2025年光學(xué)物理試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.以下哪種現(xiàn)象可以用光的直線傳播來解釋（）A.海市蜃樓B.水中倒影C.小孔成像D.雨后彩虹答案：C解析：海市蜃樓是光的折射和全反射現(xiàn)象；水中倒影是光的反射形成的；小孔成像是由于光沿直線傳播，物體發(fā)出的光線通過小孔后在光屏上形成倒立的實(shí)像；雨后彩虹是光的色散現(xiàn)象，本質(zhì)是光的折射。所以選C。2.一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解析：光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。入射角為45°，所以折射角應(yīng)小于45°，又因?yàn)檎凵浣遣粸?°（只有垂直入射時(shí)折射角才為0°），所以折射角可能是30°，選B。3.下列關(guān)于凸透鏡成像的說法中，正確的是（）A.成實(shí)像時(shí)，像一定比物小B.成虛像時(shí)，像一定比物大C.成實(shí)像時(shí)，像和物一定在透鏡的兩側(cè)D.成虛像時(shí)，像和物一定在透鏡的同側(cè)答案：BCD解析：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，有放大、等大、縮小三種情況，A錯(cuò)誤；成虛像時(shí)，一定是正立、放大的虛像，像一定比物大，B正確；成實(shí)像時(shí)，物和像在凸透鏡的兩側(cè)，C正確；成虛像時(shí)，物和像在凸透鏡的同側(cè)，D正確。所以選BCD。4.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)_____一些（）A.近，短B.遠(yuǎn)，長C.近，長D.遠(yuǎn)，短答案：C解析：根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物近像遠(yuǎn)像變大。要使被拍景物成的像大一些，物距要減小，即照相機(jī)與被拍景物之間應(yīng)近一些；像距要增大，即底片跟鏡頭間的距離（暗箱）應(yīng)長一些。所以選C。5.下列光學(xué)儀器中，利用光的反射原理制成的是（）A.放大鏡B.潛望鏡C.照相機(jī)D.投影儀答案：B解析：放大鏡是利用凸透鏡成正立、放大虛像的原理，屬于光的折射；潛望鏡是由兩塊平面鏡組成，利用光的反射原理；照相機(jī)和投影儀都是利用凸透鏡成像原理，屬于光的折射。所以選B。6.光從某種透明物質(zhì)斜射入空氣中，入射角為40°，則折射角可能是（）A.30°B.40°C.50°D.0°答案：C解析：光從某種透明物質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。入射角為40°，所以折射角應(yīng)大于40°，選C。7.下列關(guān)于光的色散的說法中，正確的是（）A.光的色散是由于光的反射形成的B.光的色散是由于光的折射形成的C.光的色散說明太陽光是由多種色光混合而成的D.彩虹是光的色散現(xiàn)象答案：BCD解析：光的色散是由于不同顏色的光在折射時(shí)偏折程度不同而產(chǎn)生的，是光的折射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤，B正確；光的色散實(shí)驗(yàn)表明太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種色光混合而成的，C正確；彩虹是太陽光在傳播過程中遇到空氣中的水滴，發(fā)生折射而產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，D正確。所以選BCD。8.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)物距在一倍焦距和二倍焦距之間，即f＜8cm＜2f，可得4cm＜f＜8cm；把凸透鏡向光屏方向移動2cm，此時(shí)物距變?yōu)?0cm，在光屏上成一清晰的縮小的像，此時(shí)物距大于二倍焦距，即10cm＞2f，可得f＜5cm。綜合兩個(gè)條件，4cm＜f＜5cm，選B。9.如圖所示，是某同學(xué)檢查視力時(shí)的情景，下列說法正確的是（）A.鏡中視力表的像是實(shí)像B.鏡中視力表的像比視力表小C.鏡中視力表的像到該同學(xué)的距離為5mD.鏡中視力表的像是光的直線傳播形成的答案：C解析：平面鏡成的像是虛像，A錯(cuò)誤；平面鏡成的像與物體等大，B錯(cuò)誤；由圖可知，視力表到平面鏡的距離為2.5m，根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，像到平面鏡的距離也為2.5m，該同學(xué)到平面鏡的距離為2.5m-0.4m=2.1m，所以鏡中視力表的像到該同學(xué)的距離為2.5m+2.1m=5m，C正確；鏡中視力表的像是光的反射形成的，D錯(cuò)誤。所以選C。10.把一個(gè)凸透鏡對準(zhǔn)太陽光，可在距凸透鏡20cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑。若將一物體放在此透鏡前30cm處，則可在另一側(cè)得到一個(gè)（）A.倒立、放大的實(shí)像B.倒立、縮小的實(shí)像C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像答案：A解析：把一個(gè)凸透鏡對準(zhǔn)太陽光，可在距凸透鏡20cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑，說明該凸透鏡的焦距f=20cm。物體放在此透鏡前30cm處，此時(shí)物距u=30cm，f＜u＜2f，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，選A。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?解析：光在真空中的傳播速度是宇宙中最快的速度，其大小為3×10?m/s。2.入射光線與鏡面的夾角是30°，則反射角是_____°。答案：60解析：入射光線與鏡面的夾角是30°，則入射角為90°-30°=60°。根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角是60°。3.近視眼鏡的鏡片是_____透鏡，它對光線有_____作用。答案：凹；發(fā)散解析：近視眼是由于晶狀體太厚，折光能力太強(qiáng)，或者眼球在前后方向上太長，使像成在視網(wǎng)膜的前方。矯正近視眼需要佩戴凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，能使像成在視網(wǎng)膜上。4.當(dāng)蠟燭距凸透鏡40cm時(shí)，在離該透鏡30cm的光屏上能得到一個(gè)清晰的燭焰像；則當(dāng)蠟燭距該透鏡30cm時(shí)，在光屏上所成的清晰像一定是_____（選填“放大”或“縮小”）的。答案：放大解析：當(dāng)蠟燭距凸透鏡40cm時(shí)，在離該透鏡30cm的光屏上能得到一個(gè)清晰的燭焰像，此時(shí)物距大于像距，成倒立、縮小的實(shí)像，即40cm＞2f，f＜30cm＜2f，可得15cm＜f＜20cm。當(dāng)蠟燭距該透鏡30cm時(shí)，f＜30cm＜2f，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像。5.如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)的界面上同時(shí)發(fā)生反射和折射（圖中入射光線、反射光線和折射光線的方向均未標(biāo)出），其中折射光線是_____（用字母表示），反射角等于_____°。答案：OG；30解析：首先根據(jù)反射角等于入射角，可判斷出CO是入射光線，OA是反射光線，OG是折射光線。由圖可知，反射光線與界面的夾角為60°，則反射角為90°-60°=30°。6.用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，將蠟燭放在距凸透鏡15cm處，移動光屏，在光屏上能得到一個(gè)清晰的倒立、_____（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像；若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭和光屏的位置對調(diào)，在光屏上_____（選填“能”或“不能”）得到一個(gè)清晰的像。答案：放大；能解析：已知凸透鏡焦距f=10cm，蠟燭距凸透鏡15cm，即f＜u＜2f，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像。根據(jù)光路可逆原理，若保持凸透鏡位置不變，將蠟燭和光屏的位置對調(diào)，原來的像距變?yōu)槲锞?，原來的物距變?yōu)橄窬?，此時(shí)物距大于二倍焦距，在光屏上能得到一個(gè)清晰的倒立、縮小的實(shí)像。三、作圖題（每題5分，共10分）1.如圖所示，一束光從空氣斜射入玻璃磚中，請畫出這束光進(jìn)入玻璃和離開玻璃后的大致傳播方向。答案：```空氣||/|/|/|/|/_______玻璃磚```首先過入射點(diǎn)作垂直于界面的法線，根據(jù)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角，畫出進(jìn)入玻璃的折射光線；當(dāng)光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，再畫出離開玻璃的折射光線。2.請?jiān)趫D中畫出物體AB在平面鏡中所成的像A'B'。答案：```AA'||||||BB'|_________|平面鏡```根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，像與物關(guān)于平面鏡對稱。分別過A、B兩點(diǎn)向平面鏡作垂線并延長，使像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離，得到A'、B'兩點(diǎn)，連接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.小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：（1）他將凸透鏡正對著太陽光，在透鏡的另一側(cè)移動光屏，直至光屏上出現(xiàn)一個(gè)_____的光斑，測得此光斑到透鏡光心的距離為10cm，則該凸透鏡的焦距為_____cm。（2）他將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，并調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在_____，這樣做的目的是使像成在_____。（3）當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏處于如圖所示的位置時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。此時(shí)的像是_____（選填“倒立”或“正立”）、_____（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像。生活中的_____就是利用這一成像原理制成的。（4）若將蠟燭向左移動少許，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。答案：（1）最小、最亮；10解析：將凸透鏡正對著太陽光，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距。所以在透鏡的另一側(cè)移動光屏，直至光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，此光斑到透鏡光心的距離為10cm，則該凸透鏡的焦距為10cm。（2）同一高度；光屏中央解析：將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，并調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，這樣做的目的是使像成在光屏中央，便于觀察和測量。（3）倒立；縮小；照相機(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。生活中的照相機(jī)就是利用這一成像原理制成的。（4）左解析：若將蠟燭向左移動少許，物距增大，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物遠(yuǎn)像近像變小，為了在光屏上再次得到清晰的像，像距要減小，所以應(yīng)將光屏向左移動。2.如圖所示，在“探究光反射時(shí)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：（1）圖甲中反射角是_____度。（2）小宇想探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，他應(yīng)如何操作？_____。（3）如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這表明：_____。答案：（1）40解析：由圖甲可知，入射角為40°，根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角是40°。（2）將紙板B向后（或向前）折，觀察在紙板B上是否能看到反射光線解析：要探究反射光線與入射光線是否在同一平面內(nèi)，可將紙板B向后（或向前）折，若在紙板B上看不到反射光線，說明反射光線與入射光線在同一平面內(nèi)；若能看到反射光線，說明反射光線與入射光線不在同一平面內(nèi)。（3）在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的解析：如果讓光線逆著OF的方向射向鏡面，會發(fā)現(xiàn)反射光線沿著OE方向射出，這表明在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.一汽車以20m/s的速度向一山崖開進(jìn)，途中鳴了一聲笛，2s后聽到山崖傳來的回聲，當(dāng)司機(jī)聽到回聲時(shí)，汽車離山崖還有多遠(yuǎn)？（聲音在空氣中的傳播速度為340m/s）答案：設(shè)汽車聽到回聲時(shí)離山崖的距離為s。在2s內(nèi)，汽車行駛的距離s?=v?t=20m/s×2s=40m。聲音傳播的距離s?=v?t=340m/s×2s=680m。根據(jù)題意，2s+s?=s?，即2s+40m=680m。移項(xiàng)可得2s=680m-40m=640m。解得s=320m。答：當(dāng)司機(jī)聽到回聲時(shí)，汽車離山崖還有320m。2.一個(gè)凸透鏡的焦距為15cm，當(dāng)物體放在距凸透鏡25cm處時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)移動光屏，能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。求這個(gè)像的性質(zhì)以及像距。答案：已知凸透鏡焦距f=15cm，物距u=25c