部编版初中九年级物理下册光学实验知识点巩固习题及答案

部编版初中九年级物理下册光学实验知识点巩固习题及答案第1页共1页部编版初中九年级物理下册光学实验知识点巩固习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.在进行“探究平面镜成像特点”实验时，小明同学发现镜中像与物体左右相反，但上下方向不变。他得出此结论所依据的主要原理是（）A.光的直线传播B.光的反射C.光的折射D.平面镜成像规律参考答案：B2.小华同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛距离凸透镜20cm时，他在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。若保持蜡烛位置不变，将凸透镜沿光具座向远离蜡烛的方向移动5cm，此时光屏应（）A.仍能在原位置接收到像B.需向远离透镜方向移动才能接收到像C.需向靠近透镜方向移动才能接收到像D.无论怎样移动光屏都不能接收到像参考答案：C3.如图所示，一束光线从空气斜射入玻璃中，反射光线与折射光线恰好垂直。已知入射角为30°，则折射角等于（）A.30°B.45°C.60°D.90°参考答案：C4.小明同学用自制针孔相机（一个不透光的纸筒，一端扎有针孔）观察远处路灯，他发现成像的特点是（）A.倒立、放大的实像B.正立、缩小的实像C.倒立、缩小的虚像D.正立、放大的虚像参考答案：B5.在“测量凸透镜焦距”实验中，小丽同学调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，发现无论怎样移动光屏都不能接收到像。可能的原因是（）A.凸透镜的焦距过长B.蜡烛放置在凸透镜焦点上C.蜡烛放置在凸透镜焦点以内D.凸透镜放置在光具座刻度线之外参考答案：B6.小明同学用放大镜观察蚂蚁，发现蚂蚁的像被放大了。此时，蚂蚁距离放大镜的距离（）A.大于放大镜的焦距B.小于放大镜的焦距C.等于放大镜的焦距D.无法确定参考答案：B7.如图所示，一束光线从空气射入玻璃三棱镜，经两次折射后射出。下列说法正确的是（）A.光在玻璃中的传播速度比在空气中的大B.光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角C.光从玻璃射入空气时，折射角小于入射角D.光的反射现象与折射现象是相互对立的参考答案：C8.小华同学用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现了一个清晰的影子。这说明（）A.光是沿直线传播的B.光是曲线传播的C.光是沿折线传播的D.光是沿波浪传播的参考答案：A9.在“探究光的色散”实验中，小明同学用白光通过三棱镜后，在光屏上观察到彩色光带。下列说法正确的是（）A.红光的偏折程度最大B.紫光的偏折程度最大C.所有色光的偏折程度都相同D.白光不是复色光参考答案：B10.如图所示，一束光线从空气射入水中，然后射入空气。下列说法正确的是（）A.光在水中传播速度比在空气中大B.光从水射入空气时，折射角大于入射角C.光从水射入空气时，反射光线与折射光线一定垂直D.光从水射入空气时，反射光线与折射光线一定平行参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.在“探究平面镜成像特点”实验中，小明同学发现镜中像与物体关于______对称。参考答案：镜面2.小华同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛距离凸透镜20cm时，在光屏上能得到一个______、______的实像。参考答案：倒立缩小3.光从空气斜射入玻璃中，折射角______入射角（填“大于”“小于”或“等于”）。参考答案：小于4.一束光线从空气射入水中，然后射入空气，发生折射时，折射光线将______（填“靠近”或“远离”）法线。参考答案：远离5.小明同学用放大镜观察蚂蚁，发现蚂蚁的像被放大了。此时，蚂蚁距离放大镜的距离应______一倍焦距。参考答案：小于6.在“测量凸透镜焦距”实验中，小丽同学调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，当蜡烛到凸透镜的距离为15cm时，光屏上出现一个清晰的光斑，该凸透镜的焦距约为______cm。参考答案：7.57.光的色散现象说明白光是由______色光组成的。参考答案：七种8.一束光线从空气射入玻璃三棱镜，经两次折射后射出，出射光线将向______偏折。参考答案：底边9.在“探究光的色散”实验中，小明同学用白光通过三棱镜后，在光屏上观察到彩色光带，彩色光带的颜色从上到下依次是______、______、______。参考答案：红橙黄绿蓝靛紫10.小明同学用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现一个暗影，这说明______。参考答案：光是沿直线传播的三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.光的反射现象中，反射角总是等于入射角。参考答案：√2.平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，像的大小与物体的大小相等。参考答案：√3.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。参考答案：√4.当光线从空气垂直射入玻璃时，传播方向会发生偏折。参考答案：×5.光的色散现象说明白光是由多种色光组成的。参考答案：√6.用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现物体的像，这是小孔成像现象。参考答案：×7.光的折射现象中，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。参考答案：√8.照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作。参考答案：√9.放大镜利用凸透镜成倒立、放大的实像工作。参考答案：×10.光的反射是可逆的，即光路是可逆的。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.在“探究平面镜成像特点”的实验中，小明同学用蜡烛、玻璃板和刻度尺进行实验。请简述该实验的主要步骤。参考答案：①将玻璃板竖直放置在水平桌面上；②点燃蜡烛A，调整蜡烛A的位置，使其与蜡烛B的像完全重合；③用刻度尺测量蜡烛A到玻璃板的距离，即为像距；④改变蜡烛A的位置，重复步骤②和③。2.小红同学想测量凸透镜的焦距，她可以使用哪些方法？请至少列举两种。参考答案：①平行光聚焦法：用平行光源照射凸透镜，移动光屏直到出现最小最亮的光斑，光斑到透镜光心的距离即为焦距；②成实像法：将蜡烛放在凸透镜的一侧，移动光屏到另一侧，直到出现清晰的倒立缩小的实像，测量蜡烛到透镜的距离u和像到透镜的距离v，根据公式1/f=1/u+1/v计算焦距。3.光从空气射入水中时，会发生折射现象。请简述折射现象中，入射角、折射角和光密介质、光疏介质的概念。参考答案：①入射角是入射光线与法线的夹角；②折射角是折射光线与法线的夹角；③光密介质是光在其中传播速度较小的介质，如水、玻璃；④光疏介质是光在其中传播速度较大的介质，如空气。4.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当物体距离凸透镜的距离大于2倍焦距时，会成什么样的像？请简述该像的特点。参考答案：成倒立、缩小的实像；像距在一倍焦距和二倍焦距之间。5.小明同学用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现物体的像。请简述这个现象属于光的哪种现象，并说明理由。参考答案：属于光的直线传播现象。因为不透明的物体挡住了光线，光无法到达物体后面的区域，所以光屏上出现物体的像。6.请简述光的反射定律的内容。参考答案：①反射光线、入射光线和法线在同一平面内；②反射光线和入射光线分居在法线的两侧；③反射角等于入射角。7.在“探究光的折射规律”的实验中，如果光从玻璃射入空气，折射角会大于入射角吗？请说明理由。参考答案：会。因为光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。根据光的折射定律，光从光密介质射入光疏介质时，折射光线会远离法线，所以折射角大于入射角。8.请简述凸透镜和凹透镜对光线的作用有什么不同。参考答案：凸透镜对光线有会聚作用，能使平行光线会聚于焦点；凹透镜对光线有发散作用，能使平行光线发散，看起来像是从焦点发出的。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.医院里有一台老式潜望镜，其结构示意图如图所示，两个平面镜M和N互相平行，且与水平面成45°角。当医生通过潜望镜观察前方200米处的一辆救护车时，救护车在潜望镜中的像距离医生多远？请画出光线传播路径并在图中标注反射角和入射角。参考答案：400米2.小明同学用焦距为10厘米的凸透镜制作了一个简易投影仪。他将凸透镜固定在距离屏幕50厘米的位置，并将幻灯片放在凸透镜前。为了在屏幕上得到一个清晰的正立放大的像，幻灯片应该放在距离凸透镜多远的位置？请画出光路图并说明成像特点。参考答案：20厘米3.小红同学想测量一个不透明物体的厚度，她利用了凸透镜成像的原理。她将凸透镜正对着太阳光，在凸透镜下方放置一张白纸，缓慢移动白纸，直到白纸上出现一个最小最亮的光斑。测得此时凸透镜距离白纸的距离为10厘米。然后，她将待测物体放在凸透镜上方，物体距离凸透镜5厘米，在白纸上再次出现一个最小最亮的光斑。请计算待测物体的厚度。参考答案：5厘米4.小华同学用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现了一个清晰的物体的像。他测得物体距离凸透镜的距离为30厘米，像距离凸透镜的距离为60厘米。请计算该凸透镜的焦距。如果小华想得到一个放大倍数为2的像，他应该将物体移动到距离凸透镜多远的位置？参考答案：f,15厘米5.小明同学想利用凸透镜和凹透镜组合成一个望远镜。他手边有两个凸透镜，焦距分别为20厘米和40厘米；还有一个凹透镜，焦距为10厘米。请问他应该如何组合这两个透镜才能构成一个望远镜？请说明理由，并画出光路图。参考答案：物镜为f2=40cm的凸透镜，目镜为f3=-10cm的凹透镜，光路从远处物体经物镜后在目镜前成倒立缩小的实像，再经目镜成正立放大的虚像6.小红同学在“探究平面镜成像特点”的实验中，发现无论她如何移动蜡烛，蜡烛的像总是与蜡烛本身关于镜面对称。请解释这个现象，并说明平面镜成像的原理。参考答案：平面镜成像的原理是光的反射。光线从物体射向平面镜，发生反射，反射光线进入人的眼睛，人眼逆着反射光线看去，就感觉物体在镜子的后面了。由于光的反射定律，反射角等于入射角，所以物体和它的像关于镜面对称。7.小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，发现当物体距离凸透镜的距离大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像。请解释这个现象，并说明凸透镜成像规律的应用。参考答案：当物体距离凸透镜的距离大于2倍焦距时，根据凸透镜成像规律，成倒立缩小的实像。这是因为此时物距u2f，根据成像公式1/f=1/u+1/v，解得像距v2f，且v0，所以成倒立缩小的实像。凸透镜成像规律的应用包括照相机、投影仪等。8.小红同学想测量凸透镜的焦距，她可以使用哪些方法？请至少列举两种方法，并说明每种方法的操作步骤和原理。参考答案：方法一：阳光聚焦法。操作步骤：将凸透镜正对太阳光，在凸透镜下方放置一张白纸，缓慢移动白纸，直到白纸上出现一个最小最亮的光斑。原理：此时凸透镜距离白纸的距离为焦距。方法二：二倍焦距法。操作步骤：将蜡烛放在凸透镜前，调节蜡烛和凸透镜的位置，直到在光屏上得到一个倒立缩小的实像，测量蜡烛到凸透镜的距离u和像到凸透镜的距离v，根据成像公式1/f=1/u+1/v计算焦距。原理：当物体距离凸透镜的距离等于2倍焦距时，成倒立等大的实像。标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查光的反射。平面镜成像的特点是：像与物关于镜面成轴对称，像与物大小相等，像是虚像。镜中像与物体左右相反，但上下方向不变，这是由于光的反射形成的，光的反射时光路是可逆的。故选B。2.参考答案：C解析：本题考查凸透镜成像规律。当蜡烛距离凸透镜20cm时，物距u=20cm，大于2f=20cm，成倒立、缩小的实像。将凸透镜沿光具座向远离蜡烛的方向移动5cm，物距u=25cm，仍然大于2f=20cm，成倒立、缩小的实像，但像距增大，光屏应向靠近透镜方向移动才能接收到像。故选C。3.参考答案：C解析：本题考查光的反射和折射。反射角等于入射角，入射角为30°，所以反射角为30°。反射光线与折射光线垂直，所以折射角为90°-30°=60°。故选C。4.参考答案：B解析：本题考查针孔相机成像特点。针孔相机成像是小孔成像，小孔成像的特点是：倒立、缩小的实像。故选B。5.参考答案：B解析：本题考查测量凸透镜焦距。无论怎样移动光屏都不能接收到像，可能的原因是蜡烛放置在凸透镜焦点上，此时成平行光，光屏无论怎样移动都不能接收到像。故选B。6.参考答案：B解析：本题考查放大镜成像。放大镜是凸透镜，当物体距离放大镜小于焦距时，成正立、放大的虚像。故选B。7.参考答案：C解析：本题考查光的折射。光在玻璃中的传播速度比在空气中的小。光从玻璃射入空气时，折射角大于入射角。光的反射现象与折射现象是相互依存的，不是对立的。故选C。8.参考答案：A解析：本题考查光的直线传播。小华同学用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现了一个清晰的影子，这说明光是沿直线传播的。故选A。9.参考答案：B解析：本题考查光的色散。光的色散是指白光通过三棱镜后分解成各种色光的现象。不同色光通过三棱镜的偏折程度不同，紫光的偏折程度最大，红光的偏折程度最小。白光是复色光。故选B。10.参考答案：B解析：本题考查光的折射。光在水中传播速度比在空气中小。光从水射入空气时，折射角大于入射角。光从水射入空气时，反射光线与折射光线不一定垂直，也不一定平行。故选B。二、填空题1.参考答案：镜面解析：本题考查“探究平面镜成像特点”实验。实验中，通过观察像与物体的位置关系，可以得出像与物体关于镜面对称的结论。这是平面镜成像的基本特点之一。2.参考答案：倒立缩小解析：本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当物距u=20cm，焦距f=10cm时，代入公式计算像距v，可得v=10cm。此时成像为倒立、缩小的实像。3.参考答案：小于解析：本题考查光的折射规律。根据折射定律，光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。4.参考答案：远离解析：本题考查光的折射规律。光从水中射入空气时，折射角大于入射角，因此折射光线将远离法线。5.参考答案：小于解析：本题考查凸透镜成像规律。放大镜是凸透镜，当物体距离凸透镜小于一倍焦距时，形成正立、放大的虚像。6.参考答案：7.5解析：本题考查“测量凸透镜焦距”实验。当蜡烛到凸透镜的距离等于2倍焦距时，光屏上出现一个清晰的光斑，即焦点。因此，焦距约为15cm/2=7.5cm。7.参考答案：七种解析：本题考查光的色散现象。光的色散现象说明白光是由七种色光组成的，分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。8.参考答案：底边解析：本题考查光的色散现象。光从空气射入玻璃三棱镜，经两次折射后射出，出射光线将向底边偏折。9.参考答案：红橙黄绿蓝靛紫解析：本题考查“探究光的色散”实验。白光通过三棱镜后，在光屏上观察到彩色光带，彩色光带的颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。10.参考答案：光是沿直线传播的解析：本题考查光的直线传播。激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现一个暗影，这说明光是沿直线传播的。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查光的反射定律。根据光的反射定律，反射角等于入射角，故该说法正确。2.参考答案：√解析：本题考查平面镜成像特点。根据平面镜成像特点，像与物关于镜面对称，像的大小与物体的大小相等，故该说法正确。3.参考答案：√解析：本题考查凸透镜和凹透镜对光线的作用。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故该说法正确。4.参考答案：×解析：本题考查光的折射。当光线从空气垂直射入玻璃时，传播方向不会发生偏折，故该说法错误。5.参考答案：√解析：本题考查光的色散现象。光的色散现象说明白光是由多种色光组成的，故该说法正确。6.参考答案：×解析：本题考查小孔成像现象。用激光笔照射一个不透明的物体，在物体后面的光屏上出现物体的像，这是小孔成像现象，但小孔成像形成的像是倒立的，故该说法错误。7.参考答案：√解析：本题考查光的折射定律。根据光的折射定律，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，故该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查照相机的原理。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作，故该说法正确。9.参考答案：×解析：本题考查放大镜的原理。放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像工作，故该说法错误。10.参考答案：√解析：本题考查光路的可逆性。光的反射是可逆的，即光路是可逆的，故该说法正确。四、简答题1.参考答案：①将玻璃板竖直放置在水平桌面上；②点燃蜡烛A，调整蜡烛A的位置，使其与蜡烛B的像完全重合；③用刻度尺测量蜡烛A到玻璃板的距离，即为像距；④改变蜡烛A的位置，重复步骤②和③。解析：本题考查〈探究平面镜成像特点实验〉。实验步骤应包括：放置玻璃板、点燃蜡烛A、调整位置使像重合、测量距离。通过这些步骤可以探究平面镜成像的特点，如像与物大小相等、像与物到镜面距离相等、像是虚像等。2.参考答案：①平行光聚焦法：用平行光源照射凸透镜，移动光屏直到出现最小最亮的光斑，光斑到透镜光心的距离即为焦距；②成实像法：将蜡烛放在凸透镜的一侧，移动光屏到另一侧，直到出现清晰的倒立缩小的实像，测量蜡烛到透镜的距离u和像到透镜的距离v，根据公式1/f=1/u+1/v计算焦距。解析：本题考查〈测量凸透镜焦距的方法〉。平行光聚焦法是利用凸透镜对光线有会聚作用的特点，成实像法是利用凸透镜成像规律，通过测量物距和像距来计算焦距。3.参考答案：①入射角是入射光线与法线的夹角；②折射角是折射光线与法线的夹角；③光密介质是光在其中传播速度较小的介质，如水、玻璃；④光疏介质是光在其中传播速度较大的介质，如空气。解析：本题考查〈光的折射现象中相关概念〉。入射角和折射角是描述光线在界面处发生折射时，入射光线和折射光线与法线的夹角。光密介质和光疏介质是描述光在其中传播速度不同的介质。4.参考答案：成倒立、缩小的实像；像距在一倍焦距和二倍焦距之间。解析：本题考查〈凸透镜成像规律〉。当物体距离凸透镜的距离大于2倍焦距时，根据凸透镜成像规律，会成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间。5.参考答案：属于光的直线传播现象。因为不透明的物体挡住了光线，光无法到达物体后面的区域，所以光屏上出现物体的像。解析：本题考查〈光的直线传播现象〉。激光笔照射不透明物体时，光无法穿透物体，只能在物体后面形成影子，这是光的直线传播现象的体现。6.参考答案：①反射光线、入射光线和法线在同一平面内；②反射光线和入射光线分居在法线的两侧；③反射角等于入射角。解析：本题考查〈光的反射定律〉。光的反射定律包括三个要点：三线共面、两线分居、两角相等。这是描述光线在界面处发生反射时遵循的规律。7.参考答案：会。因为光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。根据光的折射定律，光从光密介质射入光疏介质时，折射光线会远离法线，所以折射角大于入射角。解析：本题考查〈光的折射规律〉。光的折射定律指出，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角；光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角。8.参考答案：凸透镜对光线有会聚作用，能使平行光线会聚于焦点；凹透镜对光线有发散作用，能使平行光线发散，看起来像是从焦点发出的。解析：本题考查〈凸透镜和凹透镜对光线的作用〉。凸透镜具有会聚光线的作用，凹透镜具有发散光线的作用，这是两种透镜对光线作用的不同之处。五、应用题1.参考答案：400米解析：本题考查光的反射定律。光线从救护车经M镜反射后进入医生眼睛，反射角等于入射角，反射光线与入射光线关于法线对称。由于两个平面镜互相平行，且与水平面成45°角，所以光线经过两次反射后，传播方向改变了180°，即像点A与观察点B的距离d1和d2都等于200米，所以像距离医生400米。2.参考答案：20厘米解析：本题考查凸透镜成像规律。根据成像公式1/f=1/u+1/v，代入f=10cm，L=50cm，解得v=16.67cm。由于v2f，所以成倒立缩小的实像。根据放大倍数公式M=-v/u，代入M=2，解得u=16.67cm/2=8.33cm。所以幻灯片应该放在距离凸透镜8.33厘米的位置。3.参考答案：5厘米解析：本题考查凸透镜成像规律。第一次白纸上出现最小最亮的光斑，说明太阳光被凸透镜聚焦，此时凸透镜距离白纸的距离为焦距f1=10厘米。第二次白纸上出现最小最亮的光斑，说明物体AB经凸透镜聚焦，此时凸透镜距离白纸的距离为f2=5厘米。由于物体AB放在凸透镜上方，所以物体AB的厚度d等于f1-f2=10cm-5cm=5cm。4.参考答案：f,15厘米解析：本题考查凸透镜成像规律。根据成像公式1/f=1/u+1/v，代入u=30cm，v=60cm，解得f=20cm。由于v2f，所以成倒立缩小的实像。根据放大倍数公式M=-v/u，代入M=2，解得u'=v/2=60cm/2=30cm。所以物体应该移动到距离凸透镜15厘米的位置。5.参考答案：物镜为f2=40cm的凸透镜，目镜为f3=-10cm的凹透镜，光路从远处物体经物镜后在目镜