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1、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，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
2、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 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
3、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 凸透镜成像实验中，移动蜡烛到某位置时，能在光屏上再次成清晰缩小的像，则下列说法能成立的是A同时移动蜡烛与光屏，且移动距离相同时，有可能在光屏上再次成清晰缩小的像；B若将一老花镜放到凸透镜前方，光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像；C换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜：D保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像：【答案】 CD【解析】【详解】A物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离，故A 项不符合题意；B老花
4、镜是凸透镜，若将一老花镜放到凸透镜前方，则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚，此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像；B 项不符合题意；C换用焦距较小的凸透镜后，相当于增大物距，当物体成实像时，随着物距u 增大，像距减小，同时像也在减小。故要在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜方向移动；C 项符合题意；D根据光路可逆性可知，在保持物体和光屏位置不变时，移动凸透镜，可以光屏上成一个倒立、放大、实像，此时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，意；D 项符合题4 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
5、立缩小的实像B此时透镜的焦距10cmf20cmC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】【 解】A 由 可知，当物距小于像距 ，光屏上成倒立、放大的 像，故A 正确；B由 可知u20cm， v40cm ， f20cm2 f10cmf20cm 40cm2 ff20cm 由可得透 焦距10cmf20cm故 B 正确C保持蜡 和光屏不 ，将透 移 到40cm 刻度 ，物距u40cm ，像距 v60cm40cm20cm即此 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
6、到清晰的像，故 C 正确；D向水透 注水后，透 会聚能力 ，焦距 小，使光 提前会聚成像，所以要使光屏上重新得到清晰的像， 减小像距，需要将光屏向左移 ，故D 。故 BC。5 在“探究凸透 成像的 律” ，将点燃的蜡 放在距凸透 30cm ，在透 另一 距离透 16cm 的光屏上得到 焰清晰的像。下列 法正确的是（）A此 的成像特点与投影 相同B 透 的焦距 足8cm f 15cmC将蜡 和光屏互 后，光屏上不能承接到清晰的像D将蜡 和光屏同 离凸透 ，可再次承接到清晰的像【答案】B【解析】【分析】【 解】A由 可知，蜡 放在距凸透 30cm ，在透 另一 距离透 16cm 焰清晰的像，物距大
7、于像距，光屏上成倒立 小的 像，与照相机原理相同，故 的光屏上得到A 不正确；B由凸透 成像 律可知，此 物距在二倍焦距以外，像距在一倍焦距和二倍焦距之 ，即2fvf ， u2 f即2 f16cmf ， 30cm2 f可得16cmf8cm ， f15cm则8cmf15cm透镜的焦距满足8cmf15cm ，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，故确；C 项不正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，故确。故选 B。D 项不正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
8、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，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bc
9、、 ，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ABCD【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。8 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
10、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，
11、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。9 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
12、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
13、，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。10 小明的爸爸身高 1.80m ，小明现在身高 1.68m ，而妈妈身高 1.72m。如果他们全家人的眼睛到头顶的距离均为 10cm，为了让全家人都能在镜子中看到自己的全身像，镜子的下边缘需离地高度不能高于（）A0.9mB 0.84mC 0.96mD 0.79m【答案】 D【解析】【详解】人眼与像中眼睛连线，人眼与像中脚连线。图中A 点为平面镜最低点，最低点高度为人眼离地面的高度的一半，三人中小明身高最小，要求平面镜高度最低，应按小明来计算，小明眼睛高度为 158cm ，所以镜子下边缘离地面最多
14、不能高于158cm=79cm=0.79m 。故选 D 。11 如图所示，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 15cm ，则A向上移动平面镜，铅笔的像也向上移动B为使铅笔在平面镜中成完整的像，平面镜应至少高10cmC铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔与它的像平行D铅笔和平面镜均水平向右移动10cm，铅笔像的位置不变【答案】 C【解析】【详解】A由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系，向上移动平面镜对称轴位置不变，铅笔的像位置也不变；B由平面镜成像规律可知物与像大小相等，当铅笔紧贴平面镜时，平面镜至少高为10cm，当铅笔远离平面镜时，小
15、于10cm 也可以成完整的像；C由平面镜成像规律可知物与像关于平面镜成轴对称关系，铅笔和平面镜均绕底部转至虚线位置时，铅笔平行于平面镜，铅笔的像也平行于平面镜，因此铅笔与它的像平行；D由平面镜成像规律可知物与像到平面镜的距离相等，当铅笔和平面镜均水平向右移动10cm，像的位置也向右移动了10cm12 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
16、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。13 凸透镜成像实验中，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰放大的像，则下面说法正确的是A将物体靠近透镜后，无论如何移动光屏，光屏上都不能呈现物体的像，则一定成虚像B保持透镜位置不变，将物体和光屏位置互换，一定可以在光屏上得到清晰缩小的像C如果物体靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏必须远离透镜且光屏移动距离小于物体移动距离D
17、将透镜遮挡一部分，则一定不能成完整的像【答案】 B【解析】【详解】A由题意可知，移动物体到某位置时，能在光屏上成清晰放大的像，说明此时2 f u f ， v 2 f ；将物体靠近透镜后，只要物距仍在2 fuf 这个范围，此时只需要把光屏远离凸透镜，还可以成放大的实像；故A 项错误；B保持透镜位置不变，将物体和光屏位置互换后，此时2 fvf， u 2 f ，故此一定可以在光屏上得到清晰缩小的像；故B 项正确；C物体靠近透镜即物距减小，像距增大，光屏应远离透镜，当u2 f 时光屏移动距离小于物体移动距离，当 2 f u f时光屏移动距离大于物体移动距离，故C 项错误；D凸透镜成实像时，所有透过透镜
18、的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故亮度会减弱，像会变暗。故D 项错误；14 小明用放大镜看自己的指纹，如图所示。随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体，并且离窗外的物体越来越远，如图所示。以下说法正确的是（）A小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的实像B小明用放大镜看自己的指纹，看到的是倒立、放大的虚像C小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像越来越小D小明拿同一个放大镜看窗外的
19、物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像虚像【答案】 C【解析】【分析】【详解】AB小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的虚像，不是实像，也不是倒立的， A、 B 错误；CD小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，根据凸透镜的动态成像规律可知，物体到凸透镜的距离越大时，像到凸透镜的距离越小，所成的像是越来越小的，并且是实像；C正确、 D 错误。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2cmB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
20、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20cmD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像的与铅笔之间的距离减小 20cm，故不符合题意；10cm，铅笔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 某凸透镜
21、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16cmB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 u16cm 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 u1
22、6cm 时，有两种情况：若uf ，则成正立、放大的虚像，应用是放大镜；若fu2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪，故C 错误；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
23、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
24、在哪都找不到物体的像了，透镜焦距是（）A40cmB 30cmC 20cmD 10cm【答案】 C【解析】【分析】理解凸透镜成像实验时，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
25、透镜的焦距之间，在光屏上可以成像，故A 不符合题意。1 倍焦距和2 倍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。19 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
26、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 u 2 f ， f v 2 f ，成倒立、缩小的实像，即 u v ；由题意可以知道物距 u 30cm ，像距 v 20cm ，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 u20cm ，那么fu2 f为了在光屏上得到清
27、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 。20 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 aB光线 bC光线 cD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C