变大，根据反射角等于入射角可知，反射角也随之变大，反射光线可能经过B点，故②符合题意；

③只将平面镜竖直向上移动一段距离，则入射光线不变，则反射光线也不会改变，但光斑会向左移动，故③不符合题意；

④只将平面镜水平向右移动一段距离，则入射角不变，并且入射点相对应A点的位置不变，因此反射光线的位置不变，故④不符合题意；

故选B．

14．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．10cm B．20cm

C．30cm D．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10cm。故B、C、D项不符合题意，A项符合题意。

15．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。

16．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

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。

17．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 。

18．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 。

19．如图所示，MN 为透镜L 的主光轴，AB 为一条从左边射向透镜后折射的光线，由此可以判定（）

A．若L是凸透镜，B点一定是L的焦点

B．若B点是L的焦点，则L一定不是凸透镜

C．若B点是L的焦点，AB的入射线一定平行于主光轴

D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，则L一定不是凹透镜

【答案】D

【解析】

【分析】

凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，据此分析判断。

【详解】

A．若L是凸透镜，入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平行主光轴，则折射光线不会通过焦点，B当然也不是焦点，故A错误；

BC．若B点是L的焦点（可以是实焦点，也可以是虚焦点），L可能为凸透镜，也可能为凹透镜。当L为凸透镜时，AB的入射线一定平行于主光轴；当L为凹透镜时，AB的入射线一定不平行于主光轴，故BC错误；

D．若AB的入射光线是从无穷远处主光轴上一点发出的，L若是凹透镜，将变得发散，不会折射到B，所以一定不是凹透镜，而是凸透镜，故D正确。

故选D。

20．某人站在离湖岸边8m的C处，刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像，如果眼距地面的高度为l.6m，湖两岸均高出湖水面lm．湖宽50m，则该树HG的高度为（）

A．10m B．9m C．8m D．7m

【答案】C

【解析】

【详解】

某人刚好能看见湖对岸的一棵树HG在水中的完整的像，这就意味着树H在水中的像'

H与

人眼的连线刚好经过距离C 处8m 的湖岸边，作出树HG 在水中的像''H G ，如下图所示．可知

''OA BA BC DC = 可求得'5m OA =，那么45m OA =，三角形'OAH 与三角形'OA B 相似，可知

OA AH OA BA = 可求得'9m AH =，那么

''9m 1m 8m H G =-=

即该树HG 的高度为8m ，故选C ．