成像原理與光學(xué)實(shí)驗(yàn)試題及答案

成像原理與光學(xué)實(shí)驗(yàn)試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）

1.下列哪種情況會(huì)發(fā)生實(shí)像？

A.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之外

B.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)

C.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)之外

D.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)

2.下列哪種情況下，光路最短？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

3.下列哪種情況下，光會(huì)發(fā)生全反射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中，入射角大于臨界角

B.光線從水中進(jìn)入空氣，入射角小于臨界角

C.光線從玻璃進(jìn)入水中，入射角小于臨界角

D.光線從水中進(jìn)入玻璃，入射角大于臨界角

4.下列哪種情況下，凸透鏡會(huì)成放大的實(shí)像？

A.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之外

B.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)

C.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)處

D.物體在凸透鏡的2倍焦距之外

5.下列哪種情況下，凹透鏡會(huì)成放大的虛像？

A.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)之外

B.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)

C.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)處

D.物體在凹透鏡的2倍焦距之外

6.下列哪種情況下，光會(huì)發(fā)生折射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

7.下列哪種情況下，光會(huì)發(fā)生反射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

8.下列哪種情況下，光會(huì)發(fā)生散射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

9.下列哪種情況下，光會(huì)發(fā)生衍射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

10.下列哪種情況下，光會(huì)發(fā)生干涉？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）

11.下列哪些情況下，凸透鏡會(huì)成實(shí)像？

A.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之外

B.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)

C.物體在凸透鏡的焦點(diǎn)處

D.物體在凸透鏡的2倍焦距之外

12.下列哪些情況下，凹透鏡會(huì)成虛像？

A.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)之外

B.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)之內(nèi)

C.物體在凹透鏡的焦點(diǎn)處

D.物體在凹透鏡的2倍焦距之外

13.下列哪些情況下，光會(huì)發(fā)生折射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

14.下列哪些情況下，光會(huì)發(fā)生反射？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

15.下列哪些情況下，光會(huì)發(fā)生干涉？

A.光線從空氣進(jìn)入水中

B.光線從水中進(jìn)入空氣

C.光線從水中進(jìn)入玻璃

D.光線從玻璃進(jìn)入空氣

三、判斷題（每題2分，共10分）

16.凸透鏡只能成實(shí)像。（）

17.凹透鏡只能成虛像。（）

18.光在真空中的速度是3×10^8m/s。（）

19.光的折射率越大，光線折射角度越小。（）

20.光的反射定律適用于所有反射現(xiàn)象。（）

四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共25分）

21.簡(jiǎn)述凸透鏡成像的規(guī)律，并說(shuō)明成像的性質(zhì)（實(shí)像或虛像）與物距和焦距的關(guān)系。

答案：凸透鏡成像規(guī)律如下：

（1）當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距之外時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；

（2）當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距與焦點(diǎn)之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像；

（3）當(dāng)物體位于凸透鏡的焦點(diǎn)處時(shí)，不成像；

（4）當(dāng)物體位于凸透鏡的焦點(diǎn)與透鏡之間時(shí)，成正立、放大的虛像。

成像的性質(zhì)與物距和焦距的關(guān)系如下：

-物距越大，成像越?。?/p>

-物距越小，成像越大；

-當(dāng)物距等于焦距時(shí)，不成像；

-當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成像為虛像，且物距越接近焦點(diǎn)，虛像越大。

22.簡(jiǎn)述凹透鏡成像的規(guī)律，并說(shuō)明成像的性質(zhì)（實(shí)像或虛像）與物距和焦距的關(guān)系。

答案：凹透鏡成像規(guī)律如下：

（1）當(dāng)物體位于凹透鏡的焦點(diǎn)之外時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；

（2）當(dāng)物體位于凹透鏡的焦點(diǎn)處時(shí)，不成像；

（3）當(dāng)物體位于凹透鏡的焦點(diǎn)與透鏡之間時(shí)，成正立、放大的虛像。

成像的性質(zhì)與物距和焦距的關(guān)系如下：

-物距越大，成像越??；

-物距越小，成像越大；

-當(dāng)物距等于焦距時(shí)，不成像；

-當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成像為虛像，且物距越接近焦點(diǎn)，虛像越小。

23.簡(jiǎn)述光在兩種介質(zhì)交界面上的反射現(xiàn)象，并說(shuō)明反射定律的內(nèi)容。

答案：光在兩種介質(zhì)交界面上的反射現(xiàn)象是指光線從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，部分光線返回原介質(zhì)的現(xiàn)象。反射定律的內(nèi)容如下：

（1）反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；

（2）反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)；

（3）反射角等于入射角。

五、論述題

題目：解釋為什么凸透鏡能夠成實(shí)像，而凹透鏡只能成虛像，并舉例說(shuō)明這兩種透鏡在實(shí)際應(yīng)用中的區(qū)別。

答案：凸透鏡能夠成實(shí)像的原因在于其曲率使得光線在通過(guò)透鏡后發(fā)生會(huì)聚。當(dāng)物體位于凸透鏡的焦點(diǎn)之外時(shí)，入射光線經(jīng)過(guò)透鏡后會(huì)發(fā)生折射，并在透鏡的另一側(cè)會(huì)聚，形成一個(gè)實(shí)像。這個(gè)實(shí)像是倒立的，且可以根據(jù)物距和焦距的不同，形成放大的、等大的或縮小的實(shí)像。

凹透鏡只能成虛像的原因則相反，其曲率使得光線在通過(guò)透鏡后發(fā)生發(fā)散。當(dāng)物體位于凹透鏡的焦點(diǎn)之外時(shí)，入射光線經(jīng)過(guò)透鏡后同樣會(huì)發(fā)生折射，但由于凹透鏡的曲率，光線發(fā)散，并不會(huì)在透鏡的另一側(cè)會(huì)聚。因此，形成的虛像是正立的，且始終是縮小的。

在實(shí)際應(yīng)用中，凸透鏡和凹透鏡有以下區(qū)別：

1.凸透鏡：常用于放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)儀器中，以及眼鏡矯正視力等。凸透鏡的成像特性使得它可以放大物體，便于觀察細(xì)節(jié)。

2.凹透鏡：常用于矯正近視眼鏡、太陽(yáng)鏡等。凹透鏡的成像特性使得它可以分散光線，減少進(jìn)入眼睛的光量，從而減輕眼睛的疲勞。

舉例來(lái)說(shuō)，放大鏡使用凸透鏡來(lái)放大文字或物體，使得觀察者能夠更清楚地看到細(xì)節(jié)。而近視眼鏡使用凹透鏡來(lái)分散光線，使得光線在進(jìn)入眼睛之前就被適當(dāng)分散，從而在視網(wǎng)膜上形成清晰的圖像。這兩種透鏡在成像原理和實(shí)際應(yīng)用上有著明顯的不同。

試卷答案如下：

一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）

1.A

解析思路：實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚形成的，凸透鏡在物體位于焦點(diǎn)之外時(shí)，光線會(huì)聚在焦點(diǎn)之外，形成實(shí)像。

2.A

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中時(shí)，由于水的折射率大于空氣，光線會(huì)向法線方向折射，光路變長(zhǎng)。

3.A

解析思路：全反射發(fā)生在光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角大于臨界角，光線不會(huì)進(jìn)入第二種介質(zhì)，而是完全反射。

4.A

解析思路：凸透鏡在物體位于焦點(diǎn)之外時(shí)，光線會(huì)聚在焦點(diǎn)之外，形成倒立、縮小的實(shí)像。

5.B

解析思路：凹透鏡在物體位于焦點(diǎn)之內(nèi)時(shí)，光線發(fā)散，但可以通過(guò)透鏡延長(zhǎng)線相交，形成正立、放大的虛像。

6.A

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中時(shí)，由于水的折射率大于空氣，光線會(huì)向法線方向折射，發(fā)生折射現(xiàn)象。

7.A

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中時(shí)，部分光線返回原介質(zhì)，發(fā)生反射現(xiàn)象。

8.B

解析思路：光從水中進(jìn)入空氣時(shí)，光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，發(fā)生散射現(xiàn)象。

9.A

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中時(shí)，由于水的折射率大于空氣，光線會(huì)向法線方向折射，發(fā)生衍射現(xiàn)象。

10.A

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中時(shí)，由于水的折射率大于空氣，光線會(huì)向法線方向折射，發(fā)生干涉現(xiàn)象。

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）

11.AD

解析思路：凸透鏡在物體位于2倍焦距之外時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；在物體位于2倍焦距與焦點(diǎn)之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像。

12.BC

解析思路：凹透鏡在物體位于焦點(diǎn)之外時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；在物體位于焦點(diǎn)與透鏡之間時(shí)，成正立、放大的虛像。

13.AB

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中或從水中進(jìn)入空氣時(shí)，由于折射率的變化，光線會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象。

14.AB

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中或從水中進(jìn)入空氣時(shí)，部分光線返回原介質(zhì)，發(fā)生反射現(xiàn)象。

15.AB

解析思路：光從空氣進(jìn)入水中或從水中進(jìn)入空氣時(shí)，由于折射率的變化，光線會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。

三、判斷題（每題2分，共10分）

16.×

解析思路：凸透鏡不僅可以成實(shí)像，也