2020-2021太原中考物理压轴题专题光学问题求解方法的经典综合题.docx

一、初中物理光学问题求解方法1 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2 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ABCD【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，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。3 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u35cm5cm30cm此时成倒立、缩小的实像，所以物距大于两倍焦距，所以30cm2 fA得f A15cm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fB30cm2 f B可得15cmfB30cm所以 A 的焦距小于B 的焦距；故C 错误， D 正确。故选 AD。4 在探究凸透镜成像规律"的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。实验前，让一束平行光射向凸透镜，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点。实验中，学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。探究完成后，小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像。下列有关说法中正确的是（ ）A该凸透镜的焦距为60cmB随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动C当学生把蜡烛移动到80cm 刻度处，再移动光屏，会成一个倒立、缩小的实像D小明拿来的眼镜是近视镜【答案】 BCD【解析】【详解】A由焦距的概念可知，f60cm50cm10cm所以该凸透镜的焦距为10cm， A 错误；B凸透镜在光屏上成倒立的实像，随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动，B 正确；C由甲图知，80cm 刻度处到凸透镜的距离为u80cm50cm30cm所以u20cm2 f因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像，C 正确；D只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光具有发散作用，因此小明的眼镜是凹透镜，凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜， D 正确。故选 BCD。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 <15cmC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2fvf ， u 2 f即2 f 16cmf ， 30cm2 f可得16cmf8cm ， f15cm则8cmf 15cm透镜的焦距满足 8cmf 15cm ，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， F 为凸透镜的两个焦点，A 为B物体 AB 的像，则AB 在（）A图中 区域，箭头水平向左B图中 区域，箭头水平向左C图中 区域，箭头方向向左斜下方D图中 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AB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 区域，箭头方向向左斜上方故选 D7 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（）A30 30B 30 60C 60 30D 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8 关于光现象的说法正确的是（）A看到湖中游动的“鱼”比其实际位置要深B物体靠近平面镜，所成的像逐渐变大C光发生漫反射时，反射角等于对应的入射角D我们看到“红花绿叶”，是由于花吸收了红光，叶子吸收了绿光【答案】 C【解析】【分析】【详解】A水中的鱼反射的光线穿过水面，折射进入人眼，此时光线在水面处发生折射，折射角大于入射角，即人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼经水面折射所成的虚像，且虚像在实际鱼的上方，所以从岸边看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。故A 错误；B由平面镜成像的特点可知，像与物大小相等，像的大小与物体到平面镜的距离无关，所以，物体逐渐靠近平面镜，所成的像大小不变，故B 错误；C镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，所以光发生漫反射时，反射角等于入射角，故C 正确；D不透明物体的颜色由它反射的色光所决定，而透明物体的颜色由透过它的色光的颜色所决定，所以红花绿叶是由于红花只能反射红光，而绿叶只能反射绿光，故D 错误。故选 C。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，u2f，所以30cm2f所以凸透镜的焦距范围为：f15cm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=10cmA若 5cmf10 cm，此时 fu2f ，移动光屏，可能在屏上得到倒立放大的像，故A符合题意；B若 f5 cm，此时 u2f，移动光屏，可能在屏上得到倒立缩小的像，故B 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 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（ ）将光屏靠近“水透镜”将蜡烛远离“水透镜”对“水透镜”注水将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”A和都行B和都行C和都行D和都行【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。11 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 中故故即平面镜的高为人身高的AA COA OACAOO ACAAO OAA ACAOOAOOO1AAAC214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。12 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，故的。故选 D。D 是正确13 如图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置，下列说法正确的是（）A图甲可知凸透镜的焦距是40.0cmB图乙四个位置中，移动光屏，有4 个位置上的蜡烛可以在光屏上成像C将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子D将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时的成像特点与投影仪的成像原理相同【答案】 C【解析】【分析】【详解】A从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是30.0cm 刻度，而光屏所在的位置是40.0cm 刻度，而平行光线经凸透镜折射后，会聚于焦点，可知凸透镜的焦距是f40.0cm -30.0cm10.0cm凸透镜的焦距是10.0cm， A 错误；B一倍焦距以外是实像，以内是虚像，因为甲乙丙在焦点外，所以成实像，可以成在光屏上， B 错误；C凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上有一个泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像，因此像与原来的相同，大小不变，但是由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像是完好的，只是亮度变暗，不会出现泥点的影子，C 正确；D将蜡烛放在乙位置，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，像距会大于一倍焦距，小于两倍焦距，从图乙可以看到，光屏应向左移动才能找到清晰的像，这是成倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机的成像原理相同，故选 C。D 错误。14 城市的很多街口都安装了360 24小时监控，来保护人民高清晰摄像头，由公安局实施的 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（）A不管该人走近还是走远，所成的像都是正立缩小的实像B如果该人远离镜头，镜头的焦点可能变在a 点C如果该人靠近镜头，镜头的焦点可能变在c 点D如果该人靠近镜头，镜头的焦点可能变在b 点【答案】D【解析】【详解】A 该人走近还是走远时，所成的像是倒立的实像，不是正立的，A 错误；B如果该人远离镜头，那么物距变大，像距变小，像更靠近焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变大，焦点不可能在 a 点， B 错误；C D如果该人靠近镜头，那么物距变小，像距变大，像更远离焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变小，焦点不可能在c 点，可能变在b 点， C 错误、 D 正确15 如图所示， AC 为入射光线， CB为折射光线，且 AO<OB，已知 AO=10m ，该凸透镜的焦距可能是（ ）A f=10cmBf= 5cmC f=8cm【答案】 CD f= 12cm【解析】【详解】由于 AC为入射光线，CB为折射光线，且AO<OB，结合凸透镜成像规律可知f<l AO <2 f， lBO >2 f已知 AO=10m，则f<10m<2 f解得5m<f<10cm故选 C。16 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；两条出射光线不再平行。A【答案】 BBCD【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。17 如图所示，纸筒A 的一端蒙上了一层半透明纸，纸筒B 的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。为了在A 端得到清晰的像，要调整A、B 间的距离，这时（）A眼睛应对着B 端向筒内观察，看像是否清楚B适当旋转B，可在 A 上得到正立的像C应把 B 端朝着明亮的窗外，A 筒朝着较暗的室内，否则看不清楚D应把 A 端朝着明亮的窗外，B 筒朝着较暗的室内，否则看不清楚【答案】 C【解析】【分析】在本题的模型照相机中在纸筒 B 的右端为凸透镜，纸筒 A 的左端的半透明纸就相当于真实照相机的底片，在半透明纸上所看到的就是凸透镜前方的景物通过凸透镜所生成的像。【详解】A由凸透镜的成像规律可知，应该对着A 端向筒内观察而不是眼睛对着B 端向内方向观察，让光线从纸筒B 通过凸透镜才可以看到、看清楚物体的像；故A 错误；B模型照相机成的是倒立缩小的实像，因此适当旋转B，可在A 上得到倒立的像，故B 错误；CD为使半透明纸上得到的像更亮一些，要成像的物体就应该在明亮的地方，所以应该把模型照相机的B 朝着室外面，A 端朝着较暗的室内，故C 正确、D 错误。故选C。【点睛】照相机应用的是凸透镜成实像时： u 2f，成倒立缩小的实像；在调节上，符合物近像远像变大：像要变小，物距要增大，像距要变小，镜筒缩短。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u2 f， fv2 f，成倒立、缩小的实像，即uv ；由题意可以知道物距u30cm ，像距v20cm ，这种情况是成倒立、缩小的实像，即30cm2 ff20cm2 f化简可得10cmf15cm所以凸透镜的焦距不可能是18cm；当物体远离凸透镜距，像距变小，所成的实像会变小；当物体靠近凸透镜10 cm，物距变大，依然大于两倍焦10 cm，物距 u20cm ，那么fu2 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v30cm ，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B若C若D若L 是凸透镜， B 点一定是L 的焦点B 点是 L 的焦点，则L 一定不是凸透镜B 点是 L 的焦点， AB 的入射线一定平行于主光轴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），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 可能为凸透镜，也可能为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 如图所示，一束光线射入杯中，在杯底形成光斑。逐渐抽出杯中的水，光斑将（）A向右移动B向左移动C不动D无法确定【答案】B【解析】【详解】一束光线射入杯中，在杯底形成光斑，这过程发生了折射现象，折射角小于入射角，当逐渐抽出杯中的水时，入射光线与水面的交点会左移，入射角大小不变，那么折射角大小也不变，在杯底形成光斑也会左移，故选B 。