2026年北师大版高中物理第10章光学基础测试卷及答案

2026年北师大版高中物理第10章光学基础测试卷及答案第1页共1页2026年北师大版高中物理第10章光学基础测试卷及答案一、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.光线的传播速度不变B.光线的传播方向一定改变C.光线的传播方向可能不变D.水对光线的折射率一定大于1参考答案：B2.一物体放在凸透镜前，距离透镜20cm时，在透镜另一侧得到一个倒立放大的实像，则该凸透镜的焦距可能是A.10cmB.15cmC.20cmD.30cm参考答案：D3.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.全反射时，光线的传播方向会发生改变C.全反射时光线不会损失能量D.全反射现象只发生在光导纤维中参考答案：A4.一束光线射入棱镜，发生色散现象后，紫光的偏折程度最大，下列说法正确的是A.紫光的折射率最小B.紫光的传播速度最快C.紫光的波长最长D.紫光的频率最低参考答案：B5.一人站在平面镜前5m处，他看到镜中的像距离他本人A.2.5mB.5mC.10mD.15m参考答案：C6.一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.光线的传播方向一定改变C.光线的传播方向可能不变D.玻璃砖对光线的折射率一定小于1参考答案：A7.一物体放在凹透镜前，无论物体距离透镜多远，都能在透镜另一侧得到一个正立缩小的虚像，则该凹透镜的焦距A.可能是正值B.一定是负值C.可能是零D.无法确定参考答案：B8.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的结果C.干涉现象中，暗纹处光波的振动加强D.干涉现象中，明纹处光波的振动减弱参考答案：B9.一束光线射入光栅，发生衍射现象后，下列说法正确的是A.衍射现象是光波的反射的结果B.衍射现象中，中央亮纹最亮C.衍射现象中，衍射角越大，条纹越疏D.衍射现象只发生在光栅上参考答案：B10.关于激光，下列说法正确的是A.激光的亮度很高，是因为它的色散现象不明显B.激光的相干性很好，是因为它的传播速度很快C.激光的单色性很好，是因为它的波长很短D.激光的方向性好，是因为它的能量集中在一个方向上参考答案：D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折射率为n的介质中，入射角为θ，则折射角γ的正弦值sinγ等于______。参考答案：sinθ/n2.一物体放在焦距为f的凸透镜前，物距u=2f，则像距v等于______，成像性质为______。参考答案：2f；倒立、缩小、实像3.用焦距为10cm的凸透镜观察物体，物距u=5cm，则成像为______、______的虚像。参考答案：正立；放大；虚像4.一束光线从空气射入水中，入射角为30°，水的折射率n=1.33，则折射角γ的正弦值sinγ约等于______。参考答案：约0.585.一物体放在凹透镜前，物距u=-20cm，凹透镜焦距f=-10cm，则像距v等于______。参考答案：-10cm6.用放大镜观察物体，物体应放在放大镜的______（填“焦点以内”或“焦点以外”）。参考答案：焦点以内7.一束光线射入三棱镜，发生色散现象后，紫光的偏折程度______红光（填“大于”或“小于”）。参考答案：大于8.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，入射角大于临界角会发生全反射”或“光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于临界角会发生全反射”）。参考答案：光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角会发生全反射9.一人站在平面镜前5m处，他看到镜中的像距离他本人______m。参考答案：1010.一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、折射光线和法线在同一平面内”或“折射光线和法线在同一平面内”）。参考答案：入射光线、折射光线和法线在同一平面内三、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，反射光线、入射光线和法线一定在同一平面内。√参考答案：√2.光从光密介质进入光疏介质时，折射角一定大于入射角。√参考答案：√3.平面镜成像的特点是像与物关于平面镜对称，像的大小与物体的大小相等。√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.全反射现象只发生在光从光密介质射入光疏介质时。√参考答案：√6.光的干涉现象是由于两列光波叠加而产生的。√参考答案：√7.光的衍射现象表明光具有波动性。√参考答案：√8.激光具有相干性好、方向性强、亮度高等特点。√参考答案：√9.光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同造成的。√参考答案：√10.用凸透镜成像时，物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像。√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是：光从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角。3.列举光的折射现象的三个实例。参考答案：光的折射现象的三个实例包括：筷子在水中看起来变弯折、海市蜃楼现象、彩虹现象。4.凸透镜成像的规律有哪些？参考答案：凸透镜成像的规律包括：当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物距介于焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。5.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。凹透镜是一种发散透镜，当光线通过凹透镜时会发生折射，导致光线的传播方向发散。6.平面镜成像的特点是什么？参考答案：平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，像的大小与物体的大小相等，像是正立的虚像。7.什么是光的色散现象？参考答案：光的色散现象是指白光通过棱镜或其他介质时，不同颜色的光由于折射率不同而分离成不同颜色的现象。8.简述光的衍射现象。参考答案：光的衍射现象是指光在遇到障碍物或小孔时，会绕过障碍物或小孔传播的现象。光的衍射现象表明光具有波动性。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.在一个体育场馆的看台上，一束激光从地面某点A出发，以45°的入射角射向一个与水平面成30°角的平面镜M，经平面镜反射后恰好射入观众席上的一点B，已知A、B两点在同一水平面上，且AB之间的水平距离为20米。求激光从A点到B点所经历的光程。（结果保留两位小数）参考答案：20.00厘米2.一束单色光从空气射入水中，入射角为30°时，折射角为22°。现有一块厚度为0.1米的平行玻璃砖，其折射率为1.5。若一束该单色光以30°的入射角射入玻璃砖的上表面，求光线从玻璃砖的下表面射出时，相比原入射光线侧移了多少距离？（结果保留两位小数）参考答案：0.06米3.在一个暗箱中，有一个凸透镜和一个凹透镜，它们的焦距分别为10厘米和15厘米。当一束平行光分别垂直射向这两个透镜时，光线分别会聚于凸透镜后20厘米处和发散，其反向延长线交于凹透镜前10厘米处。现把这两个透镜共轴放置，凸透镜在凹透镜左侧，且两者相距25厘米。求一束平行光垂直射向组合透镜后，光线会聚于何处？参考答案：透镜前15厘米处4.在一个盛有水的容器中，水面高度为10厘米。在容器底部有一个半径为5厘米的圆形小孔，小孔被一个半径为3厘米的圆形挡板盖住。若挡板与水面齐平，求挡板受到的静水压力。（水的密度为1.0×10^3kg/m^3，取g=10N/kg）参考答案：7.85×10^3牛顿5.一个焦距为10厘米的凸透镜，其主光轴上有一个物体A，其像A'恰好与物体A关于主光轴对称。若把物体A沿主光轴向远离透镜的方向移动2厘米，求像A'移动的距离。参考答案：4厘米6.在一个焦距为10厘米的凸透镜前10厘米处放置一个点光源S，在透镜后20厘米处放置一个与主光轴平行的屏。若在点光源S和透镜之间放置一个厚度为2厘米、折射率为1.5的平板玻璃，求屏上像的位置移动了多少距离？参考答案：5厘米7.一个半径为R的圆形平面镜，其圆心O位于主光轴上，距离凸透镜L厘米。一束平行光垂直射向平面镜，经平面镜反射后射入凸透镜，最终在凸透镜后M厘米处形成平行于主光轴的光束。求凸透镜的焦距。参考答案：20厘米8.在一个盛有水的容器中，水面高度为h厘米。在容器底部有一个半径为r的圆形小孔，小孔被一个半径为R的圆形挡板盖住。若挡板与水面齐平，求挡板受到的静水压力。（水的密度为ρ，取g为重力加速度）参考答案：πρgr^2h标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查光的折射。光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生偏折，即发生折射现象。故B正确。A错误，因为光在不同介质中的传播速度不同；C错误，只有当入射角等于0时，光线传播方向才不变；D错误，水对光线的折射率大于1。2.参考答案：D解析：本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像规律，当物体距离凸透镜大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像。故该凸透镜的焦距f满足10cmf20cm，只有D选项符合。3.参考答案：A解析：本题考查全反射。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临界角。故A正确。B错误，全反射时光线传播方向不变；C错误，全反射时光线仍然会损失一部分能量；D错误，全反射现象不仅发生在光导纤维中，也发生在其他场合。4.参考答案：B解析：本题考查光的色散。光的色散现象是不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致偏折程度不同。紫光的折射率最大，根据v=c/n，紫光的传播速度最小。故B正确。A错误，紫光的折射率最大；C错误，紫光的波长最短；D错误，紫光的频率最高。5.参考答案：C解析：本题考查平面镜成像。平面镜成像的特点是：像与物到镜面的距离相等，像与物关于镜面对称。故该人看到镜中的像距离他本人10m。6.参考答案：A解析：本题考查光的折射。根据v=c/n，光在介质中的传播速度与介质的折射率成反比。玻璃的折射率大于空气的折射率，故光从空气射入玻璃砖时，传播速度一定变小。故A正确。B错误，只有当入射角大于0时，光线的传播方向才改变；C错误，当入射角等于0时，光线的传播方向不变；D错误，玻璃砖对光线的折射率大于1。7.参考答案：B解析：本题考查凹透镜成像规律。根据凹透镜成像规律，凹透镜总是成倒立缩小的虚像。故该凹透镜的焦距一定是负值。8.参考答案：B解析：本题考查光的干涉。光的干涉现象是光波的叠加的结果。当两列光波满足相干条件时，会发生干涉现象。故B正确。A错误，多色光也可以发生干涉现象；C错误，暗纹处光波的振动减弱；D错误，明纹处光波的振动加强。9.参考答案：B解析：本题考查光的衍射。光的衍射是光绕过障碍物的现象。衍射现象是光波的衍射的结果。故A错误。衍射现象中，中央亮纹最亮，两侧亮纹亮度逐渐减弱。故B正确。C错误，衍射现象中，衍射角越大，条纹越密；D错误，衍射现象不仅发生在光栅上，也发生在其他场合。10.参考答案：D解析：本题考查激光的特性。激光的方向性好，是因为它的能量集中在一个方向上。激光的亮度很高，是因为它的色散现象不明显；激光的相干性很好，是因为它的频率单一；激光的单色性很好，是因为它的波长很短。故D正确。二、填空题1.参考答案：sinθ/n解析：本题考查光的折射定律。根据折射定律sinθ/sinγ=n，其中n为介质的折射率。已知n，则sinγ=sinθ/n。此题考查了折射定律的基本应用，需要学生掌握折射定律的公式及其物理意义。2.参考答案：2f；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，根据凸透镜成像规律，像距v=f，成像为倒立、缩小、实像。此题考查了凸透镜成像规律的基础知识，需要学生掌握不同物距下的成像特点。3.参考答案：正立；放大；虚像解析：本题考查凸透镜成像规律。当物距u=f时，成像为正立、放大的虚像。此题考查了凸透镜成像规律的特殊情况，需要学生掌握物距等于焦距时的成像特点。4.参考答案：约0.58解析：本题考查光的折射定律。根据折射定律sinθ/sinγ=n，其中n=1.33，θ=30°，则sinγ=sin30°/1.33≈0.58。此题考查了折射定律的计算，需要学生掌握折射定律的公式及其应用。5.参考答案：-10cm解析：本题考查凹透镜成像规律。根据凹透镜成像公式1/f=1/u+1/v，其中f=-10cm，u=-20cm，代入公式得1/(-10)=1/(-20)+1/v，解得v=-10cm。此题考查了凹透镜成像公式的应用，需要学生掌握凹透镜成像规律。6.参考答案：焦点以内解析：本题考查放大镜的成像原理。用放大镜观察物体时，物体应放在放大镜的焦点以内，才能形成正立、放大的虚像。此题考查了放大镜的成像原理，需要学生掌握放大镜的使用方法。7.参考答案：大于解析：本题考查光的色散现象。不同颜色的光在介质中的折射率不同，紫光的折射率大于红光，因此紫光的偏折程度大于红光。此题考查了光的色散现象，需要学生掌握不同颜色光的折射率差异。8.参考答案：光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角会发生全反射解析：本题考查全反射的条件。全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于或等于临界角。因此，正确的说法是光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角会发生全反射。此题考查了全反射的条件，需要学生掌握全反射的基本概念。9.参考答案：10解析：本题考查平面镜成像特点。根据平面镜成像特点，像距等于物距，因此像距也为5m，所以像距离他本人为5m+5m=10m。此题考查了平面镜成像特点，需要学生掌握平面镜成像的基本规律。10.参考答案：入射光线、折射光线和法线在同一平面内解析：本题考查光的折射定律。根据光的折射定律，入射光线、折射光线和法线在同一平面内。此题考查了光的折射定律的基本内容，需要学生掌握光的折射定律的物理意义。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查光的反射定律。光的反射定律指出，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，且反射角等于入射角。这是光的反射现象的基本特征，因此该说法正确。2.参考答案：√解析：本题考查光的折射定律。根据折射定律（斯涅尔定律），光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。这是因为光在光密介质中的速度较慢，进入光疏介质时速度变快，导致光线偏折。因此该说法正确。3.参考答案：√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关于平面镜对称，像的大小与物体的大小相等，且像是虚像。这是平面镜成像的基本规律，因此该说法正确。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：本题考查全反射的条件。全反射现象只发生在光从光密介质射入光疏介质时，且入射角大于或等于临界角。因此该说法正确。6.参考答案：√解析：本题考查光的干涉现象。光的干涉现象是由于两列光波叠加而产生的，当两列光波的相位差恒定时，会产生稳定的干涉条纹。因此该说法正确。7.参考答案：√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，当光通过小孔或绕过障碍物时，会发生衍射现象。因此该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查激光的特点。激光具有相干性好、方向性强、亮度高等特点，这些特点使得激光在许多领域有广泛的应用。因此该说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查光的色散现象。光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同造成的，导致白光分解成各种颜色的光。因此该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查凸透镜成像规律。用凸透镜成像时，物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像。这是凸透镜成像的基本规律之一，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介质界面时发生的反射现象。反射定律包括三个要点：首先，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，这是几何光学的基本原则之一。其次，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，这意味着反射光线不会与入射光线在同侧。最后，反射角等于入射角，这是反射定律的核心内容，也是区分镜面反射和漫反射的关键点。2.参考答案：全反射现象发生的条件是：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：本题考查全反射现象。全反射是一种特殊的光学现象，当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于或等于临界角，光线将全部反射回光密介质，而不进入光疏介质。临界角是光密介质中入射角使得折射角为90度的入射角，此时折射光线沿介质界面传播。全反射现象在光纤通信、棱镜等光学器件中有广泛应用。3.参考答案：光的折射现象的三个实例包括：筷子在水中看起来变弯折、海市蜃楼现象、彩虹现象。解析：本题考查光的折射现象。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。筷子在水中看起来变弯折是因为光从水射入空气时发生折射，导致筷子在水中的部分看起来位置偏高。海市蜃楼现象是由于光在不同密度的空气层中发生折射，导致远处的物体看起来像是漂浮在空中。彩虹现象是由于光在水滴中发生多次折射和反射，导致不同颜色的光分离形成彩虹。4.参考答案：凸透镜成像的规律包括：当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物距介于焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像。解析：本题考查凸透镜成像规律。凸透镜是一种会聚透镜，当光线通过凸透镜时会发生折射，从而改变光线的传播方向。凸透镜成像的规律是光学中的重要内容，它描述了不同物距下凸透镜成像的特点。当物距大于二倍焦距时，光线经过凸透镜后会聚于焦点之外，形成倒立、缩小的实像。当物距等于二倍焦距时，光线经过凸透镜后会聚于二倍焦距处，形成倒立、等大的实像。当物距介于焦距和二倍焦距之间时，光线经过凸透镜后会聚于二倍焦距和焦距之间，形成倒立、放大的实像。当物距小于焦距时，光线经过凸透镜后不会会聚，而是形成正立、放大的虚像。5.参考答案：凹透镜对光线有发散作用。凹透镜是一种发散透镜，当光线通过凹透镜时会发生折射，导致光线的传播方向发散。解析：本题考查凹透镜对光线的作用。凹透镜是一种发散透镜，它的形状是中间薄、边缘厚。当光线通过凹透镜时，光线会发生折射，导致光线的传播方向发散。凹透镜成像的规律与凸透镜相反，无论物距如何变化，凹透镜总是形成正立、缩小的虚像。凹透镜在眼镜、显微镜等光学器件中有广泛应用，主要用于矫正近视。6.参考答案：平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，像的大小与物体的大小相等，像是正立的虚像。解析：本题考查平面镜成像的特点。平面镜是一种反射镜，当光线照射到平面镜上时会发生反射，形成像。平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，这意味着像的位置与物的位置相对于平面镜是对称的。像的大小与物体的大小相等，这意味着像的大小与物的大小相同。像是正立的虚像，这意味着像与物在同一侧，不能在屏幕上呈现。平面镜成像在日常生活中有广泛应用，如化妆镜、潜望镜等。7.参考答案：光的色散现象是指白光通过棱镜或其他介质时，不同颜色的光由于折射率不同而分离成不同颜色的现象。解析：本题考查光的色散现象。光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同造成的。白光是由多种颜色的光组成的，当白光通过棱镜或其他介质时，不同颜色的光由于折射率不同而分离成不同颜色的现象。这种现象在自然界中表现为彩虹，在实验室中可以通过棱镜进行演示。光的色散现象是光学中的重要内容，它揭示了光的波动性和不同颜色光的物理性质。8.参考答案：光的衍射现象是指光在遇到障碍物或小孔时，会绕过障碍物或小孔传播的现象。光的衍射现象表明光具有波动性。解析：本题考查光的衍射现象。光的衍射是指光在遇到障碍物或小孔时，会绕过障碍物或小孔传播的现象。这种现象在日常生活中不易观察到，但在实验室中可以通过单缝衍射、圆孔衍射等实验进行演示。光的衍射现象表明光具有波动性，是光的波动性的重要证据之一。光的衍射在光学仪器、通信等领域有重要应用。五、应用题1.参考答案：20.00厘米解析：本题考查光的反射定律与几何知识。由反射定律知反射角等于入射角，即反射光线与平面镜的夹角为45°。设AB的水平距离为d=20米，则A点到平面镜的垂直距离为d/tan30°=20√3米。根据反射定律，反射光线与入射光线的夹角为90°，所以反射光线与水平面的夹角为45°+30°=75°。由几何关系知，激光从A点到B点的光程为d/sin75°≈20.00厘米。2.参考答案：0.06米解析：本题考查光的折射定律与几何知识。由折射定律n=sinθ1/sinθ2，得水的折射率n水=sin30°/sin22°≈1.16。玻璃砖的折射率n玻璃=1.5，设光线在玻璃砖中的折射角为θ。根据折射定律n水sin30°=n玻璃sinθ，得sinθ=(1.16)(0.5)/1.5≈0.3867，θ≈22.8°。光线在玻璃砖中的路径长度为0.1/(cos22.8°)≈0.106米。光线在玻璃砖中的侧移量x=(0.106)sin(30°-22.8°)≈0.06米。3.参考答案：透镜前15厘米处解析：本题考查透镜成像规律与光路计算。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。平行光垂直射向凸透镜后，会聚于凸透镜后20厘米处，即凸透镜的焦点在凸透镜后20厘米处。平行光垂直射向凹透镜后，发散，其反向延长线交于凹透镜前10厘米处，即凹透镜的焦点在凹透镜前10厘米处。凸透镜在凹透镜左侧，两者相距25厘米。设组合透镜的焦点在主光轴上某点P，则P点到凸透镜的距离为25厘米减去凸透镜的焦距20厘米，即P点到凸透镜的距离为5厘米。由于凸透镜的焦距为10厘米，所以P点在凸透镜前5厘米处。因此，组合透镜的焦点在透镜前15厘米处。4.参考答案：7.85×10^3牛顿解析：本题考查液体压强与受力面积计算。挡板受到的静水压力由水的压强和受力面积决定。水的压强p=ρgh=1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×0.1m=1000帕斯卡。挡板的半径为3厘米，即0.03米，所以挡板的面积A