1、物理物理 光学问题求解方法的专项 培优 易错 难题练习题含答案一、初中物理光学问题求解方法1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
2、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。2如图所示，小宇将凸透镜（f=10cm）固定在光具座40cm的位置，探究凸透镜成像规律。下列说法正确的是（）A将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变小B当光屏上成清晰的像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像C将蜡烛放在10cm处，移动光屏，光屏上可得到倒立缩小的清晰像D蜡烛燃烧一段时间后变短，像成在光屏的下方，可将透镜的高度向下调，使像成在
3、光屏中心【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A根据“无论实像或虚像，物体靠近焦点像都变大”可知，蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，所成的虚像将变小，故A正确；B能在光屏上成清晰像的是实像，实像是实际光线会聚成的，当把光屏去掉后，实际光线会聚成实像后继续传播，进入人的眼睛，故B正确；C将蜡烛放在10cm处时，物距为30cm，而焦距为10cm，即物距大于两倍焦距，光屏上能承接到的是倒立缩小的像，故C正确；D蜡烛燃烧一段时间后变短，根据光的直线传播原理，则成的像会偏向光屏上方，可向下适当调整凸透镜，故D不正确。故选ABC。3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
4、.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4fC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
5、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。4如图所示，小海用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼、远视眼的视物差别。实验中假定图甲中的透镜为正常眼晶状体的形状，并测得其焦距为10cm，再将甲分别挤压成图乙、丙的形状。如图所示，能够模拟远视眼的成因及矫正方法的是A BC D【答案】BD【解析】【详解】因凸透镜的凸度越大，焦距越小，所以实验中测得甲图焦距为10cm，再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状，由图可以看出，乙图的凸度比丙图大，则焦距小于10cm的是图乙
6、，大于10cm的是图丙；因为丙的焦距比乙的焦距大，所以会聚能力减弱，因此B模拟的是远视眼，A模拟的是近视眼；远视眼应佩戴凸透镜进行矫正；综上所述，故选BD。5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
7、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。6拿一副远视眼镜放在凸透镜前，如图所示，光屏上出现烛焰清晰的像，移走远视眼镜，烛焰的像变得模糊，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）A将蜡烛远离凸透镜 B将光屏靠近凸透镜C将光屏远离凸透镜 D将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜【答案】AC【解析】【分析】【详解】A远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会
8、聚作用，拿一副远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，移走远视眼镜，远视眼镜对烛焰光线的会聚作用消失，烛焰的像会远离凸透镜，像距变大，由于烛焰的像不在光屏上，所以光屏上烛焰的像变得模糊了，若将蜡烛远离凸透镜，物距变大，根据凸透镜的成像规律，像距会变小，当像距减小的距离与移走远视眼镜像距变大的距离相等时，光屏上就能成清晰的烛焰的像，故A符合题意；BC由于移走远视眼镜后，烛焰的像会远离凸透镜，像距变大，若将光屏靠近凸透镜，光屏离烛焰的像的距离更大了，像会变得更加模糊了，若将光屏远离凸透镜，光屏就会靠近烛焰像的位置，当光屏正好移到烛焰像的位置，光屏上就能成清晰的烛焰的像，故B不符合题意，C符合
9、题意；D由于移走远视眼镜后，烛焰的像会远离凸透镜，像距变大，若将蜡烛靠近凸透镜，物距变小，根据凸透镜的成像规律，烛焰的像离凸透镜更远了，像距变得更大，将光屏靠近凸透镜，光屏离烛焰的像的距离就更大了，像会变得更加模糊了，故将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜，烛焰的像会更加模糊，故D不符合题意。故选AC。7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（ ）AL=18cm BL=14cmC4cmf5cm D5cmf 8cm【答案】AC【解析】【分析】【
10、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2f10cm，f8cm2f解得4cmf5cm，故选AC。8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
11、 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
12、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。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fu2f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
13、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，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，可解得A项错误；故A项符合题意；B由图可知此时，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
14、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ABC。10如图所示，光屏上能看到烛焰清晰的像，下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是（ ）A保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调B保持蜡烛和光屏的位置不变，只将凸透镜向左移动适当距离C保持凸透镜的
15、位置不变，将蜡烛和光屏都向右移动适当距离D换一个焦距更小的凸透镜，调整光屏至适当的位置【答案】D【解析】【详解】A从图中可以看到，烛焰的物距大于像距，由于在光屏上能看到烛焰清晰的像，根据凸透镜的成像规律可知，这个像应该是倒立、缩小的实像；当保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调后，根据光路的可逆性可知，在光屏上也能看到烛焰清晰的像，此时物距小于像距，根据凸透镜的成像规律可知，这个像应该是倒立、放大的实像，这个操作可以使光屏上清晰的像变大，A项不合题意；B保持蜡烛和光屏的位置不变，只将凸透镜向左移动适当距离，那么物距会变小，像距会变大，根据凸透镜的成像规律可知，当物距变小时，像距变大时，像会
16、变大，所以能使光屏上清晰的像变大，B项不合题意；C保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏都向右移动适当距离，根据凸透镜的成像规律可知，当物距变小时，像距变大时，像会变大，能使光屏上清晰的像变大，C项不合题意；D换一个焦距更小的凸透镜，那么物距不变，根据凸透镜的成像规律可知，像距会变小，调整光屏至适当的位置，所成的清晰像会更小，不能使光屏上清晰的像变大，选项D符合题意。11某小组在探究凸透镜成像规律时，将蜡烛放在某位置时在光屏上得到一个与物等大的像。然后将蜡烛向凸透镜移近了20cm，无论在哪都找不到物体的像了，透镜焦距是（）A40cm B30cm C20cm D10cm【答案】C【解析】【分析】理解
17、凸透镜成像实验时，光屏上换不到像一船来说有这两个原因，一是物距小于等于焦距，此时不成像，或成虚像；二是蜡烛、凸透镜、光屏不在同一高度。本题明显属于第一个原因，再根据成实像时物距与焦距的关系分析解答。【详解】将蜡烛放在某位置上，得到一个与物体等大的像，根据凸透镜成像规律知，此时蜡烛在2倍焦距上，若将蜡烛向透镜移近了20厘米，无论在哪，光屏都不能承接到像了，即说明此时蜡烛处于1倍焦距上或处于1倍焦距以内，据此分析：A若焦距是40cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，蜡烛处于透镜的1倍焦距和2倍焦距之间，在光屏上可以成像，故A不符合题意。B若焦距是30cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，蜡烛处于透
18、镜的1倍焦距和2倍焦距之间，在光屏上可以成像，故B不符合题意。C若焦距是20cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，恰好处于透镜的1倍焦距上，即处于焦点上，不能成像，故C符合题意。D若焦距是10cm，故将蜡烛向透镜移近了20厘米后，恰好移动到透镜的光心处，故不可能，故D不符合题意。故选C。12将一长方形玻璃砖沿对角线切开,并分开一段距离放置,所图所示四条光线沿图示位置入射,能得到右边出射光线的只可能是A光线a B光线b C光线c D光线d【答案】C【解析】【详解】光线垂直于界面入射时，光线的传播方向不变；光从左侧玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，故从左侧玻璃中出来的折射光线会向上偏折；光从
19、空气中斜射入右侧玻璃中时，折射角小于入射角（此时的折射角等于左侧玻璃中的入射角），故折射光线与原入射光线平行射出，即最后射出的光线如上图所示；d光线由于未垂直界面入射，因此无法垂直射出，故选C13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 BC D【答案】B【解析】【详解】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，所以；乙透镜成缩小、倒立的实像，说明，所以；丙透镜成放大、正立的虚像，说明；
20、所以，。故选B。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（ ）A6厘米f10厘米 B8厘米f13厘米C13厘米f16厘米 D16厘米f26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，代入数据得：解得：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，代入数据得：解得：所以故选B。15如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜M，桌面上的小球按图示方向滚动要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角应为（）A90 B60 C45 D30【
21、答案】C【解析】【分析】【详解】根据题意，小球水平向右运动，小球的像竖直向下运动根据平面镜成像的特点可知，小球实际的运动路线与它的像运动路线应该是关于平面镜对称的，所以平面镜应当是两条路线的角平分线所以图中的故C符合题意16一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0C入射角、反射角、折射角都是90D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
22、，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。17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（ ）两条出射光线仍平行，但距离大于d；两条出射光线仍平行，但距离小于d；两条出射光线仍平行，但距离等于d；两条出射
23、光线不再平行。A B C D【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。18如图所示，若要让反射光线射中天花板上的新目标，下列方法不可行的是（ ）A只将平面镜竖直向上平移一段距离B只将平面镜水平向右平移一段距离C只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度D只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度【答案】B【解析】【详解】A只将平面镜竖直向上平移一段距离，那么入射点O点在水平方向上会右移，反射光线在水平方向上也会右移，那么反射光线能够射中天
24、花板上的新目标，A项不合题意；B只将平面镜水平向右平移一段距离，那么入射点O点的位置不变，反射光线的位置也不变，那么反射光线不能射中天花板上的新目标，选项B符合题意；C只将平面镜绕O点顺时针转动一定角度，那么入射角会变小，反射角也会变小，反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度，反射光线能够射中天花板上的新目标，C项不合题意；D只将激光笔的入射光绕O点逆时针转过一定角度，那么入射角会变小，反射角也会变小，反射光线也会绕O点顺时针转动一定角度，反射光线能够射中天花板上的新目标，D项不合题意。19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
25、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。20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。
