2026年湖南省湘教版高中物理必修第三册第7章光学同步练习题及答案

2026年湖南省湘教版高中物理必修第三册第7章光学同步练习题及答案第1页共1页2026年湖南省湘教版高中物理必修第三册第7章光学同步练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.一束光线从空气射入水中，下列说法正确的是A.光线一定发生折射B.光线一定发生反射C.光线的传播速度可能不变D.光线的传播方向可能不变参考答案：A2.关于透镜成像，下列说法正确的是A.凸透镜只能成实像B.凹透镜只能成虚像C.透镜成像是光的折射现象D.透镜成像时，光路是可逆的参考答案：D3.物体放在凸透镜前，物体距离透镜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：C4.用放大镜观察物体时，物体应放在A.焦点以内B.焦点以外C.2倍焦点距离处D.透镜中心参考答案：A5.某人眼睛的近点距离为25cm，远点距离为50cm，该人应配戴哪种眼镜矫正视力A.凸透镜B.凹透镜C.200度的凸透镜D.150度的凹透镜参考答案：B6.光的色散现象是由于A.光的直线传播B.光的反射C.光的折射D.光的衍射参考答案：C7.摄影师使用照相机拍摄远处物体时，应调节镜头使A.物距增大，像距减小B.物距减小，像距增大C.物距和像距都增大D.物距和像距都减小参考答案：A8.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B.只有光从光疏介质射入光密介质时才能发生C.光从任何介质射入任何介质都可能发生D.全反射是光的反射现象的一种特殊情况参考答案：A9.用凸透镜使物体成像在光屏上，若将透镜上半部分用不透明纸遮住，则A.不成像B.成像亮度不变C.成像亮度减弱D.成像形状改变参考答案：C10.检查视力时，人眼到视力表的距离应该是A.5mB.3mC.2mD.1m参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）1.光的反射中，反射角等于入射角，反射光线与入射光线分居法线两侧。参考答案：反射角等于入射角2.一束光从空气斜射入水中，折射角小于入射角。参考答案：折射角小于入射角3.真空中的光速约为______米每秒。参考答案：3×10^84.凸透镜对光线有______作用，凹透镜对光线有______作用。参考答案：会聚发散5.物体放在凸透镜焦点上，成像情况是______。参考答案：不成像6.用镜头焦距为10厘米的照相机拍摄物体，物距为30厘米，成像距离为______厘米。参考答案：207.放大镜是利用凸透镜成______像的原理制成的。参考答案：正立放大的虚像8.光的色散现象是由于不同色光在棱镜中折射率______造成的。参考答案：不同9.眼睛的近点距离约为______厘米。参考答案：2510.光的衍射现象表明光具有______性质。参考答案：波动三、判断题（共10小题，每题2分）1.光的反射现象中，反射角总是等于入射角。参考答案：√2.全反射是光从光密介质射入光疏介质时，一定发生的光现象。参考答案：×3.真空中的光速是宇宙中所有物体运动速度的极限。参考答案：√4.放大镜是利用凸透镜成放大实像的原理制成的。参考答案：×5.照相机是利用凸透镜成缩小实像的原理制成的。参考答案：√6.光的衍射现象表明光具有波动性。参考答案：√7.光的偏振现象表明光是一种横波。参考答案：√8.棱镜对光有发散作用。参考答案：×9.玻璃砖对光线有会聚作用。参考答案：×10.渔夫通过水面看到水中的鱼，看到的鱼的深度比实际深度要浅。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述光的折射现象的基本规律。参考答案：光的折射现象的基本规律包括光的折射定律，即入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分居法线两侧；入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比（sini/sinr=n₂/n₁）；光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。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：光从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角。当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角，光线将全部反射回光密介质，这种现象称为全反射。3.列举生活中应用全反射现象的三个实例。参考答案：生活中应用全反射现象的三个实例包括：光纤通信、棱镜光谱仪、全反射棱镜望远镜。光纤通信利用全反射原理传输光信号；棱镜光谱仪利用全反射分离不同波长的光；全反射棱镜望远镜利用全反射减少光损失，提高成像质量。4.说明凸透镜成像的规律。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。凸透镜成像规律遵循光的折射定律。5.分析凹透镜对光线的作用。参考答案：凹透镜对光线的作用是发散作用。凹透镜使平行光线发散，好像从一个虚拟的焦点发出；凹透镜使会聚光线变得发散，使发散光线变得更发散。凹透镜的焦点是虚焦点，位于透镜的同一侧。6.列举凸透镜在生活中的三个应用实例。参考答案：凸透镜在生活中的三个应用实例包括：照相机、投影仪、放大镜。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像，将物体成像在感光元件上；投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像，将物体成像在屏幕上；放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像，用于观察微小物体。7.解释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，被分解成不同颜色的光的现象。光的色散是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光偏折角度不同而产生的。光的色散现象可以解释彩虹的形成。8.说明近视眼和远视眼的成因及矫正方法。参考答案：近视眼的成因是眼球前后径过长或晶状体曲度过大，导致远处物体成像在视网膜前方。近视眼的矫正方法是配戴凹透镜，使光线发散，使成像移到视网膜上。远视眼的成因是眼球前后径过短或晶状体曲度过小，导致近处物体成像在视网膜后方。远视眼的矫正方法是配戴凸透镜，使光线会聚，使成像移到视网膜上。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一束光线以30°入射角从空气射入折射率为1.5的玻璃砖，求折射角的大小。（sin30°=0.5，sin60°≈0.866）参考答案：22°2.一物体放在凸透镜前20cm处，成像在透镜后40cm处，求该凸透镜的焦距。参考答案：16.67cm3.一人站在平面镜前5m处，镜中的像距离人多少米？参考答案：10m4.一束光线垂直射入三棱镜的AB面，已知棱镜材料的折射率为1.6，求光线从AC面射出时的偏向角。（sin60°≈0.866，sin45°=0.707）参考答案：15°5.一近视眼患者需要佩戴焦距为-50cm的凹透镜矫正视力，该患者看远处的物体时，像成在何处？参考答案：-50cm6.一物体放在凸透镜前10cm处，成倒立放大的实像，求该凸透镜的焦距范围。参考答案：f20cm7.一束光线从空气射入水中，入射角为60°，求折射角的大小。（水的折射率约为1.33）参考答案：40.6°8.一人站在距离潜望镜前2m处，镜中的像距离人多少米？参考答案：4m标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：光线从一种介质射入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光线的传播方向会发生偏折，这就是折射现象。同时，光线在介质分界面也会发生反射。因此，光线从空气射入水中时，一定会发生折射。选项B错误，因为光线不一定发生反射，只有部分光线会反射。选项C错误，因为光在介质中的传播速度会改变。选项D错误，因为光线从一种介质射入另一种介质时，传播方向一定会发生改变。2.参考答案：D解析：凸透镜可以成实像也可以成虚像，取决于物体距离透镜的位置。凹透镜只能成虚像。透镜成像是光的折射现象。透镜成像时，光路是可逆的，即光线的传播路径可以反向。选项A错误，因为凸透镜可以成虚像。选项B错误，因为凹透镜只能成虚像。选项C正确，但选项D更全面。选项D正确，因为透镜成像时，光路是可逆的。3.参考答案：C解析：根据凸透镜成像规律，当物体距离透镜大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像；当物体距离透镜在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立放大的实像；当物体距离透镜小于焦距时，成正立放大的虚像。题目中物体距离透镜20cm时，成倒立放大的实像，说明物体距离透镜在1倍焦距和2倍焦距之间，即f20cm2f，解得10cmf20cm。只有选项C的20cm符合这个范围。4.参考答案：A解析：放大镜是凸透镜，当物体放在凸透镜的焦点以内时，成正立放大的虚像。因此，用放大镜观察物体时，物体应放在焦点以内。5.参考答案：B解析：近点距离为25cm，说明该人看近处物体有困难，需要配戴凸透镜矫正。远点距离为50cm，说明该人看远处物体也有困难，但比近点距离好一些。因此，该人应配戴凹透镜矫正视力。6.参考答案：C解析：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，导致不同颜色的光偏折角度不同，从而分离成不同颜色的光。因此，光的色散现象是由于光的折射。7.参考答案：A解析：根据凸透镜成像规律，要拍摄远处物体，需要成倒立缩小的实像。要使像更清晰，需要减小像距，增大物距。因此，摄影师应调节镜头使物距增大，像距减小。8.参考答案：A解析：全反射是光从光密介质射入光疏介质时，入射角大于某一临界角时，全部光线被反射回光密介质的现象。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B错误，因为光从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射。选项C错误，因为光从任何介质射入任何介质都不可能发生全反射。选项D错误，因为全反射是光的反射现象的一种特殊情况，但不是所有反射都是全反射。9.参考答案：C解析：用凸透镜使物体成像在光屏上，若将透镜上半部分用不透明纸遮住，则只有部分光线通过透镜成像，导致成像亮度减弱。成像形状不会改变，因为所有颜色的光都通过了透镜，只是光线数量减少。因此，成像亮度减弱。10.参考答案：B解析：根据视力检查标准，人眼到视力表的距离应该是3米。因此，检查视力时，人眼到视力表的距离应该是3米。二、填空题1.参考答案：反射角等于入射角解析：光的反射定律指出，反射光线、入射光线与法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，且反射角等于入射角。这是光学中的基本定律，适用于所有反射现象，包括镜面反射和漫反射。2.参考答案：折射角小于入射角解析：根据光的折射定律（斯涅尔定律），光从光疏介质（如空气）斜射入光密介质（如水）时，折射光线向法线偏折，导致折射角小于入射角。这是由于光在不同介质中传播速度不同造成的。3.参考答案：3×10^8解析：真空中的光速是物理学中的基本常数，其值约为3×10^8米每秒。这个数值在电磁学和光学中至关重要，是计算许多光学现象的基础。4.参考答案：会聚发散解析：凸透镜对光线有会聚作用，即能使平行光线汇聚于焦点；凹透镜对光线有发散作用，即能使平行光线向外散开。这是透镜的基本光学特性，决定了凸透镜和凹透镜在光学系统中的应用。5.参考答案：不成像解析：当物体放在凸透镜焦点上时，根据透镜成像公式，物距等于焦距，此时成像距离趋于无穷大，理论上不成像。实际中，光线经过透镜后变得平行，无法形成清晰的实像或虚像。6.参考答案：20解析：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f=10厘米，u=30厘米，解得v=20厘米。这表明物体在凸透镜二倍焦距以外，成倒立缩小的实像。7.参考答案：正立放大的虚像解析：放大镜是利用凸透镜成放大虚像的原理制成的。当物体放在凸透镜一倍焦距以内时，成倒立放大的虚像，放大镜通常将物体放在焦点附近，以获得明显的放大效果。8.参考答案：不同解析：光的色散现象是由于不同色光在棱镜中折射率不同造成的。不同色光在介质中的传播速度不同，导致折射角不同，从而被分解成不同颜色的光。这是色散现象的根本原因。9.参考答案：25解析：眼睛的近点距离是指眼睛能看清最近物体的距离，正常情况下约为25厘米。这是眼睛调节能力的极限，超过这个距离，物体将变得模糊。10.参考答案：波动解析：光的衍射现象表明光具有波动性质。当光通过狭缝或遇到障碍物时，会发生偏离直线传播的现象，这是波特有的性质，与粒子性质不同。三、判断题1.参考答案：√解析：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规律，适用于所有反射情况，包括镜面反射和漫反射。2.参考答案：×解析：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。当入射角小于临界角时，会发生部分反射和部分折射，而不是全反射。因此，全反射不是一定发生的光现象。3.参考答案：√解析：根据相对论原理，真空中的光速是宇宙中所有物体运动速度的极限。任何有质量的物体都无法达到或超过光速。这是现代物理学的基本常数之一。4.参考答案：×解析：放大镜是利用凸透镜成放大虚像的原理制成的。当物体放在凸透镜的一倍焦距以内时，凸透镜会形成正立、放大的虚像。如果物体放在一倍焦距和二倍焦距之间，则会形成倒立、放大的实像。5.参考答案：√解析：照相机是利用凸透镜成缩小实像的原理制成的。当物体放在凸透镜的二倍焦距以外时，凸透镜会形成倒立、缩小的实像。这是照相机成像的基本原理。6.参考答案：√解析：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。这是光的波动性的重要特征，与波的衍射现象相似。7.参考答案：√解析：光的偏振是指光波的振动方向被限制在某一平面内的现象。只有横波才能发生偏振现象，而光是一种横波，因此光的偏振现象表明光是一种横波。8.参考答案：×解析：棱镜对光有会聚作用或发散作用，取决于棱镜的形状和光的入射角度。当光从棱镜的底面射入时，会发生折射，通常会发生发散。但如果棱镜的顶角较小，且光从侧面射入时，会发生会聚。9.参考答案：×解析：玻璃砖对光线有会聚作用或发散作用，取决于玻璃砖的形状和光的入射角度。通常情况下，玻璃砖对光线有微小的会聚作用，但不会像凸透镜那样明显。10.参考答案：√解析：渔夫通过水面看到水中的鱼，是由于光从水中射入空气时发生折射。根据折射定律，折射角大于入射角，导致看到的鱼的深度比实际深度要浅。这是光的折射现象的典型应用。四、简答题1.参考答案：光的折射现象的基本规律包括光的折射定律，即入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线和折射光线分居法线两侧；入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比（sini/sinr=n₂/n₁）；光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。解析：本题考查光的折射现象的基本规律。光的折射定律是光学中的基本定律，它描述了光在通过两种不同介质界面时发生偏折的现象。入射角和折射角的关系与两种介质的折射率密切相关，折射率是描述介质光学性质的重要物理量。理解光的折射规律对于解释许多自然现象和光学器件的工作原理至关重要。2.参考答案：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。当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角，光线将全部反射回光密介质，这种现象称为全反射。解析：本题考查全反射现象发生的条件。全反射是光在通过两种不同介质界面时发生的一种特殊现象，它只发生在光从光密介质射入光疏介质的情况下。临界角是入射角从发生折射转变为全反射的临界值，当入射角大于临界角时，光线将全部反射回光密介质。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：生活中应用全反射现象的三个实例包括：光纤通信、棱镜光谱仪、全反射棱镜望远镜。光纤通信利用全反射原理传输光信号；棱镜光谱仪利用全反射分离不同波长的光；全反射棱镜望远镜利用全反射减少光损失，提高成像质量。解析：本题考查生活中应用全反射现象的实例。全反射现象在许多现代科技和光学器件中有重要应用。光纤通信是全反射最典型的应用之一，它利用全反射原理传输光信号，具有传输速度快、抗干扰能力强等优点。棱镜光谱仪利用全反射分离不同波长的光，用于光谱分析。全反射棱镜望远镜利用全反射减少光损失，提高成像质量。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。凸透镜成像规律遵循光的折射定律。解析：本题考查凸透镜成像的规律。凸透镜成像规律是光学中的基本内容，它描述了物体通过凸透镜成像的规律。根据物距与焦距的关系，凸透镜可以成倒立、缩小的实像、倒立、等大的实像、倒立、放大的实像和正立、放大的虚像。这些规律在照相机、投影仪、放大镜等光学器件中有广泛应用。5.参考答案：凹透镜对光线的作用是发散作用。凹透镜使平行光线发散，好像从一个虚拟的焦点发出；凹透镜使会聚光线变得发散，使发散光线变得更发散。凹透镜的焦点是虚焦点，位于透镜的同一侧。解析：本题考查凹透镜对光线的作用。凹透镜是另一种常见的光学透镜，它对光线具有发散作用。凹透镜使平行光线发散，好像从一个虚拟的焦点发出；凹透镜使会聚光线变得发散，使发散光线变得更发散。凹透镜的焦点是虚焦点，位于透镜的同一侧。凹透镜在矫正近视眼、制作光学仪器中有重要应用。6.参考答案：凸透镜在生活中的三个应用实例包括：照相机、投影仪、放大镜。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像，将物体成像在感光元件上；投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像，将物体成像在屏幕上；放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像，用于观察微小物体。解析：本题考查凸透镜在生活中的应用实例。凸透镜在生活中的应用非常广泛，照相机、投影仪、放大镜都是利用凸透镜成像原理制成的光学器件。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像，将物体成像在感光元件上；投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像，将物体成像在屏幕上；放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像，用于观察微小物体。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，被分解成不同颜色的光的现象。光的色散是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光偏折角度不同而产生的。光的色散现象可以解释彩虹的形成。解析：本题考查光的色散现象。光的色散现象是光学中的基本现象，它描述了白光通过棱镜或其他介质时被分解成不同颜色的光的现象。光的色散是由于不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光偏折角度不同而产生的。光的色散现象可以解释彩虹的形成，是自然界中美丽现象之一。8.参考