中考物理 光学问题求解方法 综合题附详细答案
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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
C．当u=60cm时，由f<30cm可知2f<60cm，即u>2f。当物距大于2f 时，f
D．当u=15cm时，由30cm<2f可知15cm
2．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10cm20cmf
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20cmu，40cmv，则
202fcmf
10cm20cmf……①
40cm2f
20cmf……②
由①②可得透镜焦距 10cm20cmf
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40cmu，像距为
60cm40cm20cmv
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。
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=14cm
C．4cm
【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
4．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。
5．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．
6．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u大于像距v，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u小于像距v，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u会变小，像距v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。
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8cm
B．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2fvf，因为26cmv，所以26cm2ff，可解得
13cm26cmf
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13cm26cmf，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．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。
9．小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A固定在光具座上35cm处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示。接着，他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．照相机的物镜成像原理与图甲相同 B．放大镜的物镜成像原理与图乙相同
C．凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距 D．凸透镜B的焦距大于凸透镜A的焦距
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图甲可知，光屏上呈现倒立缩小的实像，所以照相机的物镜成像原理与图甲相同，故A正确；
B．由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同，故B错误；
CD．由甲图可知，物距
35cm5cm30cmu
此时成倒立、缩小的实像，所以物距大于两倍焦距，所以
A30cm2f
得
A15cmf
由乙图可知，物距仍为30cm，此时成倒立、放大的实像，所以物距处于f和2f之间，即
BB30cm2ff
可得
B15cm30cmf
所以A的焦距小于B的焦距；故C错误，D正确。
故选AD。
10．城市的很多街口都安装了 360°高清晰摄像头，由公安局实施 24 小时监控，来保护人民的 安全，摄像机的像距几乎不变，但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体，焦距可以调节，如图 所示，某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像，此时镜头的焦点在 F 处，在监控此人的过程中（该人在成像板上的像保持清晰），下列说法正确的是（ ）
