物理光学问题求解方法的专项培优 易错 难题练习题及答案.docx

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物理光学问题求解方法的专项培优易错难题练习题及答案

一、初中物理光学问题求解方法

1．毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，接下来的操作是（）

A．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头靠近胶片

B．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头靠近胶片

C．应使照相机远离学生，并调节镜头使镜头远离胶片

D．应使照相机靠近学生，并调节镜头使镜头远离胶片

【答案】B

【解析】

【详解】

毕业班的同学在照毕业照时发现有一部分同学没有进入取景框，为了使全班同学都进入取景框，即是要把像变小，根据凸透镜的动态成像规律，像要更加小，那么物距应该变大，应使照相机远离学生，同时为了成清晰的像，像距要变小，即调节镜头使镜头靠近胶片，故选B。

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1.5f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。

4．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。

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，

，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，

，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，

，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，

，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．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（）

A．L=18cmB．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

8．如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体．拿一副远视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊．拿走远视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，有以下几种操作：

①只将蜡烛远离凸透镜； ②只将光屏靠近凸透镜；③只将光屏远离凸透镜；④将光屏和蜡烛同时适当远离凸透镜．其中可行的操作是

A．只有②B．只有③C．只有①③D．只有①③④

【答案】D

【解析】

远视眼镜是凸透镜，首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用，拿一个远视镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，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，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，因此①③④都可以．

故选D．

【点睛】远视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太弱或眼球的前后方向太短造成的，因此要让光线在进入眼睛以前提前会聚一下，所以要带凸透镜来矫正．

9．如图甲所示，在探究“平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？

”实验中，桌上已给出的实验器材有：

带支架的玻璃板、铅笔、刻度尺、打火机各一个；完全相同的蜡烛两个（A、B）；白纸一张。

A蜡烛是“物”。

实验中，确定A蜡烛的像的位置后，在白纸上沿蜡烛A和蜡烛B的边缘画圆，并测出相应的物距u和像距v。

第一次实验测量的物距是A的右端到直线的距离，蜡烛B的位置如图乙所示。

下列说法正确的是

A．实验中应只点燃A蜡烛

B．应在“M”侧观察蜡烛A经玻璃板所成的像

C．多次改变A蜡烛的位置，获得多组数据是为了减小误差

D．第一次实验测量的像距v1＝3.50cm

【答案】ABD

【解析】

【详解】

AB．做实验时，只点燃蜡烛A，蜡烛A在玻璃板中成像，观察蜡烛的像时，眼睛要在蜡烛A的一侧，眼睛既能看到蜡烛A，又能看到代替蜡烛A像的蜡烛B，当B好像被点燃时，说明B与A的像完全重合，说明A与A的像大小相同；故A、B正确；

C．实验中，多次改变A蜡烛的位置，主要是为了获得多组数据归纳出物理规律，使实验结论具有普遍性，故C错误；

D．实验测量的物距是A的右端到直线的距离，则根据对称性可知，像距应是B的左端到直线的距离，由图知：

刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为1mm，所以此时对应的像距v=3.50cm，故D正确。

10．如图所示的两个平面镜相交成55°角，一束光线AO射到其中一个平面镜上，要使经另一镜面一次反射后，最后的光线从OA路径传播出去，角α应为

A．35°B．55°C．45°D．90°

【答案】A

【解析】

【详解】

根据题意可知，反射光线与镜面PN垂直，由图知，两块平面镜相交成55°角，则

∠POB=90°-55°=35°，

因为反射现象中反射角等于入射角，法线垂直镜面，且平分入射光线与反射光线的夹角，则反射光线与镜面的夹角也等于入射光线与镜面的夹角，所以AO与平面镜MP的夹角α=∠POB=35°，故选A．

11．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。

12．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（）

A．利用了这一原理制成了照相机

B．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大

C．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像

D．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在45cm刻度线处，适当移动光屏也能得到一个清晰的像

【答案】C

【解析】

【详解】

A．从图中可以看到，蜡烛物距

，像距

，可知

，而照相机的是

，A错误；

B．根据凸透镜成像的规律可知，若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，像是逐渐变小的，B错误；

C．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，根据光路的可逆性，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像，C正确；

D．由题意可知

，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在45cm刻度线处，此时

，

，会成正立放大的虚像，适当移动光屏是不能得到清晰的像，D错误．

13．如图所示，在容器底部倾斜固定放置的防水激光笔发射出一束激光，激光束在水面发生折射后射在上方水平放置的光屏上形成光斑。

小明慢慢向容器中加水（未满）的过程中，随着水面上升，光斑位置将（）

A．向左移动

B．向右移动

C．先向左移动再向右移动

D．先向右移动再向左移动

【答案】A

【解析】

【详解】

由于水面上升，入射点上升，折射光线向左平移，与原来低水面时出来的折射光线平行。

故选A。

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（）

A．6厘米

C．13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α应为（　　）

A．90°B．60°C．45°D．30°

【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．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（）

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；

CD．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．

17．如图所示，一平面镜放在圆筒的中心处，平面镜正对筒壁上的一点光源S，点光源S发出一细光束垂直射向平面镜．平面镜从图示的位置开始绕圆筒的中心轴O匀速转动，在转动30º时，点光源在平面镜中所成的像在镜中转过的角度为θ1，照射到筒壁上的反射光转过的角度为θ2，则（）

A．θ1＝30º，θ2＝30º

B．θ1＝30º，θ2＝60º

C．θ1＝60º，θ2＝30º

D．θ1＝60º，θ2＝60º

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

如右图所示，平面镜旋转30°，相当于入射角增大30°，因为原先入射角为0°，（如左图）则入射角和反射角的夹角为60°，照射到筒壁上的反射光斑转过的角度θ2即为60°（如右图）由左右两图的“虚像”的位置可知：

点光源在镜中所成的像转过的角度θ1为60°．

18．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．

19．如图所示的军事观察孔，人可以通过孔观察外面，现在在孔中嵌入玻璃砖后观察的范围将（）

A．变大B．变小C．不变D．无法确定

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

眼睛通过空气孔看到的范围和通过玻璃看到的范围如图所示：

黑色光线表示在空气中的光路，灰色表示在嵌入玻璃砖后的光路．从图中可以看出，嵌入玻璃砖后观察的范围变大．故选A．

20．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

，因为

，所以

，可解得

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

，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。