2025-2026年广东省人教版高中物理光学基础知识巩固习题

2025-2026年广东省人教版高中物理光学基础知识巩固习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在光学实验中，使用单色光照射一个宽度为5mm的狭缝，在距离狭缝1m的光屏上观察到衍射条纹，中央亮纹宽度为10mm。若要使中央亮纹宽度变为8mm，应采取的措施是（）A.将狭缝宽度减小为4mmB.将狭缝宽度增大为6.25mmC.将光屏距离狭缝的距离减小为0.8mD.将单色光的波长减小为原来的一半解析：中央亮纹宽度公式为Δx=2λL/d，其中λ为波长，L为光屏距离，d为狭缝宽度。要使Δx从10mm变为8mm，需满足(8/10)Δx=Δx'，即d'=(8/10)d。代入选项B，狭缝宽度为6.25mm（125%），符合条件。2.某同学用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，实验步骤如下：①调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使三者中心大致在同一高度；②把蜡烛放在距凸透镜20cm处，移动光屏，在光屏上得到一个倒立、放大的实像；③保持凸透镜位置不变，把蜡烛移到距凸透镜40cm处。下列说法正确的是（）A.第②步得到的实像可能是烛焰的虚像B.第③步中，光屏应向远离凸透镜的方向移动C.第③步中，光屏上可能出现倒立、缩小的实像D.实验过程中，若在凸透镜和蜡烛之间插入偏振片，成像亮度会明显减弱解析：第②步成倒立放大实像，物距u=20cm应处于f<20cm<2f之间，即f<10cm。第③步u=40cm>2f，成倒立缩小实像，光屏需靠近透镜。偏振片对可见光影响较小，亮度变化不明显。3.某透明介质对红光的折射率为n₁，对紫光的折射率为n₂（n₁<n₂），当一束包含红光和紫光的复色光从空气垂直入射到该介质表面时，下列说法正确的是（）A.红光和紫光在介质中的传播速度相同B.紫光在介质中的折射角大于红光的折射角C.红光和紫光在介质中的临界角相同D.紫光的波长在介质中比红光短解析：垂直入射时，所有光线不发生偏折。折射率n=c/v，v=c/n，故紫光速度小于红光速度。临界角sinC=1/n，n₂>sin₂，紫光临界角更小。紫光频率高，介质中波长λ=c/f更短。4.某人透过焦距为10cm的放大镜观察物体，物体距离透镜8cm，此时观察到的是（）A.倒立放大的实像B.正立放大的虚像C.倒立缩小的实像D.正立缩小的虚像解析：物距u=8cm<f=10cm，根据透镜成像公式1/f=1/v+1/u，解得像距v=-20cm，为虚像。放大镜成正立放大虚像。5.某同学用三棱镜研究光的色散现象，实验装置如图所示（棱镜顶角为30°，入射光垂直AB边射入），下列说法正确的是（）A.红光的折射率最大B.紫光的偏向角最大C.所有色光在棱镜中的传播速度相同D.若将棱镜旋转30°，所有色光的偏向角都变为零解析：红光频率最低，折射率最小。紫光频率最高，偏向角最大。不同色光在介质中速度不同。旋转棱镜使入射光垂直主截面时，偏向角为零。6.某城市用激光束控制交通信号灯，激光束在空气中的直径为2mm，传播500m后直径变为2.1mm，空气中的折射率为（）A.1.05B.1.10C.1.15D.1.20解析：激光束扩散满足公式d'=d(1+αL)，α=(λ/nπR²)，近似d'/d=1+(λL)/(nπR²)，代入数据解得n≈1.15。7.某同学用双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图所示，双缝间距为0.5mm，双缝到光屏距离为1m，相邻亮纹间距为2mm，所用单色光的波长为（）A.400nmB.500nmC.600nmD.700nm解析：Δx=λL/d，λ=Δxd/d=2×10⁻³×0.5×10⁻³/1=1×10⁻⁶m=500nm。8.某人站在平面镜前2m处，镜中像距离人（）A.2mB.4mC.1mD.0m解析：平面镜成像特点：像距等于物距，像与物关于镜面对称。像距离平面镜2m，人像距离人4m。9.某同学用凸透镜和光屏研究光的衍射现象，实验步骤如下：①用单色光照射狭缝；②逐渐减小狭缝宽度；③观察到衍射条纹逐渐变宽。下列说法正确的是（）A.该实验说明光具有波动性B.狭缝宽度减小时，光的波长变长C.衍射条纹宽度与狭缝宽度成正比D.衍射现象只在可见光中发生解析：衍射是波特有的现象，狭缝宽度与条纹宽度成反比，不同频率光均有衍射。10.某同学用分光计测量棱镜的折射率，实验数据如下：入射角θ₁=30°，折射角θ₂=19°，棱镜材料的折射率为（）A.0.63B.0.87C.1.15D.1.43解析：n=sinθ₁/sinθ₂=sin30°/sin19°≈1.15。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.某同学用凸透镜做成像实验，当蜡烛距离透镜20cm时，在光屏上得到一个倒立、放大的实像，该透镜的焦距范围是__________cm。2.光从空气射入水中，频率为5×10¹⁴Hz的红光在水中的传播速度为__________m/s（水的折射率为1.33）。3.用焦距为10cm的放大镜观察物体，物体距离透镜8cm，此时观察到的是__________（选填“实像”或“虚像”），放大倍数为__________。4.某透明介质对红光的折射率为1.5，对紫光的折射率为1.7，当红光在该介质中的波长为600nm时，紫光在该介质中的波长为__________nm。5.用单色光做双缝干涉实验，双缝间距为0.1mm，双缝到光屏距离为1m，相邻亮纹间距为1.8mm，所用单色光的波长为__________nm。6.某人站在平面镜前1.5m处，镜中像距离平面镜__________m，人像距离人__________m。7.用凸透镜做成像实验，当物距为15cm时，成倒立、放大的实像，该透镜的焦距范围是__________cm。8.某同学用分光计测量棱镜的折射率，入射角为45°，折射角为25°，棱镜材料的折射率为__________。9.用单色光做双缝干涉实验，双缝间距为0.05mm，双缝到光屏距离为1.2m，相邻亮纹间距为1.2mm，所用单色光的波长为__________nm。10.某同学用凸透镜和光屏研究光的衍射现象，用单色光照射狭缝，逐渐减小狭缝宽度，观察到衍射条纹逐渐变宽，该实验说明__________。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.用凸透镜做成像实验，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，该实像可以成在光屏上。2.光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。3.用放大镜观察物体时，物体距离透镜越近，看到的像越大。4.平面镜成像的特点是：像与物关于镜面对称，像与物大小相等，像是虚像。5.双缝干涉实验中，相邻亮纹间距与单色光的波长成正比。6.光的衍射现象是波特有的现象，只有可见光才能发生衍射。7.用分光计测量棱镜的折射率时，需要测量入射角和折射角。8.用凸透镜做成像实验，当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。9.用单色光做双缝干涉实验，双缝间距越小，相邻亮纹间距越大。10.某人透过焦距为10cm的放大镜观察物体，物体距离透镜8cm，此时观察到的是倒立放大的虚像。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述光的色散现象的原理。2.简述凸透镜成像规律的三种情况。3.简述光的衍射现象的特点。4.简述平面镜成像的特点。5.简述双缝干涉实验的原理。6.简述光的折射定律的内容。7.简述激光束的特点。8.简述用凸透镜测量焦距的方法。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某同学用凸透镜做成像实验，当蜡烛距离透镜20cm时，在光屏上得到一个倒立、放大的实像。求该透镜的焦距范围。2.某透明介质对红光的折射率为1.5，对紫光的折射率为1.7，当红光在该介质中的波长为600nm时，求紫光在该介质中的波长。3.用单色光做双缝干涉实验，双缝间距为0.1mm，双缝到光屏距离为1m，相邻亮纹间距为1.8mm，求所用单色光的波长。4.某人站在平面镜前2m处，求镜中像距离人。5.用凸透镜做成像实验，当物距为15cm时，成倒立、放大的实像，求该透镜的焦距范围。6.某同学用分光计测量棱镜的折射率，入射角为45°，折射角为25°，求棱镜材料的折射率。7.用单色光做双缝干涉实验，双缝间距为0.05mm，双缝到光屏距离为1.2m，相邻亮纹间距为1.2mm，求所用单色光的波长。8.某同学用凸透镜和光屏研究光的衍射现象，用单色光照射狭缝，逐渐减小狭缝宽度，观察到衍射条纹逐渐变宽，解释该现象。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.C3.D4.B5.B6.C7.B8.B9.A10.C解析：2.中央亮纹宽度Δx=2λL/d，要使Δx从10mm变为8mm，需d变为1.25倍，即6.25mm。3.第②步成倒立放大实像，物距20cm应处于f<20cm<2f，即f<10cm。第③步u=40cm>2f，成倒立缩小实像。4.垂直入射时，所有光线不发生偏折。v=c/n，n₁<n₂，故v₁>v₂。临界角sinC=1/n，n₂>sin₂，紫光临界角更小。紫光频率高，λ=c/f更短。5.物距u=8cm<f=10cm，1/f=1/v+1/u，解得v=-20cm，为虚像。放大镜成正立放大虚像。6.红光频率最低，折射率最小。紫光频率最高，偏向角最大。不同色光在介质中速度不同。旋转棱镜使入射光垂直主截面时，偏向角为零。7.激光束扩散满足公式d'=d(1+αL)，α=(λ/nπR²)，近似d'/d=1+(λL)/(nπR²)，代入数据解得n≈1.15。8.Δx=λL/d，λ=Δxd/d=2×10⁻³×0.5×10⁻³/1=1×10⁻⁶m=500nm。9.平面镜成像特点：像距等于物距，像与物关于镜面对称。像距离平面镜2m，人像距离人4m。10.衍射是波特有的现象，狭缝宽度与条纹宽度成反比，不同频率光均有衍射。11.n=sinθ₁/sinθ₂=sin30°/sin19°≈1.15。二、填空题1.10～2012.2.4×10⁸13.虚像，314.441.215.60016.1.5，317.10～3018.1.3619.60020.光具有波动性解析：2.物距大于f且小于2f时，成倒立放大实像，故f<20cm<2f，即10cm<f<20cm。3.v=c/n=3×10⁸/1.33≈2.4×10⁸m/s。4.物距u=8cm<f=10cm，1/f=1/v+1/u，解得v=-20cm，为虚像。放大倍数M=-v/u=-(-20)/8=2.5。5.λ₁n₁=λ₂n₂，λ₂=λ₁n₁/n₂=600×1.5/1.7≈441.2nm。6.Δx=λL/d，λ=Δxd/d=1.8×10⁻³×0.1×10⁻³/1=600nm。7.像距等于物距，像与物关于镜面对称。像距离平面镜1.5m，人像距离人3m。8.物距大于f且小于2f时，成倒立放大实像，故f<15cm<2f，即7.5cm<f<15cm。9.n=sinθ₁/sinθ₂=sin45°/sin25°≈1.36。10.Δx=λL/d，λ=Δxd/d=1.2×10⁻³×0.05×10⁻³/1.2=600nm。11.衍射是波特有的现象，狭缝宽度与条纹宽度成反比，不同频率光均有衍射。三、判断题1.√22.√23.√24.√25.√26.×27.√28.√29.√30.×解析：2.物距大于2f时，成倒立缩小实像，可以成在光屏上。3.光从光密介质射入光疏介质时，v增大，sinr/sinθ减小，故r>θ。4.放大镜成正立放大虚像，物距越近，像距越大，像越大。5.平面镜成像特点：像与物关于镜面对称，像与物大小相等，像是虚像。6.双缝干涉实验中，Δx=λL/d，相邻亮纹间距与单色光的波长成正比。7.光的衍射是波特有的现象，所有频率的光均能发生衍射，只是衍射程度不同。8.用分光计测量棱镜的折射率时，需要测量入射角和折射角。9.物距小于f时，成正立放大虚像。10.双缝干涉实验中，Δx=λL/d，双缝间距d越小，相邻亮纹间距越大。11.物距u=8cm<f=10cm，1/f=1/v+1/u，解得v=-20cm，为虚像。放大镜成正立放大虚像。四、简答题1.光的色散现象是由于不同色光在介质中的折射率不同，导致白光分解为单色光的现象。原理：不同色光频率不同，与介质相互作用程度不同，导致折射率不同。2.凸透镜成像规律：（1）u>2f，成倒立缩小实像，f<u<2f，成倒立放大实像，u=f，成无穷远实像，u<f，成正立放大虚像。3.光的衍射现象的特点：（1）当障碍物或孔的尺寸与光的波长相当或更小时，会发生衍射；（2）衍射条纹是明暗相间的，中央亮纹最宽最亮；（3）衍射是波特有的现象。4.平面镜成像的特点：（1）像与物关于镜面对称；（2）像与物大小相等；（3）像是虚像；（4）像距等于物距。5.双缝干涉实验的原理：（1）单色光通过双缝后，两缝成为两个振动情况完全相同的波源；（2）两列波叠加时，满足相长干涉的条件处形成亮纹，满足相消干涉的条件处形成暗纹；（3）相邻亮纹间距与单色光的波长成正比。6.光的折射定律的内容：（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；（2）折射光线和入射光线分居法线两