部编版高中物理第11章光学基础练习题及答案

部编版高中物理第11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11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：A3.一物体放在凸透镜前，物距为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：B4.一物体放在凹透镜前，物距为0.5f，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：D5.一束光线经过一个透镜后变得发散，该透镜一定是A.凸透镜B.凹透镜C.平面镜D.棱镜参考答案：B6.某人眼睛的近点距离为40cm，远点距离为无穷远，他应配戴哪种透镜矫正视力A.凸透镜B.凹透镜C.平面镜D.棱镜参考答案：A7.一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.光线的传播速度一定变小B.光线的传播速度一定变大C.光线的频率一定改变D.光线的波长一定不变参考答案：A8.一物体放在凸透镜前，物距为f，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：D9.一束光线从水中射入空气，发生折射后，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：A10.关于光的干涉现象，下列说法正确的是A.只有单色光才能发生干涉现象B.干涉现象是光波的叠加现象C.干涉现象中，两列光的频率必须相同D.干涉现象中，两列光的振幅必须相同参考答案：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）1.一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.凸透镜的焦距为10cm，物体放在距透镜15cm处，则成像为______、______、______的实像（填倒立、正立、放大或缩小）。参考答案：倒立、缩小、实像3.用镜头焦距为5cm的照相机拍摄物体，物距为8cm，则像距为______cm。参考答案：6.674.一束光线从水中射入空气，发生全反射的条件是入射角______临界角。参考答案：大于5.某人眼睛的近点距离为40cm，远点距离为无穷远，他应配戴______透镜矫正视力。参考答案：凹6.光的干涉现象是由于______叠加而产生的。参考答案：两列频率相同的波7.光的衍射现象表明光具有______。参考答案：波动性8.一束光线经过一个透镜后变得发散，该透镜一定是______透镜。参考答案：凹9.用镜头焦距为10cm的照相机拍摄物体，物距为20cm，则像距为______cm。参考答案：6.6710.光的色散现象是由于不同色光通过棱镜时______不同而产生的。参考答案：折射率三、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，发生反射的现象。参考答案：×4.凸透镜对光线有发散作用，凹透镜对光线有会聚作用。参考答案：×5.照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像。参考答案：√6.放大镜利用凸透镜成倒立、放大的实像。参考答案：×7.物体放在凸透镜焦点上，不能成像。参考答案：×8.物体放在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。参考答案：√9.物体放在凸透镜二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。参考答案：√10.光的干涉和衍射现象表明光具有波动性。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.解释全反射现象发生的条件。参考答案：全反射现象发生的条件包括：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。3.列举凸透镜成像的三种主要情况。参考答案：凸透镜成像的三种主要情况包括：①当物体距离凸透镜大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像；②当物体距离凸透镜在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；③当物体距离凸透镜小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像。4.说明光的折射现象中，光从光疏介质射入光密介质时，折射角与入射角的大小关系。参考答案：光的折射现象中，光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角。5.分析照相机利用凸透镜成像的原理。参考答案：照相机利用凸透镜成像的原理是：当物体距离凸透镜大于二倍焦距时，凸透镜能成倒立、缩小的实像。照相机通过调节镜头与底片（或传感器）的距离，使物体在底片上形成清晰的实像。6.比较凸透镜和凹透镜对光线的作用。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，其反向延长线会聚于焦点。7.列举生活中应用光的反射的实例。参考答案：生活中应用光的反射的实例包括：①镜子成像；②水面倒影；③潜望镜；④汽车后视镜；⑤光学仪器中的反射镜等。8.解释为什么我们能看到物体。参考答案：我们能看到物体是因为物体反射的光线进入我们的眼睛，刺激视网膜上的感光细胞，从而产生视觉。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30°的入射角从空气射入玻璃砖，玻璃砖的折射率为1.5。求折射角的大小。（结果保留一位小数）参考答案：19.5°2.一物体放在焦距为10cm的凸透镜前20cm处，求像的位置、倒立程度和放大倍数。参考答案：像在透镜前10cm处，倒立、放大，放大倍数为0.53.一人站在平面镜前2m处，镜高1m，镜与人的距离增加1m，人像的大小和位置如何变化？参考答案：人像大小不变，位置向远离人的方向移动2m，镜中像到人的距离为4m4.一束光线从空气射入水中，折射角为25°。求光线在水中的传播速度。（水的折射率为1.33）参考答案：2.26×10⁸m/s5.一近视眼患者需要佩戴焦距为-5cm的凹透镜矫正视力。求该患者能看清的最远距离。参考答案：无穷远6.一照相机镜头的焦距为50mm，要拍摄距离为3m的物体，求镜头到胶片的距离。参考答案：50.5cm7.一束光线从空气以45°的入射角射入棱镜，棱镜的折射率为1.4。求光线在棱镜中的折射角。参考答案：约32.9°8.一物体放在凸透镜前15cm处，成倒立、放大的实像。求该凸透镜的焦距范围。参考答案：15cmf20cm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。光从空气射入水中时，根据折射定律，折射角与入射角的大小关系取决于光的传播速度变化，即取决于光的颜色。不同颜色的光在介质中的传播速度不同，因此折射角可能大于、等于或小于入射角。A、B选项过于绝对，D选项错误。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。B选项错误，因为光从光疏介质射入光密介质时会发生折射。C选项错误，因为全反射时折射角为0，小于入射角。D选项错误，因为入射角必须大于临界角才能发生全反射。3.参考答案：B解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距为2f时，根据凸透镜成像规律，成像为倒立、缩小的实像。A、C、D选项错误。4.参考答案：D解析：本题考查凹透镜成像规律。当物距为0.5f时，根据凹透镜成像规律，成像为正立、缩小的虚像。A、B、C选项错误。5.参考答案：B解析：本题考查透镜的性质。凹透镜对光线有发散作用，因此一束光线经过凹透镜后变得发散。A、C、D选项错误。6.参考答案：A解析：本题考查近视眼的矫正。近点距离为40cm，说明该人看近处物体有困难，属于近视眼。近视眼需要配戴凸透镜矫正。B、C、D选项错误。7.参考答案：A解析：本题考查光在介质中的传播速度。光在介质中的传播速度与介质的折射率有关，折射率越大，传播速度越小。因此，当光从空气射入玻璃砖时，传播速度一定变小。B、C、D选项错误。8.参考答案：D解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距为f时，根据凸透镜成像规律，成像为正立、缩小的虚像。A、B、C选项错误。9.参考答案：A解析：本题考查光的折射定律。光从水中射入空气时，根据折射定律，折射角大于入射角。B、C、D选项错误。10.参考答案：B解析：本题考查光的干涉现象。光的干涉现象是光波的叠加现象，当两列光波满足一定条件时，会发生相长或相消干涉。A、C、D选项错误。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，当光线从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角。空气是光疏介质，玻璃是光密介质，所以折射角小于入射角。2.参考答案：倒立、缩小、实像解析：本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u，代入f=10cm,u=15cm，解得v=6cm。物距大于焦距小于两倍焦距，成倒立、缩小、实像。3.参考答案：6.67解析：本题考查凸透镜成像公式。根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u，代入f=5cm,u=8cm，解得v=6.67cm。4.参考答案：大于解析：本题考查全反射条件。光从光密介质射入光疏介质时，发生全反射的条件是入射角大于或等于临界角。5.参考答案：凹解析：本题考查近视眼矫正。该人近点为40cm，说明是近视眼，需要凹透镜矫正。6.参考答案：两列频率相同的波解析：本题考查光的干涉现象。光的干涉现象是由于两列频率相同的波叠加而产生的。7.参考答案：波动性解析：本题考查光的衍射现象。光的衍射现象表明光具有波动性。8.参考答案：凹解析：本题考查透镜性质。一束光线经过透镜后变得发散，该透镜一定是凹透镜。9.参考答案：6.67解析：本题考查凸透镜成像公式。根据凸透镜成像公式1/f=1/v+1/u，代入f=10cm,u=20cm，解得v=6.67cm。10.参考答案：折射率解析：本题考查光的色散现象。光的色散现象是由于不同色光通过棱镜时折射率不同而产生的。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查光的反射定律。光的反射现象中，反射角等于入射角，但不是总是，而是指在同一平面内，反射光线、入射光线与法线在同一平面内，且反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。因此，该说法错误。2.参考答案：√解析：本题考查光的折射规律。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，这是光的折射定律的内容。因此，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，发生反射的现象，但只有当入射角大于或等于临界角时才会发生全反射。因此，该说法错误。4.参考答案：×解析：本题考查透镜对光线的作用。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。因此，该说法错误。5.参考答案：√解析：本题考查照相机的工作原理。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像，这是凸透镜成像规律的应用。因此，该说法正确。6.参考答案：×解析：本题考查放大镜的工作原理。放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像，而不是实像。因此，该说法错误。7.参考答案：×解析：本题考查凸透镜成像规律。物体放在凸透镜焦点上，光线经过凸透镜后将平行于主光轴，不能成像。因此，该说法错误。8.参考答案：√解析：本题考查凸透镜成像规律。物体放在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，这是凸透镜成像规律的内容。因此，该说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查凸透镜成像规律。物体放在凸透镜二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，这是凸透镜成像规律的内容。因此，该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查光的波动性。光的干涉和衍射现象是波特有的现象，表明光具有波动性。因此，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，它描述了光线在遇到界面时发生反射的现象。反射定律包括三个要点：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，这是方向关系；③反射角等于入射角，这是角度关系。这些要点共同决定了反射现象的特性。生活中常见的镜子反射、水面倒影等现象都遵循光的反射定律。2.参考答案：全反射现象发生的条件包括：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。解析：本题考查全反射现象。全反射是光线从光密介质射入光疏介质时，在界面处全部反射回光密介质的现象。发生全反射需要满足两个条件：首先，光线必须从光密介质射入光疏介质，因为光密介质的折射率较大，光速较慢；其次，入射角必须大于或等于临界角，临界角是使折射角为90°时的入射角。当满足这两个条件时，光线将全部反射回光密介质，不会发生折射。3.参考答案：凸透镜成像的三种主要情况包括：①当物体距离凸透镜大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像；②当物体距离凸透镜在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；③当物体距离凸透镜小于一倍焦距时，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重要内容，根据物体与凸透镜的距离不同，成像情况也不同。具体分为三种情况：①当物体距离凸透镜大于二倍焦距时，光线经过凸透镜后会聚于焦点之外，形成倒立、缩小的实像，如照相机就是利用这一原理；②当物体距离凸透镜在一倍焦距和二倍焦距之间时，光线经过凸透镜后会聚于焦点与二倍焦距之间，形成倒立、放大的实像，如投影仪就是利用这一原理；③当物体距离凸透镜小于一倍焦距时，光线经过凸透镜后发散，形成正立、放大的虚像，如放大镜就是利用这一原理。4.参考答案：光的折射现象中，光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角。解析：本题考查光的折射规律。光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。折射规律由斯涅尔定律描述，即n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率，θ₁是入射角，θ₂是折射角。当光从光疏介质（折射率较小）射入光密介质（折射率较大）时，由于光密介质的折射率较大，光线速度减慢，导致折射角小于入射角。例如，光从空气射入水中时，折射角就小于入射角。5.参考答案：照相机利用凸透镜成像的原理是：当物体距离凸透镜大于二倍焦距时，凸透镜能成倒立、缩小的实像。照相机通过调节镜头与底片（或传感器）的距离，使物体在底片上形成清晰的实像。解析：本题考查照相机成像原理。照相机是利用凸透镜成像原理制成的光学仪器。其基本原理是：当物体距离凸透镜大于二倍焦距时，根据凸透镜成像规律，光线经过凸透镜后会聚于焦点之外，形成倒立、缩小的实像。照相机通过调节镜头与底片（或传感器）的距离，使物体在底片上形成清晰的实像。当物体距离较远时，成像距离较近；当物体距离较近时，成像距离较远。通过这种调节，照相机可以拍摄不同距离的物体，并使成像清晰。6.参考答案：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，其反向延长线会聚于焦点。解析：本题考查凸透镜和凹透镜对光线的作用。凸透镜和凹透镜是两种常见的透镜，它们对光线的作用不同。凸透镜中央较厚，边缘较薄，对光线有会聚作用，能使平行光线会聚于焦点。凹透镜中央较薄，边缘较厚，对光线有发散作用，能使平行光线发散，其反向延长线会聚于焦点。这两种透镜在光学系统中有着广泛的应用，如照相机、显微镜、望远镜等光学仪器都利用了凸透镜和凹透镜的特性。7.参考答案：生活中应用光的反射的实例包括：①镜子成像；②水面倒影；③潜望镜；④汽车后视镜；⑤光学仪器中的反射镜等。解析：本题考查光的反射应用实例。光的反射在日常生活中有着广泛的应用。常见的实例包括：①镜子成像，如梳妆镜、汽车后视镜等，都是利用光的反射原理成像；②水面倒影，平静的水面像镜子一样能反射光线，形成物体的倒影；③潜望镜，利用两块平面镜的反射，可以改变光路，实现观察；④汽车后视镜，利用凸面镜的反射，可以扩大视野；⑤光学仪器中的反射镜，如望远镜、显微镜等，都利用了光的反射原理。8.参考答案：我们能看到物体是因为物体反射的光线进入我们的眼睛，刺激视网膜上的感光细胞，从而产生视觉。解析：本题考查视觉形成原理。我们能看到物体是因为物体反射的光线进入我们的眼睛，刺激视网膜上的感光细胞，从而产生视觉。具体过程是：①物体反射的光线进入眼睛，经过角膜、瞳孔、晶状体等光学元件的折射，最终聚焦在视网膜上；②视网膜上的感光细胞（视锥细胞和视杆细胞）接收到光线后，产生神经冲动；③神经冲动通过视神经传递到大脑的视觉中枢，大脑解析这些信号，从而形成视觉。因此，我们能看到物体是因为物体反射的光线进入了我们的眼睛，并刺激了视网膜上的感光细胞。五、应用题1.参考答案：19.5°解析：本题考查光的折射定律。根据折射定律，n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，其中n₁为空气的折射率，n₂为玻璃的折射率，θ₁为入射角，θ₂为折射角。代入数据，1×sin30°=1.5×sinθ₂，解得sinθ₂≈0.3333，θ₂≈19.5°。2.参考答案：像在透镜前10cm处，倒立、放大，放大倍数为0.5解析：本题考查凸透镜成像规律。根据透镜成像公式1/f=1/u+1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距。代入数据，1/10=1/20+1/v，解得v=10cm。根据成像规律，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，放大倍数为0.5。3.参考答案：人像大小不变，位置向远离人的方向移动2m，镜中像到人的