中考物理光学问题求解方法的综合题试题附答案解析
一、初中物理光学问题求解方法
1．如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是
A．50°,空气B．50°,玻璃
C．60°,空气D．60°,玻璃
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知，过入射点作出法线，水平直线MN为界面，竖直虚线为EF法线；
因为入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角；且入射光线与折射光线，入射光线与反射光线均据法线两侧，因此CO 为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线，则折射角
∠AOE=90°-30°=60°
入射角
∠COF=90°-40°=50°
入射角小于折射角，因此可得甲介质是玻璃，故选D。
2．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1.5f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4f
C．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。
3．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。
4．如图是用手机、凸透镜和纸盒制成的简易“投影仪”，它能将手机画面放大投射到墙上，下列说法正确的是（）
A．若透镜表面有一只小虫，墙上能看到小虫的像
B．眼睛贴近透镜向纸盒里面看，能看到手机画面放大的像
C ．要使墙上的像变大一些，应将手机靠近透镜，同时使透镜离墙远一些
D ．要使看到的像更清楚，应将手机屏幕调亮一些，使周围的环境暗一些
【答案】CD
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜的成像规律。
【详解】
A ．投影仪的成像条件是物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，而小虫在透镜表面，意味着物距小于一倍焦距，则不能在墙上成像，故A 错误；
B ．投影仪所成的像与透镜的距离较大，若眼睛贴近透镜，则无法观察到清晰的像，故B 错误；
C ．根据凸透镜的成像规律：物近像远像变大，将手机靠近透镜相当于将物体靠近透镜，那么像会变大，且像距变远，所以应将透镜离墙远一些，故C 正确；
D ．将手机屏幕调亮，是让物体本身光线更强，成像更清晰，而环境暗一些可避免环境光线对成像的影响，故D 正确。
故选CD 。
5．小明在做探究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a 、b 、c 、d 四点，并分别调整光屏的位置实验后，他归纳出以下说法，其中错误的是
A ．烛焰位于a 点时，屏上出现的实像最小
B ．烛焰位于b 点时，成等大的实像
C ．烛焰位于c 点时，屏上出现的实像最大
D ．烛焰位于d 点时，成放大的实像
【答案】BD
【解析】
【详解】
A ．使烛焰位于a 点时，2U f ＞，成倒立、缩小的实像，物体在a 点的物距大于物体在b 点的物距，即a 点物距最大，像距最小，像最小。故A 项正确，A 项不符合题意；
B ．使烛焰位于b 点时，2f U f ＞＞，成倒立、放大的实像，故B 项错误，B 项符合题意；
C ．使烛焰位于c 点时，2f U f ＞＞，成倒立、放大的实像，物体在一倍焦距以外，在c 点，物距最小，像距最大，像最大，故C 项正确，C 项不符合题意；
D ．使烛焰位于d 点时，U f ＜，成正立、放大的虚像。故D 项错误，D 项符合题意；
【点睛】
掌握凸透镜成像的三种情况，正确理解凸透镜的一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
6．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
35cm 5cm 30cm u =-=
此时成倒立、缩小的实像，所以物距大于两倍焦距，所以
A 30cm 2f >
得
A 15cm f <
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
B B 30cm 2f f <<
可得
B 15cm 30cm f <<
所以A 的焦距小于B 的焦距；故C 错误，D 正确。
故选AD 。
7．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．
8．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．
9．如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到一个缩小的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则
A．移动光屏，可能在屏上得到倒立放大的像
B．移动光屏，可能在屏上得到倒立缩小的像
C．移动光屏，可能在屏上得到正立放大的像
D．移动光屏，可能在屏上得到正立等大的像
【答案】AB
【解析】
【详解】
如图，物距为
u=40cm?10cm=30cm
时，成倒立、缩小的实像，这是照相机的成像原理，u>2f，所以
30cm>2f
所以凸透镜的焦距范围为：
f<15cm
若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则此时物距为
u=40cm?30cm=10cm
符合题意； C D．根据凸透镜成像规律可知，无论如何移动光屏，光屏上都不可能此正立的虚像，故CD不符合题意。 10．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 ＜＜ f f 15cm2 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 ＜＜ 7.5cm15cm f 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 。 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．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S 0；S ′在水平的平面镜中成的像为S ″，而S 0 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． 13．用凸透镜成像时，定义像与物的大小之比为“放大率”，则在物体成像的情况下（）A．物距一定时，焦距越小放大率越大 B．物距一定时，焦距越大放大率越大 C．焦距一定时，物体离透镜越近放大率越大 D．焦距一定时，物体离同侧焦点走近放大率越大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB．当物体在凸透镜上成实像时，即物体放在1倍焦距以外时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越大则放大率越大；当物体在凸透镜成虚像时，即物体放在1倍焦距以内时，通过做图可以知道，物距一定时，焦距越小则放大率越大；故A、B均不对； C．当凸透镜的焦距一定时，物体成虚像时，通过做图可以知道，物体离透镜越近，放大率越小，故C是不对的； D．当成实像时才是物体离透镜越近，放大率越大，故也可以说是物体离同侧的焦点越近时，放大率越大，这个规律不但对于成实像时适用，成虚像时也同样适用，故D是正确的。 故选D。 14．如图所示，AC为入射光线，CB为折射光线，且AO A．f=10cm B．f= 5cm C．f=8cm D．f= 12cm 【答案】C 【解析】 【详解】 由于AC为入射光线，CB为折射光线，且AO f 已知AO=10m，则 f<10m<2f 解得 5m 故选C。 15．如图，平面镜和长为10cm的细铅笔均竖直放置在水平桌面上，铅笔与平面镜之间的距离为25cm，则 A．若将平面镜向上移动2cm，铅笔的像也向上移动2cm B．若将铅笔和平面镜均绕底部转45°至虚线位置时，铅笔与它的像平行 C．若将铅笔水平向右移动10cm，铅笔像的与铅笔之间的距离增大20cm D．若改用一块较小的平面镜，铅笔的像将变小 【答案】B 【解析】 【详解】 A．平面镜成像中，像与物体关于镜面对称，铅笔不动，向上移动平面镜，铅笔的像的位置不变，故不符合题意； B．平面镜成像中，像与物体关于镜面对称，铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔的像也转动相同的角度，故铅笔与它的像平行，故符合题意； C．由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等，将铅笔水平向右移动10cm，铅笔像的与铅笔之间的距离减小20cm，故不符合题意； D．由平面镜成像规律可知，物与像大小相等，改用一块较小的平面镜，铅笔的像将不变，故不符合题意． 16．如图四幅图均为九年级课本中电学实验实物连接图，其中电表的左接线柱均为“﹣”接线柱，四幅图的电路连接均有错误，其中有三幅图可通过改变一根导线的一端就可以修改正确，只有一幅图是需要改变多根导线的一端才可以修改正确的，这幅图是 A．用电压表则灯L2两端的电压 B．探究并联电路干路电流与各支路电流的关系 C．伏安法测小灯泡的电阻 D．在电阻一定时探究电流与电压的关系 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．如图电压表测量的总电压，要用电压表则灯L2两端的电压，将电压表连接L1左端一端，改接到L2左端即可，故A不符合题意； B．探究并联电路干路电流与各支路电流的关系，电流表应分别测量干路电流、两支路电流，如图将电源负极连接下面灯泡左端的连线，改接到下方电流表的负接线柱，即为正确的电流，故B不符合题意； C．如图，伏安法测小灯泡的电阻的实验电路中，电流表的正负接线柱接反了，且滑动变阻器连接了上面的两个接线柱，所以最少两处需要改正，故C符合题意； D．如图，在电阻一定时探究电流与电压的关系，电流表应串联，电压表应并联在电阻两端，所以将电阻右端到电流表的连线，改接到电压表的负接线柱即为正确的电路，故D不符合题意； 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．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 。 19．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。由上图知， 在A AC '?和AOO ?'中 AA C OA O ACA OO A CAA O OA '''''''∠=∠??∠=∠'??∠=∠? 故 A AC AOO ''?? 故 12 AO OO AA AC '==' 即平面镜的高为人身高的14 因要看见自己在平面镜所成的全身像，平面的高度应为人身高的一半，故不管是前进还是后退，从镜子里也只能看见自己的上半身，不能看见自己的全身像。 故选D。 20．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，则下列判断正确的是（） A．这个清晰的像是倒立、放大的实像 B．此凸透镜的焦距大于20cm C．将蜡烛移动到40cm刻度处，移动光屏，会在光屏上得到清晰、放大的像 D．将蜡烛移动到25cm刻度处，应向右移动光屏，才能再次在光屏上得到清晰的像 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 AB．由图知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，所以 u=-= 50cm15cm35cm v=-= 70cm50cm20cm 可知 35cm> 2f f<20cm< 2f 解得 10cm< f < 17.5cm u+v>4f 即 35cm + 20cm > 4f 解得 f<13.75 cm 综上所述 10cm< f < 13.5cm 故AB错误； C．将蜡烛移动到40cm刻度处，物距等于 50cm- 40cm= 10cm 物距小于焦距，所以成正立放大的虚像，不能成在光屏上，故C错误； D．将蜡烛移动到25cm刻度处，物距减小，像距将变大，像也变大，所以应向右移动光屏，故D正确。 故选D。