2026年人教版高二物理二轮复习第十七章光学习题集

2026年人教版高二物理二轮复习第十七章光学习题集一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在双缝干涉实验中，若用绿光照射双缝，观察到干涉条纹间距为Δx。若改用紫光照射，其他条件不变，则观察到的干涉条纹间距将如何变化？A.变大B.变小C.不变D.无法确定解析：双缝干涉条纹间距公式为Δx=λL/d，其中λ为光的波长，L为双缝到屏的距离，d为双缝间距。紫光的波长小于绿光波长，因此Δx将变小。2.某同学用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，当物体距离透镜20cm时，在透镜另一侧得到一个倒立放大的实像。关于该凸透镜的焦距f，下列判断正确的是？A.f=10cmB.10cm<f<20cmC.f=20cmD.f>20cm解析：根据成像规律，倒立放大的实像说明物体位于焦点与二倍焦点之间，即f<20cm<2f，解得10cm<f<20cm。3.在光学仪器中，为了减少像差，常采用组合透镜。对于近视眼镜，应选用哪种透镜组合？A.凸透镜与凹透镜同轴组合B.两个凸透镜同轴组合C.两个凹透镜同轴组合D.凸透镜与凹透镜错位组合解析：近视眼镜需要发散光线，应选用凹透镜。为减少像差，可采用凹透镜与适当参数的凸透镜同轴组合。4.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）。当红光在该介质中的传播速度为v₁时，紫光在该介质中的传播速度v₂将如何变化？A.v₂>v₁B.v₂=v₁C.v₂<v₁D.无法确定解析：光速v=c/n，折射率越大，光速越小。因n₂>n₁，故v₂<v₁。5.在全息照相实验中，若激光器的功率增加一倍，其他条件不变，则全息图的哪些特性将发生变化？A.干涉条纹间距B.图像亮度C.图像分辨率D.图像立体感解析：激光功率增加会增强干涉条纹的对比度，从而提高图像亮度。6.某人透过放大镜观察物体时，发现物体像被放大了。若保持透镜位置不变，将物体远离透镜，则观察到的像将如何变化？A.变大B.变小C.不变D.先变大后变小解析：放大镜成正立放大的虚像时，物体需位于焦点以内。远离透镜时，物距增大，像距减小，像将变小。7.在光导纤维通信中，信号以全反射方式传输。若光纤材料的折射率为n，则对于光信号，入射角θ满足什么条件才能发生全反射？A.θ>arcsin(n)B.θ<arcsin(1/n)C.θ≥arcsin(1/n)D.θ≤arcsin(n)解析：全反射条件为入射角大于临界角θc=arcsin(1/n)。8.某实验装置如下图所示，一束白光通过三棱镜后发生色散。关于色散现象的解释，下列说法正确的是？A.红光偏折角度最大B.紫光偏折角度最大C.所有色光偏折角度相同D.色散与棱镜材料无关解析：不同色光在介质中的折射率不同，紫光折射率最大，偏折角度最大。9.在拍摄水下物体时，若照相机镜头的焦距为f，水深为h，则镜头应浸入水中的深度d（镜头平面与水面垂直）应如何确定？A.d=hB.d<hC.d>hD.取决于物体距离解析：为避免水面对成像的干扰，镜头需部分浸入水中，深度通常小于水深。10.某科研团队利用偏振片研究光的偏振现象。当两块偏振片的偏振方向相互垂直时，透射光强度为I₀。若将其中一块旋转30°，透射光强度将变为多少？A.I₀/2B.I₀√3/4C.I₀/4D.I₀/8解析：马吕斯定律I=I₀cos²θ，θ=30°时，I=I₀cos²30°=3I₀/4。二、填空题（每空2分，共20分）1.在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝到屏距离L=1m，用λ=500nm的绿光照射，则相邻亮条纹的间距Δx=________mm。参考答案：1解析：Δx=λL/d=(500×10⁻⁹×1)/(0.5×10⁻³)=1mm。2.凸透镜的焦距f=10cm，当物体距离透镜15cm时，成像距离v=________cm，成像性质为________。参考答案：30；倒立放大实像解析：根据透镜公式1/f=1/u+1/v，1/10=1/15+1/v，v=30cm。3.某介质对红光的临界角为θc=45°，则该介质对绿光（λ红<λ绿）的临界角将________45°。参考答案：小于解析：临界角θc=arcsin(1/n)，折射率n与波长成反比，绿光折射率更大，临界角更小。4.全息照相利用了光的________和________两个特性。参考答案：干涉；衍射解析：全息图记录了光的振幅和相位信息，依赖光的干涉和衍射效应。5.某人眼睛的近点距离为25cm，远点距离为1m，应配戴________透镜，焦距为________m。参考答案：凹；-0.25解析：近视需凹透镜矫正，焦距f=1/p=-0.25m。6.光的色散现象说明________不同，导致不同色光在介质中的传播速度________。参考答案：折射率；不同解析：色散本质是不同色光折射率不同，导致速度差异。7.在光导纤维中，信号以________方式传输，条件是________。参考答案：全反射；入射角大于临界角解析：光纤通信依赖全反射，需满足全反射条件。8.某实验中观察到牛顿环，当透镜与平板间空气厚度增加时，干涉条纹将________（填“向中心”或“向外”）移动。参考答案：向中心解析：空气层厚度增加，相邻条纹间距增大，条纹向中心收缩。9.偏振片的作用是________，可验证光是否为________光。参考答案：选择特定振动方向的光；偏振解析：偏振片滤除特定方向光，证明光振动方向受限。10.某透明介质对蓝光的折射率为1.5，则蓝光在该介质中的波长λ介质=________nm（已知真空中波长λ真空=450nm）。参考答案：300解析：λ介质=λ真空/n=450/1.5=300nm。三、判断题（每题2分，共20分）1.光的干涉和衍射现象都表明光具有波动性，但干涉是波的叠加，衍射是波绕过障碍物。正确解析：干涉是波峰叠加增强，衍射是波绕过障碍物传播。2.凸透镜和凹透镜都能成实像，但凸透镜可成倒立放大实像，凹透镜只能成正立缩小虚像。正确解析：凸透镜成实像时，物距不同成像性质不同；凹透镜始终成正立缩小虚像。3.全反射仅发生在光从光密介质射向光疏介质时，且入射角大于临界角。正确解析：全反射条件为光密→光疏且入射角>临界角。4.光的色散现象会导致透镜成像产生像差，因此高精度光学系统需采用消色差透镜组。正确解析：色散导致不同色光焦点不同，需用不同焦距透镜组合消除。5.偏振现象说明光波是横波，纵波（如声波）不能产生偏振现象。正确解析：偏振是振动方向受限，仅横波能产生偏振。6.光导纤维的通信容量与光纤直径成正比，直径越大，传输信号越多。错误解析：通信容量与频率相关，直径影响信号衰减而非容量。7.牛顿环是透镜与平板间空气薄层形成的等厚干涉条纹，中心点一定是暗斑。错误解析：若透镜凸面朝下，中心为亮斑；凸面朝上为暗斑。8.光的衍射现象中，障碍物越小，衍射现象越明显。正确解析：衍射程度与障碍物尺寸成反比，尺寸越小越明显。9.摄影时使用偏振镜可消除水面或玻璃反光，原理是偏振光在反射时振动方向改变。错误解析：偏振镜消除反射光，因反射光是偏振光（振动方向受限）。10.光的干涉条纹间距与光源宽度有关，光源越宽，条纹越模糊。正确解析：光源宽度影响干涉条纹的相干性，宽度越大相干性越差。四、简答题（每题2分，共16分）1.简述双缝干涉实验中，影响条纹间距的主要因素有哪些？答：双缝干涉条纹间距Δx=λL/d，主要影响因素包括：（1）光的波长λ：λ越大，间距越大；（2）双缝到屏距离L：L越大，间距越大；（3）双缝间距d：d越小，间距越大。2.凸透镜成像时，物距u与像距v之间存在什么关系？如何根据物距判断成像性质？答：透镜公式1/f=1/u+1/v，成像性质由物距u与焦距f的关系决定：（1）u>2f：倒立缩小实像；（2）f<u<2f：倒立放大实像；（3）u=f：不成像；（4）u<f：正立放大虚像。3.全反射现象在光纤通信中有何应用？需满足哪些条件？答：光纤通信利用全反射传输信号，条件为：（1）光从光密介质（如石英玻璃）射向光疏介质（空气）；（2）入射角大于临界角θc=arcsin(1/n)，n为折射率。4.偏振现象如何证明光具有波动性？与机械波偏振有何区别？答：偏振证明光波是横波，因横波振动方向受限，纵波（如声波）振动方向自由，不能偏振。光偏振通过偏振片实现，机械波偏振需特定介质。5.牛顿环实验中，若透镜与平板间充满折射率为n的液体，条纹间距将如何变化？答：条纹间距Δx'=λ'(nL/d)，液体折射率n增大，λ'=λ/n，Δx'减小，条纹变密。6.光的色散现象对成像有何影响？如何消除色差？答：色散导致不同色光焦点不同，产生像差。消除方法：（1）使用不同焦距的凸透镜组合（消色差透镜）；（2）使用特殊材料（如萤石）制作透镜。7.全息照相与普通照相有何本质区别？答：全息照相记录光的振幅和相位信息，可重现三维立体图像；普通照相仅记录强度信息，图像平面化。8.光的衍射现象有哪些实际应用？答：应用包括：（1）光学仪器（如衍射光栅分光）；（2）防伪技术（如钞票上的衍射图案）；（3）显微镜分辨率极限。五、应用题（每题4分，共24分）1.某实验小组用双缝干涉装置测量绿光波长，已知双缝间距d=0.1mm，双缝到屏距离L=1m，测得相邻亮条纹间距Δx=1.2mm。求绿光波长λ。解：根据Δx=λL/d，λ=Δx•d/L=1.2×10⁻³×0.1×10⁻³/1=1.2×10⁻⁶m=600nm。2.凸透镜焦距f=20cm，物体高h=2cm，放在距透镜u=30cm处。求像距v和像高h'，并判断成像性质。解：1/20=1/30+1/v，v=60cm。放大率m=h'/h=-v/u=-60/30=-2，h'=-2×2=-4cm。成像为倒立放大实像，像距60cm，像高4cm。3.光线从空气射入折射率为n=1.5的玻璃，入射角θ₁=60°。求折射角θ₂，并判断是否发生全反射。解：n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，1.5sin60°=sinθ₂，θ₂=arcsin(1.5×0.866)=56.3°。因入射角未大于临界角，不发生全反射。4.全息照相实验中，激光器功率为P=1W，光束直径D=2mm，曝光时间t=1s。求光能密度E，若用λ=632.8nm的激光，全息图记录的光强I₀是多少？解：E=Pt/A=1×(2πD²/4)/π×(1×10⁻³)²=1×10⁶J/m²。I₀∝E²∝(hc/λ)²，λ=632.8nm时，I₀≈1.6×10⁸W/m²。5.某人眼睛的近点距离为25cm，远点距离为1m，需配戴何种透镜？若透镜焦距为f=-25cm，计算看近处物体时的调节力。解：需凹透镜矫正近视，f=-25cm。看近处物体时，调节力F=1/f-1/u=1/(-25)-1/(-25)=0.04cm⁻¹。6.光导纤维芯径d=50μm，包层折射率n₂=1.46，求芯层折射率n₁（全反射临界角）。解：sinθc=1/n₁=1.46/n₁，θc=43.2°。全反射需入射角>43.2°，n₁≈1.62。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.B3.A4.C5.B6.B7.C8.B9.B10.C二、填空题1.12.30；倒立放大实像3.小于4.干涉；衍射5.凹；-0.252.折射率；不同7.全反射；入射角大于临界角8.向中心9.选择特定振动方向的光；偏振3.300三、判断题1.√2.√3.√4.√5.√6.×7.×8.√9.×10.√四、简答题1.答：双缝干涉条纹间距Δx=λL/d，主要影响因素包括：光的波长λ（λ越大，间距越大）、双缝到屏距离L（L越大，间距越大）、双缝间距d（d越小，间距越大）。2.答：透镜公式1/f=1/u+1/v，成像性质由物距u与焦距f的关系决定：u>2f时成倒立缩小实像；f<u<2f时成倒立放大实像；u=f时不成像；u<f时成正立放大虚像。3.答：光纤通信利用全反射传输信号，条件为光从光密介质（如石英玻璃）射向光疏介质（空气），且入射角大于临界角θc=arcsin(1/n)，n为折射率。4.答：偏振证明光波是横波，因横波振动方向受限，纵波（如声波）振动方向自由，不能偏振。光偏振通过偏振片实现，机械波偏振需特定介质。5.答：条纹间距Δx'=λ'(nL/d)，液体折射率n增大，λ'