部编版高中物理第9章光学基础练习题及答案

部编版高中物理第9章光学基础练习题及答案第1页共1页部编版高中物理第9章光学基础练习题及答案一、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）1.一束光线从空气射入水中，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.折射角可能大于、等于或小于入射角D.折射角与入射角的大小关系取决于光的颜色参考答案：C2.关于全反射，下列说法正确的是A.只有光从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射B.全反射只能发生在光从光疏介质射入光密介质时C.全反射现象中，折射角一定大于入射角D.全反射现象中，入射角增大到一定程度时会发生全反射参考答案：A3.一束光线从空气射入玻璃砖，发生折射后，下列说法正确的是A.光线的传播方向一定发生改变B.光线的传播方向一定不发生改变C.光线的速度一定变小D.光线的波长一定变短参考答案：C4.某人站在平面镜前2米处，则他的像到平面镜的距离为A.1米B.2米C.4米D.0.5米参考答案：B5.下列光学元件中，能够将平行光线会聚的是A.平面镜B.凸透镜C.凹透镜D.凸面镜参考答案：B6.一物体放在凸透镜前，物距u=2f，则成像情况是A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的虚像D.正立、缩小的虚像参考答案：B7.一物体放在凸透镜前，物距u=f，则A.成像在透镜同侧，倒立、放大的实像B.成像在透镜同侧，正立、放大的虚像C.成像在透镜异侧，倒立、缩小的实像D.不成像参考答案：D8.某人眼睛的近点距离为40厘米，远点距离为无穷远，则该人应配戴A.凸透镜B.凹透镜C.凸透镜和凹透镜D.不需要配戴眼镜参考答案：A9.关于光的衍射，下列说法正确的是A.光的衍射现象说明光不是沿直线传播的B.光的衍射现象只在光的波长与障碍物尺寸相差不大时发生C.光的衍射现象是光的波动性的重要证据D.光的衍射现象与光的干涉现象是相同的参考答案：B10.关于光的偏振，下列说法正确的是A.光的偏振现象说明光不是横波B.光的偏振现象是光的波动性的重要证据C.自然光通过偏振片后变成线偏振光D.光的偏振现象与光的干涉现象是相同的参考答案：C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）1.一束光线从空气射入玻璃，发生折射时，折射角______入射角（填“大于”“小于”或“等于”）。参考答案：小于2.一物体放在凸透镜前，物距u=2f，则成像情况是______、______、______（填“倒立”“正立”“放大”“缩小”或“实像”“虚像”）。参考答案：倒立、缩小、实像3.一物体放在凸透镜前，物距u=f，则______。参考答案：不成像4.某人眼睛的近点距离为40厘米，远点距离为无穷远，则该人应配戴______透镜矫正。参考答案：凹5.关于全反射，下列说法正确的是______（填“光从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射”或“光从光疏介质射入光密介质时才能发生全反射”）。参考答案：光从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射6.一束光线从空气射入玻璃砖，发生折射后，下列说法正确的是______（填“入射光线与折射光线一定在同一直线上”或“入射光线与折射光线一定不在同一直线上”）。参考答案：入射光线与折射光线一定不在同一直线上7.下列光学元件中，能够将平行光线会聚的是______（填“凸透镜”“凹透镜”或“平面镜”）。参考答案：凸透镜8.某人站在平面镜前2米处，则他的像到平面镜的距离为______米。参考答案：29.一束光线从空气射入水中，下列说法正确的是______（填“光在水中的传播速度比在空气中的传播速度大”或“光在水中的传播速度比在空气中的传播速度小”）。参考答案：光在水中的传播速度比在空气中的传播速度小10.关于光的衍射，下列说法正确的是______（填“光的衍射现象说明光具有波动性”或“光的衍射现象说明光不具有波动性”）。参考答案：光的衍射现象说明光具有波动性三、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.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：√3.全反射是光从光疏介质射入光密介质时发生的现象。×参考答案：×4.凸透镜对光线有发散作用。×参考答案：×5.凹透镜对光线有会聚作用。×参考答案：×6.平面镜成像时，像与物到镜面的距离相等。√参考答案：√7.放大镜是利用凸透镜成像的原理制成的。√参考答案：√8.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的。√参考答案：√9.显微镜是利用两个凸透镜分别作为物镜和目镜，成放大的虚像。×参考答案：×10.光的衍射现象是光绕过障碍物的现象。√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.简述光的反射定律的内容。参考答案：光的反射定律包括：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。2.平面镜成像的特点有哪些？参考答案：平面镜成像的特点包括：像与物关于镜面对称；像与物到镜面的距离相等；像是虚像；像的大小与物的大小相等。3.凸透镜成像的规律是什么？参考答案：凸透镜成像的规律包括：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物距介于1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像。4.凹透镜对光线有什么作用？参考答案：凹透镜对光线有发散作用，即能使平行光线发散开来，延长线相交于凹透镜的焦点。5.全反射现象发生的条件是什么？参考答案：全反射现象发生的条件包括：光从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角。6.光的色散现象是什么原因造成的？参考答案：光的色散现象是白光通过三棱镜等介质时分解成各种色光的现象，原因是不同色光在介质中的折射率不同。7.解释什么是光的衍射现象。参考答案：光的衍射现象是光绕过障碍物或小孔传播的现象，当障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当或更小时，会发生明显的衍射现象。8.比较凸透镜和凹透镜在成像方面的主要区别。参考答案：凸透镜和凹透镜在成像方面的主要区别包括：凸透镜能成实像，凹透镜只能成虚像；凸透镜能使光线会聚，凹透镜能使光线发散；凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。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）1.一束光线以60°的入射角从空气射入水中，求折射角的大小。（已知水的折射率n=1.33）参考答案：22.1°2.一凸透镜的焦距为10cm，物体放在距透镜15cm处，求像距和像的性质。参考答案：30cm，倒立、缩小的实像3.一人用放大镜观察物体，物距为8cm，放大镜的焦距为12cm，求像距和像的性质。参考答案：-24cm，正立、放大的虚像4.一束光线从空气射入玻璃砖，入射角为30°，折射角为20°，求玻璃的折射率。参考答案：1.155.一人站在平面镜前2m处，求像到平面镜的距离。参考答案：2m6.一物体放在凸透镜前20cm处，成倒立、放大的实像，求凸透镜的焦距范围。参考答案：15cmf20cm7.一物体放在凸透镜前10cm处，成倒立、缩小的实像，求凸透镜的焦距范围。参考答案：20cmf30cm8.一人用望远镜观察远处的物体，望远镜的物镜焦距为50cm，目镜焦距为5cm，求望远镜的放大倍数。参考答案：10倍标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查光的折射定律。当光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角；当光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；当光垂直射入介质界面时，传播方向不变，折射角等于入射角。因此，折射角可能大于、等于或小于入射角，选项C正确。2.参考答案：A解析：本题考查全反射的条件。全反射发生的条件是：①光从光密介质射入光疏介质；②入射角大于或等于临界角。因此，只有光从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射，选项A正确。3.参考答案：C解析：本题考查光的折射现象。当光从空气射入玻璃砖时，由于玻璃的折射率大于空气的折射率，光线的速度会变小。选项C正确。4.参考答案：B解析：本题考查平面镜成像的特点。平面镜成像的特点是：像与物到平面镜的距离相等，像与物关于平面镜对称，像与物大小相等，像是虚像。因此，某人站在平面镜前2米处，他的像到平面镜的距离也为2米，选项B正确。5.参考答案：B解析：本题考查常见光学元件的作用。凸透镜能够将平行光线会聚，凹透镜能够将平行光线发散，平面镜能够改变光线的传播方向，凸面镜能够发散光线。因此，能够将平行光线会聚的是凸透镜，选项B正确。6.参考答案：B解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距u=2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，像距v=2f。选项B正确。7.参考答案：D解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距u=f时，凸透镜不成像，光线经过透镜后成为平行光线。选项D正确。8.参考答案：A解析：本题考查近视眼的矫正。近视眼的近点距离小于25厘米，远点距离小于无穷远，需要配戴凹透镜进行矫正。该人的近点距离为40厘米，远点距离为无穷远，说明该人是远视眼，需要配戴凸透镜进行矫正。选项A正确。9.参考答案：B解析：本题考查光的衍射现象。光的衍射现象是光绕过障碍物继续传播的现象，说明光不是沿直线传播的。光的衍射现象只在光的波长与障碍物尺寸相差不大时发生。光的衍射现象是光的波动性的重要证据，与光的干涉现象不同。选项B正确。10.参考答案：C解析：本题考查光的偏振现象。光的偏振现象说明光是横波，自然光通过偏振片后变成线偏振光。光的偏振现象与光的干涉现象不同。选项C正确。二、填空题1.参考答案：小于解析：本题考查光的折射定律。根据折射定律，光从空气射入玻璃时，折射角小于入射角。这是由于光在从光疏介质（空气）进入光密介质（玻璃）时速度减慢，导致光线向法线方向偏折。2.参考答案：倒立、缩小、实像解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距u=2f时，根据凸透镜成像公式，成像为倒立、缩小的实像，像距也为2f。3.参考答案：不成像解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距u=f时，根据凸透镜成像公式，光线经过透镜后平行射出，不成像。4.参考答案：凹解析：本题考查近视眼的矫正。某人近点距离为40厘米，远点距离为无穷远，说明该人近视，需要配戴凹透镜矫正。5.参考答案：光从光密介质射入光疏介质时才能发生全反射解析：本题考查全反射的条件。全反射发生的条件是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于全反射角。6.参考答案：入射光线与折射光线一定不在同一直线上解析：本题考查光的折射现象。当光从空气射入玻璃砖时，由于折射，入射光线与折射光线一定不在同一直线上。7.参考答案：凸透镜解析：本题考查光学元件的作用。凸透镜能够将平行光线会聚，而凹透镜则使平行光线发散，平面镜则改变光线的传播方向。8.参考答案：2解析：本题考查平面镜成像特点。根据平面镜成像规律，像与物到镜面的距离相等，所以像到平面镜的距离为2米。9.参考答案：光在水中的传播速度比在空气中的传播速度小解析：本题考查光在不同介质中的传播速度。光在水中的传播速度比在空气中的传播速度小，这是由于水的折射率大于空气的折射率。10.参考答案：光的衍射现象说明光具有波动性解析：本题考查光的衍射现象。光的衍射现象说明光具有波动性，这是光的波动性的重要证据之一。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：本题考查光的折射规律。根据折射定律，当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。3.参考答案：×解析：本题考查全反射的条件。全反射是光从光密介质射入光疏介质时，在界面处全部反射的现象，故该说法错误。4.参考答案：×解析：本题考查凸透镜的作用。凸透镜对光线有会聚作用，将平行光线会聚于焦点，故该说法错误。5.参考答案：×解析：本题考查凹透镜的作用。凹透镜对光线有发散作用，将平行光线发散开来，故该说法错误。6.参考答案：√解析：本题考查平面镜成像的特点。根据平面镜成像规律，像与物到镜面的距离相等，故该说法正确。7.参考答案：√解析：本题考查放大镜的原理。放大镜是利用凸透镜成放大虚像的原理制成的，故该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查照相机的原理。照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，故该说法正确。9.参考答案：×解析：本题考查显微镜的原理。显微镜是利用两个凸透镜分别作为物镜和目镜，成放大的倒立实像，故该说法错误。10.参考答案：√解析：本题考查光的衍射现象。光的衍射是光绕过障碍物的现象，故该说法正确。四、简答题1.参考答案：光的反射定律包括：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。解析：本题考查〈光的反射定律〉。光的反射定律是光学中的基本定律之一，包含三个要点：①反射光线、入射光线和法线在同一平面内，这是几何关系；②反射光线和入射光线分居在法线的两侧，表明反射是可逆的；③反射角等于入射角，这是角度关系。理解反射定律需要掌握这三个要点，并能应用于解释日常生活中的反射现象，如镜子成像、水面倒影等。错误选项可能包括将反射角与入射角混淆，或忽略反射定律的几何关系，认为反射光线和入射光线可以不在同一平面内。2.参考答案：平面镜成像的特点包括：像与物关于镜面对称；像与物到镜面的距离相等；像是虚像；像的大小与物的大小相等。解析：本题考查〈平面镜成像特点〉。平面镜成像的特点是高中物理中的重点内容，需要掌握四个方面：①像与物的对称性，即像与物在镜面两侧对称分布；②距离相等，即像与物到镜面的距离相等；③虚像性质，平面镜成的是虚像，不能在屏幕上呈现；④大小相等，像的大小与物的大小相同。这些特点可以通过光的反射定律推导得出，并能解释平面镜成像的原理。错误选项可能包括认为像与物到镜面的距离不等，或误认为平面镜成的是实像。3.参考答案：凸透镜成像的规律包括：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物距介于1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像。解析：本题考查〈凸透镜成像规律〉。凸透镜成像规律是光学中的核心内容，需要掌握物距与像距、像的性质（倒立/正立、放大/缩小、实像/虚像）之间的关系。具体规律如下：①物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，像距介于1倍焦距和2倍焦距之间；②物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于2倍焦距；③物距介于1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距；④物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像，像距小于1倍焦距。这些规律可以通过凸透镜成像的光路图推导得出，并能解释照相机、投影仪等光学仪器的原理。错误选项可能包括将不同物距下的成像规律混淆，或误认为凸透镜只能成实像。4.参考答案：凹透镜对光线有发散作用，即能使平行光线发散开来，延长线相交于凹透镜的焦点。解析：本题考查〈凹透镜的作用〉。凹透镜是光学中的另一种透镜，其对光线的作用是发散作用。具体表现为：①平行光线经过凹透镜后发散开来，延长线相交于凹透镜的焦点；②凹透镜的焦点是虚焦点，即光线并不真正相交，而是延长线相交；③凹透镜的焦距是负值，表示其发散作用。凹透镜在眼镜、显微镜等光学仪器中有广泛应用，用于矫正近视等。错误选项可能包括认为凹透镜对光线有会聚作用，或误认为凹透镜的焦点是实焦点。5.参考答案：全反射现象发生的条件包括：光从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角。解析：本题考查〈全反射条件〉。全反射是光学中的重要现象，需要掌握两个条件：①光从光密介质射入光疏介质，即光从折射率大的介质射入折射率小的介质；②入射角大于或等于临界角，临界角是使光线沿介质界面传播的入射角。当同时满足这两个条件时，光线将全部反射回光密介质，即发生全反射。全反射在光纤通信、棱镜等光学仪器中有广泛应用。错误选项可能包括认为光从光疏介质射入光密介质时会发生全反射，或误认为入射角小于临界角时会发生全反射。6.参考答案：光的色散现象是白光通过三棱镜等介质时分解成各种色光的现象，原因是不同色光在介质中的折射率不同。解析：本题考查〈光的色散现象及原因〉。光的色散是光学中的重要现象，需要理解其成因：①白光是由多种色光组成的，不同色光在介质中的折射率不同；②当白光通过三棱镜等介质时，不同色光由于折射率不同而偏折角度不同，从而分解成各种色光。光的色散现象可以解释彩虹的形成等自然现象。错误选项可能包括认为光的色散是由于介质对光的吸收造成的，或误认为所有色光在介质中的折射率相同。7.参考答案：光的衍射现象是光绕过障碍物或小孔传播的现象，当障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当或更小时，会发生明显的衍射现象。解析：本题考查〈光的衍射现象〉。光的衍射是光学中的重要现象，需要理解其成因和条件：①光具有波动性，当光遇到障碍物或小孔时，会绕过障碍物或小孔传播；②当障碍物或小孔的尺寸与光的波长相当或更小时，会发生明显的衍射现象；③衍射现象会使光斑变得模糊，并可能出现明暗相间的条纹。光的衍射现象可以解释为什么我们能看到不透明物体周围的阴影边缘等。错误选项可能包括认为光只能直线传播，或误认为光的衍射与光的强度无关。8.参考答案：凸透镜和凹透镜在成像方面的主要区别包括：凸透镜能成实像，凹透镜只能成虚像；凸透镜能使光线会聚，凹透镜能使光线发散；凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。解析：本题考查〈凸透镜与凹透镜的区别〉。凸透镜和凹透镜是光学中的两种基本透镜，它们在成像方面的主要区别如下：①成像性质：凸透镜能成实像，凹透镜只能成虚像；②对光线的作用：凸透镜能使光线会聚，凹透镜能使光线发散；③焦点性质：凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。这些区别是光学中的基本知识，需要掌握并能应用于解释日常生活中的光学现象。错误选项可能包括认为凸透镜和凹透镜都能成实像，或误认为凸透镜和凹透镜都能使光线发散。五、应用题1.参考答案：22.1°解析：本题考查光的折射定律。根据折射定律，n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，其中n₁=1（空气的折射率），θ₁=60°（入射角），n₂=1.33（水的折射率），θ₂为折射角。代入公式得sinθ₂=(1×sin60°)/1.33≈0.6212，θ₂