几何光学单元试题及解析答案

几何光学单元试题及解析答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。1.光在同一种均匀介质中沿直线传播，这是光的（）。A.折射现象B.反射现象C.直线传播定律D.衍射现象2.当光线从光密介质射向光疏介质时，下列说法正确的是（）。A.折射角一定大于入射角B.折射角一定小于入射角C.折射角等于入射角D.折射光线可能沿原路返回3.光线射到平面镜上发生反射，反射角是30°，则入射角等于（）。A.30°B.60°C.90°D.150°4.关于凹面镜，下列说法正确的是（）。A.对光线有发散作用B.能成倒立缩小的实像C.焦点在镜面后方D.可用于制作汽车头灯5.关于凸透镜，下列说法正确的是（）。A.对光线有会聚作用B.当物体放在焦点时，不能成像C.能成倒立放大的虚像D.焦点在透镜后方6.一个物体放在凸透镜前，物距u=2f，则成像的位置和性质是（）。A.像距u=2f，倒立缩小实像B.像距f<u<2f，倒立放大实像C.像距u=2f，正立放大虚像D.像距f<u<2f，正立缩小虚像7.用放大镜观察物体时，物体应该放在（）。A.放大镜的一倍焦距以内B.放大镜的一倍焦距和二倍焦距之间C.放大镜的二倍焦距以外D.任意位置均可8.蜡烛通过凸透镜成像，如果要想得到一个更大的实像，应该（）。A.将蜡烛靠近透镜B.将蜡烛远离透镜C.将透镜换成焦距更长的凸透镜D.将透镜换成焦距更短的凸透镜9.照相机利用凸透镜成像，其原理是（）。A.物体放在一倍焦距以内，成正立放大的虚像B.物体放在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立缩小的实像C.物体放在二倍焦距以外，成倒立放大的实像D.物体放在二倍焦距上，成等大倒立的实像10.测量凸透镜焦距的常用方法是（）。A.用刻度尺直接测量透镜厚度B.让太阳光垂直照射透镜，测量光斑到透镜中心距离C.用公式1/f=1/do+1/di计算得出D.让物体和像分别位于透镜两侧，测量物距和像距后计算二、填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。11.光线射到介质分界面时，一部分光线返回原介质的现象叫__________，另一部分光线进入另一种介质的现象叫__________。12.球面镜包括__________镜和__________镜，其中凹面镜对光线有__________作用，凸面镜对光线有__________作用。13.薄凸透镜的焦点有__________个，分别位于透镜的__________和__________两侧；凹透镜的焦点有__________个，都位于透镜的__________侧。14.成像公式1/f=1/do+1/di中，f表示__________，do表示__________，di表示__________。当di为负值时，表示成的像是__________。15.放大镜是一个焦距很短的__________透镜，它利用物体放在__________焦距以内的原理，成正立、放大的__________像。三、计算题：本大题共3小题，共35分。16.(10分)一物体放在离凸透镜20厘米处，在透镜另一侧离透镜30厘米处得到一个倒立的实像。求该凸透镜的焦距是多少？17.(15分)一束平行于凸透镜主光轴的光线，经透镜折射后聚焦在透镜后20厘米处。若将一个物体放在距该透镜10厘米处，求成像的位置、倒立/正立、放大/缩小，并说明成像类型（实像或虚像）。18.(10分)一个物体高5厘米，放在凹面镜前50厘米处，已知凹面镜的焦距为30厘米。求像距，并说明所成的像的高度是多少？（结果保留一位小数）四、简答题：本大题共2小题，共20分。19.(10分)简述光线通过透镜发生折射时，光线方向会发生怎样的改变？这与光的哪种现象有关？20.(10分)为什么放大镜看物体时会感觉物体变大了？当物体离放大镜太近时，为什么反而看不清楚了？试卷答案1.C2.A3.A4.B5.A6.A7.A8.B9.B10.B11.反射；折射12.凹面；凸面；会聚；发散13.两；左；右；一14.焦距；物距；像距；虚像15.凸；一倍；虚16.解析思路：根据题意，成倒立实像，物距u=20cm，像距di=30cm。使用凸透镜成像公式1/f=1/do+1/di，代入数值计算焦距f。计算：1/f=1/20+1/30=3/60+2/60=5/60=1/12。所以f=12cm。17.解析思路：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。已知平行光线聚焦点在距透镜20cm处，说明该凸透镜的焦距f=20cm。物体放在距透镜10cm处（物距u=10cm，小于焦距f=20cm），根据凸透镜成像规律，物体在一倍焦距以内，将成倒立、放大的虚像。虚像的位置可以通过光路作图判断，或利用公式计算（但公式计算时di会为负值），此处判断成像性质即可。像距di为负值。成像性质：倒立、放大、虚像。成像位置：透镜同侧，离透镜小于10cm（具体数值无法用公式直接正值计算，但定性位置在焦点和透镜之间）。18.解析思路：物体放在凹面镜前（物距u=50cm），凹面镜会聚光线，成的实像在镜前。凹面镜成像公式为1/f=1/do-1/di。已知f=30cm，u=50cm，代入公式求di。成像为实像，像高与物高之比等于像距与物距之比的绝对值。计算：1/f=1/do-1/di1/30=1/50-1/di1/di=1/50-1/30=3/150-5/150=-2/150=-1/75所以di=-75cm。像距为负值，说明像在凹面镜前方。像高h'=h*(|di|/do)=5*(|-75|/50)=5*(75/50)=5*1.5=7.5cm。19.解析思路：光线从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质光密程度不同，光线的传播速度发生