光學(xué)知識競賽題集及參考答案選擇題（共10題，每題3分）1.光在真空中傳播的速度約為：A.3×10?m/sB.3×10?m/sC.3×101m/sD.3×10??m/s2.下列哪種現(xiàn)象是光的折射現(xiàn)象？A.日食B.彩虹C.水中倒影D.小孔成像3.棱鏡使白光分解成彩色光的現(xiàn)象稱為：A.反射B.折射C.衍射D.色散4.眼睛的晶狀體相當(dāng)于：A.凸透鏡B.凹透鏡C.平面鏡D.凹面鏡5.光的衍射現(xiàn)象表明：A.光是粒子B.光是波C.光既不是粒子也不是波D.光的性質(zhì)無法確定6.下列哪種光學(xué)元件能使光線會聚？A.凹透鏡B.凸面鏡C.凹面鏡D.平面鏡7.照相機(jī)利用了哪種光學(xué)原理？A.光的直線傳播B.光的反射C.光的折射D.光的衍射8.光的反射中，入射角等于：A.反射角B.90°-反射角C.180°-反射角D.2×反射角9.放大鏡是利用了：A.凹透鏡的原理B.凸透鏡的原理C.凹面鏡的原理D.凸面鏡的原理10.光的色散現(xiàn)象中，哪種顏色光偏折最大？A.紅色B.橙色C.黃色D.紫色填空題（共10題，每題3分）1.光在均勻介質(zhì)中沿________傳播。2.光的反射定律包括：入射角等于________，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)。3.光的折射定律包括：入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，入射光線和折射光線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦之比等于________。4.棱鏡使白光分解成彩色光的現(xiàn)象稱為________。5.眼睛的近視眼需要佩戴________透鏡矯正。6.眼睛的遠(yuǎn)視眼需要佩戴________透鏡矯正。7.光的衍射是指光繞過________的現(xiàn)象。8.光的干涉是指兩列或多列光波在空間相遇時(shí)，某些區(qū)域的振動________，某些區(qū)域的振動________的現(xiàn)象。9.光的波長用________表示，單位是________。10.光的頻率用________表示，單位是________。判斷題（共10題，每題2分）1.光的反射是可逆的。（對/錯）2.光的折射是可逆的。（對/錯）3.光在真空中的傳播速度是3×10?m/s。（對/錯）4.光的色散現(xiàn)象中，紅光偏折最大。（錯）5.放大鏡能使物體成正立、放大的虛像。（對）6.照相機(jī)能使物體成倒立、縮小的實(shí)像。（對）7.光的衍射現(xiàn)象中，光的波長越長，衍射越明顯。（對）8.光的干涉現(xiàn)象中，兩列光波的相位差為π時(shí)，發(fā)生相消干涉。（對）9.光的頻率越高，波長越長。（錯）10.光的折射率是光在真空中的速度與光在介質(zhì)中的速度之比。（對）簡答題（共5題，每題5分）1.簡述光的反射定律。2.簡述光的折射定律。3.簡述近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正方法。4.簡述光的衍射現(xiàn)象及其應(yīng)用。5.簡述光的干涉現(xiàn)象及其應(yīng)用。計(jì)算題（共5題，每題10分）1.光從空氣射入水中，入射角為30°，水的折射率為1.33，求折射角。2.光從玻璃射入空氣，折射角為60°，玻璃的折射率為1.5，求入射角。3.一個(gè)凸透鏡的焦距為10cm，物體距離透鏡20cm，求像距和像的性質(zhì)。4.一個(gè)凹透鏡的焦距為15cm，物體距離透鏡30cm，求像距和像的性質(zhì)。5.兩列光波在空間相遇，波長分別為500nm和600nm，求兩列光波的頻率差。（光在真空中的速度為3×10?m/s）參考答案及解析選擇題1.A解析：光在真空中的傳播速度約為3×10?m/s。2.B解析：彩虹是光的色散現(xiàn)象，水滴使白光分解成彩色光。3.D解析：棱鏡使白光分解成彩色光的現(xiàn)象稱為色散。4.A解析：眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，能使光線會聚。5.B解析：光的衍射現(xiàn)象表明光是波，光能繞過障礙物傳播。6.C解析：凹面鏡能使光線會聚。7.C解析：照相機(jī)利用了光的折射原理，通過凸透鏡成像。8.A解析：光的反射中，入射角等于反射角。9.B解析：放大鏡是利用了凸透鏡的原理，能使物體放大。10.D解析：光的色散現(xiàn)象中，紫光偏折最大。填空題1.直線解析：光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。2.反射角解析：光的反射定律包括：入射角等于反射角。3.介質(zhì)的折射率之比解析：光的折射定律包括：入射角的正弦與折射角的正弦之比等于介質(zhì)的折射率之比。4.色散解析：棱鏡使白光分解成彩色光的現(xiàn)象稱為色散。5.凹解析：眼睛的近視眼需要佩戴凹透鏡矯正。6.凸解析：眼睛的遠(yuǎn)視眼需要佩戴凸透鏡矯正。7.障礙物解析：光的衍射是指光繞過障礙物的現(xiàn)象。8.加強(qiáng)/減弱解析：光的干涉是指兩列或多列光波在空間相遇時(shí)，某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱的現(xiàn)象。9.λ（lambda）/米解析：光的波長用λ表示，單位是米。10.f（frequency）/赫茲解析：光的頻率用f表示，單位是赫茲。判斷題1.對解析：光的反射是可逆的，即反射光線和入射光線可以互換。2.對解析：光的折射是可逆的，即折射光線和入射光線可以互換。3.對解析：光在真空中的傳播速度是3×10?m/s。4.錯解析：光的色散現(xiàn)象中，紫光偏折最大。5.對解析：放大鏡能使物體成正立、放大的虛像。6.對解析：照相機(jī)能使物體成倒立、縮小的實(shí)像。7.對解析：光的衍射現(xiàn)象中，光的波長越長，衍射越明顯。8.對解析：光的干涉現(xiàn)象中，兩列光波的相位差為π時(shí)，發(fā)生相消干涉。9.錯解析：光的頻率越高，波長越短。10.對解析：光的折射率是光在真空中的速度與光在介質(zhì)中的速度之比。簡答題1.光的反射定律包括：入射角等于反射角，反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。2.光的折射定律包括：入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi)，入射光線和折射光線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦之比等于介質(zhì)的折射率之比。3.近視眼是由于晶狀體曲度過大或眼球前后徑過長，使遠(yuǎn)處物體的光線會聚在視網(wǎng)膜前方，需要佩戴凹透鏡矯正。遠(yuǎn)視眼是由于晶狀體曲度過小或眼球前后徑過短，使近處物體的光線會聚在視網(wǎng)膜后方，需要佩戴凸透鏡矯正。4.光的衍射是指光繞過障礙物傳播的現(xiàn)象，當(dāng)光的波長與障礙物的尺寸相當(dāng)或更大時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯。應(yīng)用包括：光學(xué)儀器的分辨率提高、衍射光柵等。5.光的干涉是指兩列或多列光波在空間相遇時(shí)，某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱的現(xiàn)象，當(dāng)兩列光波的相位差為0或2π的整數(shù)倍時(shí)，發(fā)生相加強(qiáng)；當(dāng)相位差為π或π的奇數(shù)倍時(shí)，發(fā)生相消干涉。應(yīng)用包括：光學(xué)薄膜、干涉儀等。計(jì)算題1.解：根據(jù)折射定律，n?sinθ?=n?sinθ?，其中n?=1（空氣），θ?=30°，n?=1.33，求θ?。sinθ?=(n?/n?)sinθ?=(1/1.33)sin30°≈0.4615θ?≈27.4°2.解：根據(jù)折射定律，n?sinθ?=n?sinθ?，其中n?=1.5（玻璃），θ?=60°，n?=1（空氣），求θ?。sinθ?=(n?/n?)sinθ?=(1/1.5)sin60°≈0.5774θ?≈35.3°3.解：根據(jù)凸透鏡成像公式，1/f=1/u+1/v，其中f=10cm，u=20cm，求v。1/v=1/f-1/u=1/10-1/20=1/20v=20cm像的性質(zhì)：倒立、放大、實(shí)像4.解：根據(jù)凹透鏡成像公式，1/f=1/u+1/v，其中f=-15cm，u=30cm，求v。1/v=1/f-1/u=-1/15-1/30=-2/30=-1/15v=-15cm像的性質(zhì)：正立、縮小、虛像