2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题

2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于光的反射现象，以下描述正确的是（）A.光的反射是光能转化为热能的过程，因此镜面反射比漫反射更耗能B.漫反射是由于光束经过粗糙表面时发生多次折射导致的，因此反射光线杂乱无章C.根据反射定律，反射角始终等于入射角，这一规律在光照射到平静水面时同样适用D.光的反射现象中，光路是可逆的，但反射时光子的能量会发生改变2.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于平面镜成像的特点，以下说法错误的是（）A.平面镜成像时，像与物的距离始终相等，且像与物关于镜面对称B.由于平面镜成像属于光的反射，因此像是虚像，无法用光屏承接C.当物体以2m/s的速度垂直于镜面移动时，像的速度大小也为2m/s，但方向相反D.改变平面镜的摆放角度，不会影响所成像的大小和形状3.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于光的折射现象，以下描述正确的是（）A.光从空气斜射入水中时，折射角一定大于入射角，因为水的折射率大于1B.根据折射定律，光从光密介质进入光疏介质时，折射角始终小于入射角C.全反射现象只有在光从光密介质进入光疏介质时才可能发生，且临界角与入射角无关D.折射现象中，光路同样是可逆的，但光子的传播速度在介质中会发生改变4.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于折射率的定义，以下说法正确的是（）A.折射率是描述光在介质中传播速度的物理量，其数值等于光在真空中速度与介质中速度的比值B.折射率仅与光的颜色有关，因此白光通过三棱镜时会发生色散现象C.折射率的单位是米每秒（m/s），且不同介质的折射率可能相同D.折射率越大，说明介质对光的偏折能力越强，因此金刚石的折射率比玻璃大5.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于全反射的条件，以下说法错误的是（）A.全反射只有在光从光密介质进入光疏介质时才可能发生，且入射角必须大于临界角B.临界角是使折射角等于90°时的入射角，其大小与两种介质的折射率有关C.全反射现象中，光能完全被反射回原介质，因此不会发生能量损失D.全反射棱镜的横截面为等腰直角三角形时，入射角为45°的光线一定能发生全反射6.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于棱镜对光的色散现象，以下描述正确的是（）A.棱镜色散是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同导致的，因此红光的偏向角最小B.色散现象中，光路不可逆，因此白光通过棱镜后无法恢复原色C.棱镜的顶角越大，色散现象越明显，因此三棱镜的顶角通常设计为60°D.色散现象中，紫光的偏向角最大，因为紫光的波长比红光短7.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于透镜成像规律，以下说法正确的是（）A.凸透镜成像时，物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像，这一规律适用于所有凸透镜B.凹透镜只能成虚像，且像与物总是位于透镜的同侧，因此凹透镜没有实焦点C.当物体位于凸透镜的焦点上时，透镜不会成像，因为光线经过透镜后平行发散D.透镜成像时，像的大小与物距成正比，因此物距越大，像越大8.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于凸透镜成像规律的应用，以下说法错误的是（）A.照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像，因此镜头的焦距通常较长B.放大镜利用凸透镜成正立放大的虚像，因此物体必须位于焦点以内C.幻灯机利用凸透镜成倒立放大的实像，因此投影片必须位于2倍焦距与焦点之间D.显微镜的物镜和目镜都利用凸透镜成像，因此显微镜的放大倍数仅与物镜焦距有关9.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于凹透镜成像规律，以下说法正确的是（）A.凹透镜成像时，无论物距如何变化，所成的像都是正立缩小的虚像B.凹透镜的焦点是实焦点，因此光线经过焦点后会汇聚于一点C.凹透镜的焦距是负值，因此其成像规律与凸透镜完全相反D.凹透镜成像时，像与物总是位于透镜的异侧，因此凹透镜没有实焦点10.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，关于透镜成像公式的应用，以下说法错误的是（）A.透镜成像公式为1/f=1/u+1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距B.当物距u大于2f时，像距v一定介于f与2f之间，且成倒立缩小的实像C.当物距u小于f时，像距v为负值，因此像是虚像，且像与物位于透镜的同侧D.透镜成像公式仅适用于薄透镜，且公式中的单位必须统一为米（m）二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，光的反射现象中，反射光线、入射光线与法线三者位于同一平面，且反射角等于__________。2.平面镜成像的特点包括：像与物关于镜面__________；像与物的距离始终相等；像是__________像。3.光从空气斜射入水中时，折射角__________入射角（填“大于”“小于”或“等于”），这是因为水的折射率__________1。4.折射率的定义是光在真空中速度与介质中速度的__________，其数值越大，说明介质对光的偏折能力__________。5.全反射现象发生的条件包括：光从__________介质进入__________介质，且入射角__________临界角。6.棱镜色散现象是由于不同颜色的光在介质中的__________不同导致的，因此白光通过棱镜后会发生色散。7.凸透镜成像时，物距大于2倍焦距时成倒立__________的实像，像距介于__________与__________之间。8.凹透镜成像时，无论物距如何变化，所成的像都是正立__________的虚像，像与物总是位于透镜的__________。9.透镜成像公式为__________，其中f为焦距，u为物距，v为像距。10.照相机利用凸透镜成倒立__________的实像，因此镜头的焦距通常__________。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，光的反射现象中，反射光线与入射光线分居法线两侧，且反射角等于入射角。（）2.平面镜成像时，像是虚像，无法用光屏承接，因此平面镜不能用于制作潜望镜。（）3.光从光密介质进入光疏介质时，折射角始终大于入射角，因此全反射现象不可能发生。（）4.折射率的定义是光在介质中速度与真空中速度的比值，其数值没有单位。（）5.全反射棱镜的横截面为等腰直角三角形时，入射角为45°的光线一定能发生全反射。（）6.棱镜色散现象中，紫光的偏向角最大，因为紫光的波长比红光短。（）7.凸透镜成像时，物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像，这一规律适用于所有凸透镜。（）8.凹透镜只能成虚像，且像与物总是位于透镜的同侧，因此凹透镜没有实焦点。（）9.透镜成像公式仅适用于薄透镜，且公式中的单位必须统一为米（m）。（）10.照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像，因此镜头的焦距通常较长。（）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，简述光的反射定律的内容。2.平面镜成像的特点有哪些？请结合实际生活中的应用举例说明。3.光从空气斜射入水中时，折射角为什么小于入射角？请解释原因。4.折射率的定义是什么？如何测量透明介质的折射率？5.全反射现象发生的条件有哪些？请结合实际生活中的应用举例说明。6.棱镜色散现象的原理是什么？如何利用棱镜进行色散实验？7.凸透镜成像规律有哪些？请分别说明物距大于2倍焦距、物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时的成像特点。8.凹透镜成像规律有哪些？请结合实际生活中的应用举例说明。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.在《2025-2026年福建省北师大版高三物理第11章光学习题》中，某物体位于平面镜前1m处，求像的位置和大小。2.光从空气斜射入水中时，入射角为30°，水的折射率为1.33，求折射角的大小。3.某凸透镜的焦距为10cm，物体位于透镜前15cm处，求像的位置和大小。4.某凹透镜的焦距为-5cm，物体位于透镜前10cm处，求像的位置和大小。5.某棱镜的顶角为60°，白光垂直入射棱镜，求红光和紫光的偏向角（已知红光的折射率为1.5，紫光的折射率为1.6）。6.某照相机镜头的焦距为50mm，物体位于透镜前2m处，求像的位置和大小。7.某放大镜的焦距为5cm，物体位于透镜前4cm处，求像的位置和大小。8.某全反射棱镜的横截面为等腰直角三角形，入射角为45°的光线能否发生全反射？请说明原因。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C解析：光的反射是光束在界面上的返回现象，过程中光能不发生转化，因此A错误；漫反射是由于光束经过粗糙表面时发生多次反射导致的，因此B错误；根据反射定律，反射角始终等于入射角，这一规律适用于所有反射现象，包括光照射到平静水面时，因此C正确；光的反射现象中，光路是可逆的，且反射时光子的能量不变，因此D错误。2.C解析：平面镜成像时，像与物的距离始终相等，且像与物关于镜面对称，因此A正确；由于平面镜成像属于光的反射，因此像是虚像，无法用光屏承接，因此B正确；当物体以2m/s的速度垂直于镜面移动时，像的速度大小也为2m/s，但方向相反，因为像的运动是物体运动的镜像，因此C错误；改变平面镜的摆放角度，不会影响所成像的大小和形状，因为成像规律仅与镜面本身有关，因此D正确。3.B解析：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，因为水的折射率大于1，因此A错误；根据折射定律，光从光密介质进入光疏介质时，折射角始终大于入射角，因此B正确；全反射现象只有在光从光密介质进入光疏介质时才可能发生，且临界角与入射角有关，因此C错误；折射现象中，光路同样是可逆的，但光子的传播速度在介质中会发生改变，因此D错误。4.A解析：折射率是描述光在介质中传播速度的物理量，其数值等于光在真空中速度与介质中速度的比值，因此A正确；折射率不仅与光的颜色有关，还与介质的种类有关，因此B错误；折射率的单位是1，没有单位，因此C错误；折射率越大，说明介质对光的偏折能力越强，因此金刚石的折射率比玻璃大，因此D正确。5.C解析：全反射只有在光从光密介质进入光疏介质时才可能发生，且入射角必须大于临界角，因此A正确；临界角是使折射角等于90°时的入射角，其大小与两种介质的折射率有关，因此B正确；全反射现象中，光能完全被反射回原介质，但会发生能量损失（部分能量转化为热能），因此C错误；全反射棱镜的横截面为等腰直角三角形时，入射角为45°的光线一定能发生全反射，因此D正确。6.A解析：棱镜色散是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同导致的，因此红光的偏向角最小，因为红光的折射率最小，因此A正确；色散现象中，光路可逆，因此白光通过棱镜后可以恢复原色，只是需要通过另一个棱镜进行反向色散，因此B错误；棱镜的顶角越大，色散现象越明显，因此三棱镜的顶角通常设计为60°，因此C正确；色散现象中，紫光的偏向角最大，因为紫光的波长比红光短，因此D正确。7.A解析：凸透镜成像时，物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像，这一规律适用于所有凸透镜，因此A正确；凹透镜可以成实像，只是像是虚像，且像与物总是位于透镜的异侧，因此B错误；当物体位于凸透镜的焦点上时，透镜不会成像，因为光线经过透镜后平行发散，因此C正确；透镜成像时，像的大小与物距成反比，因此物距越大，像越小，因此D错误。8.D解析：照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像，因此镜头的焦距通常较短，以获得更大的景深，因此A错误；放大镜利用凸透镜成正立放大的虚像，因此物体必须位于焦点以内，因此B正确；幻灯机利用凸透镜成倒立放大的实像，因此投影片必须位于2倍焦距与焦点之间，因此C正确；显微镜的物镜和目镜都利用凸透镜成像，显微镜的放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积，因此D错误。9.A解析：凹透镜成像时，无论物距如何变化，所成的像都是正立缩小的虚像，因此A正确；凹透镜的焦点是虚焦点，因此光线经过焦点后会发散，因此B错误；凹透镜的焦距是负值，但其成像规律与凸透镜不完全相反，只是成像性质不同，因此C错误；凹透镜成像时，像与物总是位于透镜的同侧，因此D错误。10.B解析：透镜成像公式为1/f=1/u+1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距，因此A正确；当物距u大于2f时，像距v一定介于f与2f之间，且成倒立缩小的实像，因此B正确；当物距u小于f时，像距v为正值，因此像是虚像，且像与物位于透镜的同侧，因此C错误；透镜成像公式仅适用于薄透镜，且公式中的单位必须统一为米（m），因此D正确。二、填空题1.入射角解析：光的反射现象中，反射光线、入射光线与法线三者位于同一平面，且反射角等于入射角，这是光的反射定律的内容。2.对称；虚解析：平面镜成像的特点包括：像与物关于镜面对称；像与物的距离始终相等；像是虚像。3.小于；大于解析：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，这是因为水的折射率大于1，根据折射定律，光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。4.比值；强解析：折射率的定义是光在真空中速度与介质中速度的比值，其数值越大，说明介质对光的偏折能力越强。5.光密；光疏；大于解析：全反射现象发生的条件包括：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角。6.折射率解析：棱镜色散现象是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同导致的，因此白光通过棱镜后会发生色散。7.缩小；1倍焦距；2倍焦距解析：凸透镜成像时，物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像，像距介于1倍焦距与2倍焦距之间。8.缩小；同侧解析：凹透镜成像时，无论物距如何变化，所成的像都是正立缩小的虚像，像与物总是位于透镜的同侧。9.1/f=1/u+1/v解析：透镜成像公式为1/f=1/u+1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距。10.缩小；较短解析：照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像，因此镜头的焦距通常较短，以获得更大的景深。三、判断题1.√解析：光的反射现象中，反射光线与入射光线分居法线两侧，且反射角等于入射角，这是光的反射定律的内容。2.×解析：平面镜成像时，像是虚像，但可以用光屏承接，因此平面镜可以用于制作潜望镜。3.×解析：光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角，但全反射现象只有在入射角大于临界角时才可能发生。4.√解析：折射率的定义是光在介质中速度与真空中速度的比值，其数值没有单位。5.√解析：全反射棱镜的横截面为等腰直角三角形时，入射角为45°的光线一定能发生全反射，因为此时入射角等于临界角。6.√解析：棱镜色散现象中，紫光的偏向角最大，因为紫光的波长比红光短，折射率更大，因此偏折能力更强。7.√解析：凸透镜成像时，物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像，这一规律适用于所有凸透镜。8.×解析：凹透镜可以成实像，只是像是虚像，且像与物总是位于透镜的异侧。9.√解析：透镜成像公式仅适用于薄透镜，且公式中的单位必须统一为米（m）。10.√解析：照相机利用凸透镜成倒立缩小的实像，因此镜头的焦距通常较短，以获得更大的景深。四、简答题1.光的反射定律的内容包括：反射光线、入射光线与法线三者位于同一平面；反射光线与入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。2.平面镜成像的特点包括：像与物关于镜面对称；像与物的距离始终相等；像是虚像。实际生活中的应用举例：潜望镜利用平面镜成像原理，可以改变光路；汽车后视镜利用平面镜成像原理，可以扩大视野。3.光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，这是因为水的折射率大于1，根据折射定律，光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。4.折射率的定义是光在真空中速度与介质中速度的比值，其数值越大，说明介质对光的偏折能力越强。测量透明介质的折射率的方法包括：让光线从空气斜射入透明介质中，测量入射角和折射角，根据折射定律计算折射率。5.全反射现象发生的条件包括：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角。实际生活中的应用举例：光纤通信利用全反射现象，可以传输信号；全反射棱镜可以改变光路，提高光学系统的成像质量。6.棱镜色散现象的原理是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同导致的，因此白光通过棱镜后会发生色散。实验方法：让白光垂直入射棱镜，观察不同颜色的光在棱镜中的偏折角度，可以验证色散现象。7.凸透镜成像规律包括：物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，像距介于1倍焦距与2倍焦距之间；物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时，成倒立放大的实像，像距大于2倍焦距。8.凹透镜成像规律包括：无论物距如何变化，所成的像都是正立缩小的虚像，像与物总是位于透镜的同侧。实际生活中的应用举例：近视眼镜利用凹透镜成像原理，可以矫正视力。五、应用题1.某物体位于平面镜前1m处，求像的位置和大小。解：根据平面镜成像特点，像与物的距离始终相等，且像与物关于镜面对称，因此像的位置在平面镜后1m处，像的大小与物体大小相同。2.光从空气斜射入水中时，入射角为30°，水的折射率为1.33，求折射角的大小。解：根据折射定律，sini/sinr=n，其中i为入射角，r为折射角，n为折射率，因此sinr=sini/n=sin30°/1.33≈0.461，r≈27.6°。3