光学计算题综合测试题与解析答案

光学计算题综合测试题与解析答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.一束光从空气斜射入水中，下列说法正确的是（）A.光的传播速度不变B.折射角等于入射角C.光的频率发生改变D.水中光线的传播方向不变【答案】D【解析】光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，频率不变，速度变小，传播方向发生偏折

2.下列哪个现象是光的反射现象（）A.小孔成像B.海市蜃楼C.水中倒影D.日食【答案】C【解析】水中倒影是光的反射现象，其他选项分别是光的直线传播、折射和天体运行现象

3.凸透镜的焦距为10cm，物体放在距凸透镜15cm处，成像情况是（）A.倒立缩小的实像B.倒立放大的实像C.正立放大的虚像D.正立缩小的虚像【答案】A【解析】物体在二倍焦距以外时，凸透镜成倒立缩小的实像

4.关于平面镜成像，下列说法正确的是（）A.像比物体大B.像是虚像C.像与物体的距离是焦距D.像是倒立的【答案】B【解析】平面镜成像特点是像与物体等大、等距、正立、虚像

5.光的色散现象说明（）A.白光不是单色光B.色光可以在介质中传播C.色光具有能量D.色光不能发生反射【答案】A【解析】光的色散现象说明白光是由多种色光组成的

6.某人眼睛的近点距离为40cm，远点距离为无穷远，该人应配戴（）A.凸透镜B.凹透镜C.凸透镜和凹透镜D.无需配戴眼镜【答案】A【解析】近视眼的近点距离小于正常值，应配戴凸透镜矫正

7.光的衍射现象说明（）A.光具有波动性B.光的传播速度很快C.光的频率很高D.光的强度很大【答案】A【解析】光的衍射现象是波特有的现象，说明光具有波动性

8.关于全反射，下列说法正确的是（）A.只发生在光从光密介质到光疏介质时B.只发生在光从光疏介质到光密介质时C.发生全反射的条件是入射角大于临界角D.全反射时没有能量损失【答案】C【解析】全反射发生条件是光从光密介质到光疏介质，且入射角大于临界角

9.某透镜的焦距为f，物体放在距透镜2f处，成像情况是（）A.倒立缩小的实像B.倒立放大的实像C.正立放大的虚像D.正立缩小的虚像【答案】A【解析】物体在二倍焦距以外时，凸透镜成倒立缩小的实像

10.光的干涉现象说明（）A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光的传播速度很快D.光的强度很大【答案】B【解析】光的干涉现象是波特有的现象，说明光具有波动性

二、多选题（每题4分，共20分）

1.下列哪些现象是光的折射现象？（）A.水中筷子看起来变弯B.海市蜃楼C.镜子中的像D.光的色散【答案】A、B、D【解析】水中筷子看起来变弯和光的色散是光的折射现象，海市蜃楼也是折射现象，镜子中的像是反射现象

2.关于凸透镜成像，下列说法正确的有（）A.物体在焦点上时，不成像B.物体在焦点以内时，成正立放大的虚像C.物体在二倍焦距上时，成倒立等大的实像D.物体在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像【答案】A、B、C、D【解析】以上说法均正确

3.关于平面镜成像，下列说法正确的有（）A.像与物体等大B.像是虚像C.像与物体的距离是焦距D.像是倒立的【答案】A、B【解析】平面镜成像特点是像与物体等大、等距、正立、虚像

4.光的色散现象说明（）A.白光不是单色光B.色光可以在介质中传播C.色光具有能量D.色光不能发生反射【答案】A【解析】光的色散现象说明白光是由多种色光组成的

5.关于全反射，下列说法正确的有（）A.只发生在光从光密介质到光疏介质时B.只发生在光从光疏介质到光密介质时C.发生全反射的条件是入射角大于临界角D.全反射时没有能量损失【答案】C【解析】全反射发生条件是光从光密介质到光疏介质，且入射角大于临界角

三、填空题（每题4分，共40分）

1.光的传播速度在真空中是______m/s【答案】3×10^

82.凸透镜的焦距为15cm，物体放在距凸透镜25cm处，成像距离是______cm【答案】

37.

53.平面镜成像特点是______、______、______、______【答案】等大、等距、正立、虚像

4.光的色散现象说明白光是由______种色光组成的【答案】七

5.全反射发生条件是光从______介质到______介质，且入射角______临界角【答案】光密、光疏、大于

6.光的衍射现象说明光具有______【答案】波动性

7.凸透镜的焦距为10cm，物体放在距凸透镜5cm处，成像情况是______【答案】正立放大的虚像

8.光的干涉现象说明光具有______【答案】波动性

9.某人眼睛的近点距离为30cm，远点距离为无穷远，该人应配戴______矫正【答案】凸透镜

10.光的传播速度在水中是______m/s【答案】

2.25×10^8

四、判断题（每题2分，共20分）

1.光的传播速度在真空中最大（）【答案】（√）【解析】光在真空中的传播速度最大，为3×10^8m/s

2.凸透镜可以成倒立放大的实像（）【答案】（√）【解析】当物体在焦点和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立放大的实像

3.平面镜成像像是虚像（）【答案】（√）【解析】平面镜成像特点是像与物体等大、等距、正立、虚像

4.光的色散现象说明白光是由多种色光组成的（）【答案】（√）【解析】光的色散现象说明白光是由多种色光组成的

5.全反射时没有能量损失（）【答案】（√）【解析】全反射时没有能量损失，能量完全反射

五、简答题（每题5分，共20分）

1.简述光的折射现象【答案】光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象称为光的折射光的折射现象说明光在介质中传播时速度会发生变化

2.简述凸透镜成像规律【答案】凸透镜成像规律包括当物体在焦点以外时，成倒立的实像；当物体在焦点以内时，成正立的虚像；当物体在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像；当物体在二倍焦距上时，成倒立等大的实像

3.简述平面镜成像特点【答案】平面镜成像特点是像与物体等大、等距、正立、虚像

4.简述全反射现象【答案】全反射现象是光从光密介质到光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线全部反射回光密介质的现象

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析光从空气射入水中发生折射的原因【答案】光从一种介质射入另一种介质时，由于光在介质中的传播速度发生变化，导致光线传播方向发生偏折光从空气射入水中时，光在水中的传播速度变小，导致折射角小于入射角

2.分析凸透镜成像的原理【答案】凸透镜成像原理是光线通过凸透镜时发生折射，不同位置的光线经过折射后相交或发散，形成实像或虚像当物体在焦点以外时，光线经过凸透镜折射后相交形成倒立的实像；当物体在焦点以内时，光线经过凸透镜折射后发散，形成正立的虚像

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.一束光从空气射入水中，入射角为30°，求折射角（水的折射率n=

1.33）【答案】根据折射定律n₁sinθ₁=n₂sinθ₂其中，n₁=1（空气的折射率），θ₁=30°（入射角），n₂=

1.33（水的折射率），θ₂为折射角解得sinθ₂=n₁/n₂sinθ₁=1/

1.33sin30°≈

0.463θ₂≈

27.7°所以，折射角约为

27.7°

2.一物体放在凸透镜前20cm处，凸透镜的焦距为10cm，求成像位置和成像性质【答案】根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u其中，f=10cm（焦距），u=20cm（物距），v为像距解得1/10=1/v+1/201/v=1/10-1/20=1/20v=20cm成像位置在凸透镜后20cm处，成像性质为倒立放大的实像

八、标准答案

一、单选题

1.D

2.C

3.A

4.B

5.A

6.A

7.A

8.C

9.A

10.B

二、多选题

1.A、B、D

2.A、B、C、D

3.A、B

4.A

5.C

三、填空题

1.3×10^

82.

37.

53.等大、等距、正立、虚像

4.七

5.光密、光疏、大于

6.波动性

7.正立放大的虚像

8.波动性

9.凸透镜

10.

2.25×10^8

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（√）

4.（√）

5.（√）

五、简答题

1.光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象称为光的折射光的折射现象说明光在介质中传播时速度会发生变化

2.凸透镜成像规律包括当物体在焦点以外时，成倒立的实像；当物体在焦点以内时，成正立的虚像；当物体在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像；当物体在二倍焦距上时，成倒立等大的实像

3.平面镜成像特点是像与物体等大、等距、正立、虚像

4.全反射现象是光从光密介质到光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线全部反射回光密介质的现象

六、分析题

1.光从一种介质射入另一种介质时，由于光在介质中的传播速度发生变化，导致光线传播方向发生偏折光从空气射入水中时，光在水中的传播速度变小，导致折射角小于入射角

2.凸透镜成像原理是光线通过凸透镜时发生折射，不同位置的光线经过折射后相交或发散，形成实像或虚像当物体在焦点以外时，光线经过凸透镜折射后相交形成倒立的实像；当物体在焦点以内时，光线经过凸透镜折射后发散，形成正立的虚像

七、综合应用题

1.根据折射定律n₁sinθ₁=n₂sinθ₂其中，n₁=1（空气的折射率），θ₁=30°（入射角），n₂=

1.33（水的折射率），θ₂为折射角解得sinθ₂=n₁/n₂sinθ₁=1/

1.33sin30°≈

0.463θ₂≈

27.7°所以，折射角约为

27.7°

2.根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u其中，f=10cm（焦距），u=20cm（物距），v为像距解得1/10=1/v+1/201/v=1/10-1/20=1/20v=20cm成像位置在凸透镜后20cm处，成像性质为倒立放大的实像。