2025年光學(xué)期末試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.光在真空中的傳播速度是（）A.3×10?m/sB.3×10?m/sC.3×1011m/sD.3×101?m/s答案：B。光在真空中的傳播速度是一個(gè)重要的物理常量，其大小為3×10?m/s。2.下列現(xiàn)象中，屬于光的反射現(xiàn)象的是（）A.小孔成像B.水中倒影C.日食和月食D.海市蜃樓答案：B。小孔成像、日食和月食是光的直線傳播形成的；海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象；而水中倒影是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象。3.當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成（）A.倒立、縮小的實(shí)像B.倒立、放大的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像答案：A。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像。4.一束光從空氣斜射入水中，入射角為45°，則折射角可能是（）A.0°B.30°C.45°D.60°答案：B。光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，入射角為45°，所以折射角小于45°，且折射角不為0°，故折射角可能是30°。5.下列光學(xué)儀器中，利用凸透鏡成放大實(shí)像原理的是（）A.照相機(jī)B.投影儀C.放大鏡D.近視眼鏡答案：B。照相機(jī)是利用凸透鏡成倒立、縮小實(shí)像的原理；投影儀是利用凸透鏡成倒立、放大實(shí)像的原理；放大鏡是利用凸透鏡成正立、放大虛像的原理；近視眼鏡是凹透鏡，用于矯正近視眼。6.用照相機(jī)拍照時(shí)，要想使被拍的景物成的像大一些，照相機(jī)與被拍景物之間應(yīng)（）一些；底片跟鏡頭間的距離（暗箱）應(yīng)（）些。A.近，短B.遠(yuǎn)，長C.近，長D.遠(yuǎn)，短答案：C。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距減小，像距增大，像變大。所以要使被拍景物成的像大一些，照相機(jī)與被拍景物之間應(yīng)近一些，底片跟鏡頭間的距離（暗箱）應(yīng)長一些。7.下列關(guān)于光的色散的說法中，正確的是（）A.光的色散是由光的反射形成的B.光的色散是由光的折射形成的C.光的色散最早是由牛頓發(fā)現(xiàn)的D.太陽光通過三棱鏡后分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光答案：BCD。光的色散是由于不同顏色的光在折射時(shí)偏折程度不同，是由光的折射形成的，最早是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，太陽光通過三棱鏡后會(huì)分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光。8.下列關(guān)于平面鏡成像的說法中，正確的是（）A.平面鏡成的像是實(shí)像B.平面鏡成的像與物體大小相等C.平面鏡成的像到平面鏡的距離等于物體到平面鏡的距離D.平面鏡成的像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱答案：BCD。平面鏡成的像是虛像，像與物體大小相等，像到平面鏡的距離等于物體到平面鏡的距離，像與物體關(guān)于平面鏡對(duì)稱。9.下列關(guān)于凸透鏡對(duì)光的作用的說法中，正確的是（）A.凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用B.凸透鏡只對(duì)平行于主光軸的光有會(huì)聚作用C.凸透鏡對(duì)任何光都有會(huì)聚作用D.經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚的光一定相交于一點(diǎn)答案：AC。凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，是指對(duì)任何光都有會(huì)聚作用，而不是只對(duì)平行于主光軸的光有會(huì)聚作用；經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚的光不一定相交于一點(diǎn)，只是相對(duì)于原來的傳播方向更靠近主光軸。10.人眼的晶狀體相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。當(dāng)人看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，晶狀體變薄，對(duì)光的偏折能力變（），使遠(yuǎn)處物體的像剛好成在視網(wǎng)膜上；當(dāng)人看近處的物體時(shí)，晶狀體變厚，對(duì)光的偏折能力變（），使近處物體的像剛好成在視網(wǎng)膜上。A.強(qiáng)，弱B.弱，強(qiáng)C.強(qiáng)，強(qiáng)D.弱，弱答案：B。當(dāng)人看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，晶狀體變薄，對(duì)光的偏折能力變?nèi)?；?dāng)人看近處的物體時(shí)，晶狀體變厚，對(duì)光的偏折能力變強(qiáng)。二、填空題（每空2分，共20分）1.光在同種均勻介質(zhì)中沿______傳播。答案：直線。這是光的基本傳播規(guī)律之一。2.當(dāng)光垂直射向平面鏡時(shí)，反射角為______度。答案：0。光垂直射向平面鏡時(shí)，入射角為0度，根據(jù)反射定律，反射角等于入射角，所以反射角也為0度。3.凸透鏡的焦距為10cm，當(dāng)物體放在距凸透鏡15cm處時(shí)，成______、______的實(shí)像。答案：倒立、放大。物距在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像，10cm＜15cm＜20cm，符合該條件。4.近視眼鏡的鏡片是______透鏡，它對(duì)光有______作用。答案：凹、發(fā)散。近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，可使像成在視網(wǎng)膜上。5.太陽光經(jīng)過三棱鏡后分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光，這種現(xiàn)象叫做光的______。答案：色散。這是光的色散現(xiàn)象的定義。6.平面鏡成像的原理是光的______。答案：反射。平面鏡成像是由于光的反射形成的虛像。7.一個(gè)物體在平面鏡前2m處，則它在平面鏡中的像距平面鏡______m；當(dāng)它向平面鏡靠近0.5m時(shí)，它與像之間的距離是______m。答案：2、3。平面鏡成像時(shí)，像距等于物距，所以物體在平面鏡前2m處時(shí)，像距平面鏡2m；當(dāng)物體向平面鏡靠近0.5m時(shí)，物距變?yōu)?.5m，像距也變?yōu)?.5m，它與像之間的距離是3m。三、作圖題（每題5分，共10分）1.畫出圖中入射光線AO的反射光線，并標(biāo)明反射角的大小。答案：首先根據(jù)反射定律，反射角等于入射角。已知入射角為40°，所以反射角也為40°。過入射點(diǎn)O作垂直于鏡面的法線，然后根據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線OB，反射角∠BON=40°。2.完成圖中光線經(jīng)過凸透鏡后的光路圖。答案：平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后過焦點(diǎn)；過光心的光線傳播方向不變。據(jù)此畫出相應(yīng)的折射光線。四、實(shí)驗(yàn)探究題（每題10分，共20分）1.在“探究平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇較______（選填“厚”或“薄”）的玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）在玻璃板前放置棋子A，將完全相同的棋子B放在玻璃板后并移動(dòng)，人眼一直在玻璃板的______（選填“前”或“后”）側(cè)觀察，直至B與A的像完全重合，由此可得結(jié)論：______。（3）為了探究平面鏡成像的虛實(shí)情況，將一張白卡片豎直放在B所在的位置，應(yīng)在玻璃板______（選填“前”或“后”）側(cè)觀察白卡片上是否有A的像。答案：（1）薄。厚玻璃板會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)像，影響實(shí)驗(yàn)效果，所以應(yīng)選擇薄玻璃板。（2）前。人眼一直在玻璃板的前側(cè)觀察，直至B與A的像完全重合，說明像與物的大小相等。（3）后。在玻璃板后側(cè)觀察白卡片上是否有A的像，若沒有像，則說明平面鏡成的是虛像。2.在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，并調(diào)節(jié)它們的中心大致在______，這樣做的目的是______。（2）當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏在如圖所示的位置時(shí)，光屏上出現(xiàn)了清晰的像，此時(shí)所成的像為______、______的實(shí)像。（3）若將蠟燭向左移動(dòng)，為了在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏向______（選填“左”或“右”）移動(dòng)。答案：（1）同一高度。使像成在光屏的中央，便于觀察和測(cè)量。（2）倒立、縮小。由圖可知，物距大于2倍焦距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像。（3）左。蠟燭向左移動(dòng)，物距增大，像距減小，所以應(yīng)將光屏向左移動(dòng)。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.一束光從空氣斜射入某種透明介質(zhì)中，入射角為60°，折射角為30°，求這種透明介質(zhì)的折射率。解：根據(jù)折射率的定義式\(n=\frac{\sini}{\sinr}\)（其中\(zhòng)(i\)為入射角，\(r\)為折射角）。已知入射角\(i=60^{\circ}\)，\(\sin60^{\circ}=\frac{\sqrt{3}}{2}\)；折射角\(r=30^{\circ}\)，\(\sin30^{\circ}=\frac{1}{2}\)。則折射率\(n=\frac{\sin60^{\circ}}{\sin30^{\circ}}=\frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}}=\sqrt{3}\)。2.一個(gè)凸透鏡的焦距為15cm，當(dāng)物體放在距凸透鏡40cm處時(shí)，求像距和像的性質(zhì)。解：已知凸透鏡焦距\(f=15cm\)，物距\(u=40cm\)。根據(jù)凸透鏡成像公式\(\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{f}\)（其中\(zhòng)(u\)為物距，\(v\