2025年光學(xué)期末試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.下列關(guān)于光的傳播說(shuō)法正確的是（）A.光在任何介質(zhì)中都是沿直線傳播的B.光在真空中的傳播速度是3×10?m/sC.光只有在空氣中才沿直線傳播D.光在玻璃中的傳播速度比在真空中快答案：B解析：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；光在真空中傳播速度最快，為3×10?m/s，在其他介質(zhì)中傳播速度比真空中慢，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確。2.一束光從空氣斜射入水中，入射角是45°，則折射角可能是（）A.0°B.30°C.45°D.55°答案：B解析：光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。已知入射角是45°，所以折射角應(yīng)小于45°，又因?yàn)楣鈴囊环N介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)一定會(huì)發(fā)生折射（垂直入射除外），折射角不為0°，所以折射角可能是30°，B選項(xiàng)正確。3.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.海市蜃樓D.雨后彩虹答案：B解析：小孔成像是光沿直線傳播形成的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；水中倒影是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象，B選項(xiàng)正確；海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；雨后彩虹是光的色散現(xiàn)象，本質(zhì)也是光的折射，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。4.一個(gè)物體在凸透鏡前20cm處時(shí)，在透鏡另一側(cè)的光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，則該凸透鏡的焦距可能是（）A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm答案：A解析：物體在凸透鏡前20cm處時(shí)，在透鏡另一側(cè)的光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，說(shuō)明物距大于二倍焦距，即20cm＞2f，解得f＜10cm，所以該凸透鏡的焦距可能是5cm，A選項(xiàng)正確。5.當(dāng)物體距離凸透鏡8cm時(shí)，在透鏡另一側(cè)光屏上成一個(gè)清晰放大的實(shí)像；若保持物體與光屏的位置不變，把凸透鏡向光屏方向移動(dòng)2cm，則在光屏上又成一清晰的縮小的像。則凸透鏡的焦距f范圍是（）A.f＜4cmB.4cm＜f＜5cmC.5cm＜f＜8cmD.無(wú)法確定答案：B解析：當(dāng)物體距離凸透鏡8cm時(shí)，在透鏡另一側(cè)光屏上成一個(gè)清晰放大的實(shí)像，此時(shí)物距滿足f＜8cm＜2f，即4cm＜f＜8cm；把凸透鏡向光屏方向移動(dòng)2cm，則物距變?yōu)?0cm，此時(shí)在光屏上成一清晰的縮小的像，物距滿足10cm＞2f，即f＜5cm。綜合兩個(gè)條件可得4cm＜f＜5cm，B選項(xiàng)正確。6.下列關(guān)于近視眼和遠(yuǎn)視眼的說(shuō)法正確的是（）A.近視眼應(yīng)佩戴凸透鏡矯正B.遠(yuǎn)視眼應(yīng)佩戴凹透鏡矯正C.近視眼是晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)D.遠(yuǎn)視眼是晶狀體太薄，折光能力太強(qiáng)答案：C解析：近視眼是晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)，使像成在視網(wǎng)膜前方，應(yīng)佩戴凹透鏡矯正，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確；遠(yuǎn)視眼是晶狀體太薄，折光能力太弱，使像成在視網(wǎng)膜后方，應(yīng)佩戴凸透鏡矯正，B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。7.光從某種介質(zhì)斜射入空氣，入射角為40°，則折射角可能為（）A.30°B.40°C.50°D.0°答案：C解析：光從某種介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。已知入射角為40°，所以折射角應(yīng)大于40°，C選項(xiàng)正確。8.用照相機(jī)給某人拍完半身像后，改拍全身像，應(yīng)（）A.縮短鏡頭與人的距離，同時(shí)增大鏡頭與底片間的距離B.增大鏡頭與人的距離，同時(shí)減小鏡頭與底片間的距離C.只需要增大照相機(jī)與人間的距離D.只需要減小照相機(jī)與人的距離答案：B解析：用照相機(jī)給某人拍完半身像后，改拍全身像，像變小了。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距增大，像距減小，像變小。所以應(yīng)增大鏡頭與人的距離，同時(shí)減小鏡頭與底片間的距離，B選項(xiàng)正確。9.如圖所示，將凸透鏡看作是眼睛的晶狀體，光屏看作是眼睛的視網(wǎng)膜，燭焰看作是眼睛觀察的物體。拿一個(gè)近視眼鏡給“眼睛”戴上，光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像，而拿走近視眼鏡則燭焰的像變得模糊。那么在拿走近視眼鏡后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（）A.將光屏適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡B.將蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡C.將光屏適當(dāng)移近凸透鏡或?qū)⑾灎T適當(dāng)移近凸透鏡D.同時(shí)將光屏和蠟燭適當(dāng)遠(yuǎn)離凸透鏡答案：C解析：近視眼鏡是凹透鏡，對(duì)光線有發(fā)散作用。拿走近視眼鏡后，光線會(huì)聚能力增強(qiáng)，像會(huì)成在光屏前方。要使光屏上重新得到清晰像，可以將光屏適當(dāng)移近凸透鏡或?qū)⑾灎T適當(dāng)移近凸透鏡，C選項(xiàng)正確。10.太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡后，被分解成各種顏色的光，在白屏上形成一條彩色的光帶，顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫，這就是光的色散現(xiàn)象。其中色光三原色是（）A.紅、黃、藍(lán)B.紅、綠、藍(lán)C.紅、橙、黃D.黃、綠、藍(lán)答案：B解析：色光三原色是紅、綠、藍(lán)，B選項(xiàng)正確。二、填空題（每空2分，共20分）1.光在真空中的傳播速度是______m/s。答案：3×10?2.當(dāng)光從空氣垂直射入水中時(shí)，折射角為_(kāi)_____度。答案：03.平面鏡成像的特點(diǎn)是像與物到平面鏡的距離______，像與物的大小______。答案：相等；相等4.凸透鏡對(duì)光線有______作用，凹透鏡對(duì)光線有______作用。答案：會(huì)聚；發(fā)散5.照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)______鏡，膠片相當(dāng)于______。答案：凸透；光屏6.矯正近視眼應(yīng)佩戴______透鏡，矯正遠(yuǎn)視眼應(yīng)佩戴______透鏡。答案：凹；凸7.小明站在平面鏡前2m處，他在鏡中的像距他______m。答案：4解析：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，像與物到平面鏡的距離相等，小明站在平面鏡前2m處，他的像到平面鏡也是2m，所以他在鏡中的像距他4m。三、作圖題（每題5分，共15分）1.如圖所示，一束光從空氣斜射向水面，畫(huà)出這束光的反射光線和折射光線。[此處應(yīng)插入一個(gè)光從空氣斜射向水面的圖，大致步驟為]答案：-過(guò)入射點(diǎn)作垂直于水面的法線。-根據(jù)反射角等于入射角，在法線另一側(cè)的空氣中畫(huà)出反射光線。-因?yàn)楣鈴目諝庑鄙淙胨校凵浣切∮谌肷浣?，在法線另一側(cè)的水中畫(huà)出折射光線，折射光線向法線偏折。2.完成下列透鏡的光路圖。（1）畫(huà)出經(jīng)過(guò)凸透鏡的折射光線。[此處應(yīng)插入一個(gè)凸透鏡的圖，有入射光線]答案：-若入射光線平行于主光軸，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后過(guò)焦點(diǎn)。-若入射光線過(guò)焦點(diǎn)，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后平行于主光軸。（2）畫(huà)出經(jīng)過(guò)凹透鏡的折射光線。[此處應(yīng)插入一個(gè)凹透鏡的圖，有入射光線]答案：-若入射光線平行于主光軸，經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)。-若入射光線的延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn)，經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后平行于主光軸。3.根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，在圖中畫(huà)出物體AB在平面鏡中所成的像A′B′。[此處應(yīng)插入一個(gè)平面鏡和物體AB的圖]答案：-分別過(guò)A、B兩點(diǎn)向平面鏡作垂線，并延長(zhǎng)。-根據(jù)像與物到平面鏡的距離相等，在垂線上截取A′、B′，使A′到平面鏡的距離等于A到平面鏡的距離，B′到平面鏡的距離等于B到平面鏡的距離。-用虛線連接A′、B′，A′B′即為物體AB在平面鏡中所成的像。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)器材有：帶底座的玻璃板、白紙、筆、火柴、光屏各一個(gè)，兩支外形相同的蠟燭A和B，還缺少的器材是______，選用玻璃板代替平面鏡，主要是為了便于______。（2）在豎立的玻璃板前點(diǎn)燃蠟燭A，拿未點(diǎn)燃的蠟燭B豎直在玻璃板后面移動(dòng)，人眼一直在玻璃板的______（選填“前”或“后”）側(cè)觀察，直至它與蠟燭A的像完全重合。這種確定像與物大小關(guān)系的方法是______（選填“控制變量法”或“等效替代法”）。（3）移去蠟燭B，在其原來(lái)位置上放置一塊光屏，光屏上______（選填“能”或“不能”）呈現(xiàn)蠟燭的像，這說(shuō)明平面鏡成的是______（選填“虛”或“實(shí)”）像。（4）當(dāng)蠟燭A向玻璃板靠近時(shí)，像的大小______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。答案：（1）刻度尺；確定像的位置解析：實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量像與物到平面鏡的距離，所以還缺少刻度尺。選用玻璃板代替平面鏡，是因?yàn)椴ＡО迨峭该鞯?，既能反射光成像，又能透過(guò)光看到玻璃板后面的蠟燭，便于確定像的位置。（2）前；等效替代法解析：人眼要在玻璃板的前側(cè)觀察，才能看到蠟燭A的像。用未點(diǎn)燃的蠟燭B與蠟燭A的像完全重合，來(lái)確定像與物的大小關(guān)系，這種方法是等效替代法。（3）不能；虛解析：實(shí)像可以用光屏承接，虛像不能用光屏承接。移去蠟燭B，在其原來(lái)位置上放置一塊光屏，光屏上不能呈現(xiàn)蠟燭的像，說(shuō)明平面鏡成的是虛像。（4）不變解析：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，像與物大小相等，當(dāng)蠟燭A向玻璃板靠近時(shí)，物體大小不變，所以像的大小也不變。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)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在______，目的是______。（2）當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏在如圖所示的位置時(shí)，光屏上得到一個(gè)清晰的像，則該像是______（選填“倒立”或“正立”）、______（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像，生活中的______就是利用這個(gè)原理制成的。（3）若保持蠟燭和光屏的位置不變，將凸透鏡向______（選填“蠟燭”或“光屏”）移動(dòng)，光屏上還能再次出現(xiàn)一個(gè)清晰的像。（4）若將蠟燭靠近凸透鏡，為了在光屏上得到清晰的像，應(yīng)將光屏______（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）凸透鏡。答案：（1）同一高度；使像成在光屏的中央解析：調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，這樣可以使像成在光屏的中央，便于觀察和測(cè)量。（2）倒立；縮?。徽障鄼C(jī)解析：由圖可知，物距大于像距，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像，照相機(jī)就是利用這個(gè)原理制成的。（3）蠟燭解析：根據(jù)光路可逆原理，若保持蠟燭和光屏的位置不變，將凸透鏡向蠟燭移動(dòng)，光屏上還能再次出現(xiàn)一個(gè)清晰的像，此時(shí)物距和像距互換。（4）遠(yuǎn)離解析：根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物距減小，像距增大，像變大。若將蠟燭靠近凸透鏡，物距減小，為了在光屏上得到清晰的像，應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡。五、計(jì)算題（共15分）1.一束光從空氣斜射入某種透明介質(zhì)中，已知入射角為45°，折射角為30°，求這種介質(zhì)的折射率。（已知光在真空中的傳播速度c=3×10?m/s）答案：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\(i=45^{\circ}\)，\(\sin45^{\circ}=\frac{\sqrt{2}}{2}\)；折射角\(r=30^{\circ}\)，\(\sin30^{\circ}=\frac{1}{2}\)。則這種介質(zhì)的折射率\(n=\frac{\sin45^{\circ}}{\sin30^{\circ}}=\frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{1}{2}}=\sqrt{2}\approx1.41\)。2.一個(gè)凸透鏡的焦距為10cm，當(dāng)物體放在離凸透鏡15cm處時(shí)，求像距和像的性質(zhì)。答案：已知凸透鏡的焦距\(f=10cm\)，物距\(u=15cm\)。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，\(v\)為像距，\(f\)為焦距）。將\(u=15cm\)，\(f=10cm\)代入公式可得：\(\frac{1