2026年部编版高三物理第4章光学专项练习题及答案

2026年部编版高三物理第4章光学专项练习题及答案第1页共1页2026年部编版高三物理第4章光学专项练习题及答案一、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：B2.如图所示，一束光线从空气射入玻璃砖，然后从玻璃砖射入空气，下列说法正确的是A.光线在玻璃砖中的传播速度比在空气中的传播速度大B.光线在玻璃砖中的传播速度比在空气中的传播速度小C.光线在玻璃砖中的传播速度与在空气中的传播速度相同D.光线在玻璃砖中的传播速度与在空气中的传播速度关系无法确定参考答案：B3.一束光线射向一个由折射率为n的透明材料制成的棱镜，棱镜的顶角为α，下列说法正确的是A.光线通过棱镜后，出射光线一定与入射光线平行B.光线通过棱镜后，出射光线一定与入射光线不平行C.光线通过棱镜后，出射光线与入射光线的夹角一定等于αD.光线通过棱镜后，出射光线与入射光线的夹角一定小于α参考答案：D4.一个物体放在凸透镜前，物体距离透镜的距离为u，像距离透镜的距离为v，下列说法正确的是A.当u大于2f时，成倒立、缩小的实像B.当u小于f时，成正立、放大的虚像C.当u等于2f时，成倒立、等大的实像D.以上说法都正确参考答案：D5.一个物体放在凹透镜前，物体距离透镜的距离为u，下列说法正确的是A.总是成倒立、缩小的实像B.总是成正立、缩小的虚像C.当u大于f时，成倒立、缩小的实像D.当u小于f时，成正立、放大的虚像参考答案：B6.一个焦距为f的凸透镜，当物体距离透镜的距离为2f时，像距离透镜的距离为A.fB.2fC.3fD.4f参考答案：B7.一个焦距为f的凹透镜，当物体距离透镜的距离为f时，像距离透镜的距离为A.fB.2fC.∞D.-f参考答案：A8.一个物体放在凸透镜前，物体距离透镜的距离为f，下列说法正确的是A.成正立、放大的实像B.成倒立、放大的实像C.成正立、缩小的虚像D.成倒立、缩小的虚像参考答案：D9.一个物体放在凹透镜前，物体距离透镜的距离为2f，下列说法正确的是A.成正立、放大的实像B.成倒立、放大的实像C.成正立、缩小的虚像D.成倒立、缩小的虚像参考答案：D10.下列哪个光学元件可以用来矫正近视眼？A.凸透镜B.凹透镜C.平面镜D.放大镜参考答案：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折射率为n的玻璃中，其速度变为在空气中的速度的______倍。参考答案：1/n2.一物体放在凸透镜前，物距u=2f，则像距v=______。参考答案：4f3.用焦距为f的凸透镜成倒立、放大的实像时，物距u应满足______。参考答案：f2f4.一束光线以60°的入射角从空气射入水中，折射角约为______度（水的折射率约为1.33）。参考答案：405.一物体放在凹透镜前，物距u=3f，则像距v=______。参考答案：-f6.用凸透镜观察物体时，要使物体成放大的虚像，应将物体放在凸透镜______焦点以内。参考答案：一7.一束光线从空气射入玻璃，折射光线与法线的夹角为30°，则入射角为______度。参考答案：608.一物体放在凸透镜前，物距u=f，则成像情况为______。参考答案：不成像9.用凸透镜成像时，物距减小，像距将______（填“增大”“减小”或“不变”）。参考答案：增大10.一束光线从水中射入空气，折射光线将______（填“靠近”或“远离”）法线。参考答案：远离三、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.光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。参考答案：√3.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：×4.焦距为10cm的凸透镜，当物距为20cm时，成倒立、缩小的实像。参考答案：√5.放大镜是利用凸透镜成放大虚像的原理制成的。参考答案：√6.光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中传播速度不同造成的。参考答案：×7.平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，像与物大小相等。参考答案：√8.全反射是光线从光密介质射入光疏介质时，折射角为90°的现象。参考答案：√9.照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作。参考答案：√10.显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，且都成放大虚像。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：光线从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角。3.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。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，即使平行光线经过凹透镜后变得发散，好像来自透镜的焦点。5.光的色散现象是什么原因造成的？参考答案：光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中传播速度不同造成的。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镜面对称，像与物大小相等，像是正立的虚像。7.照相机和放大镜在成像原理上有何不同？参考答案：照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作，而放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像原理工作。8.解释光的折射现象，并说明折射率的意义。参考答案：光的折射现象是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。折射率是描述光线在介质中传播速度变化的物理量，它表示光线从真空进入某种介质时，折射角与入射角的正弦值的比值。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.在实验室中，一个焦距为10cm的凸透镜被用来制作简易投影仪。当物体放置在透镜前20cm处时，像形成在透镜的另一侧。请计算像距，并说明像是放大还是缩小。参考答案：像距为40cm，像是放大的2.一个边长为5cm的正方形金属导线框，以恒定速度2m/s进入一个垂直于导线框平面的匀强磁场区域。磁场区域的宽度为10cm，磁感应强度为0.5T。请计算导线框进入磁场区域时产生的感应电动势，并说明感应电流的方向。参考答案：感应电动势为0.1V，感应电流方向为逆时针3.一束光线以30°的入射角射入玻璃砖，玻璃砖的折射率为1.5。请计算光线在玻璃砖中的折射角，并画出光路图。参考答案：折射角为19.1°4.一个凸透镜的焦距为15cm，物体放置在透镜前25cm处。请计算像距，并说明像是实像还是虚像。参考答案：像距为37.5cm，像是实像5.一个凹透镜的焦距为20cm，物体放置在透镜前30cm处。请计算像距，并说明像是实像还是虚像。参考答案：像距为-12cm，像是虚像6.一个平面镜与水平面成30°角放置，一个点光源放置在平面镜前10cm处。请计算点光源在水平面上形成的像的位置。参考答案：像在平面镜前5cm处7.一个照相机使用焦距为50mm的凸透镜，当物体距离照相机1m时，像正好成在底片上。请计算底片与透镜的距离，并说明像是放大还是缩小。参考答案：底片与透镜的距离为50mm，像是放大的8.一个放大镜的焦距为10cm，当物体距离放大镜15cm时，观察者看到正立放大的虚像。请计算像距，并说明像是放大还是缩小。参考答案：像距为-7.5cm，像是放大的标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查光的折射定律。当光从光速较大的介质（空气）射入光速较小的介质（水）时，根据折射定律，折射角小于入射角。因此，选项B正确，选项A错误。选项C错误，因为当入射角为0时，折射角也为0，此时折射角等于入射角。选项D错误，因为折射角与入射角的大小关系只与介质的光速有关，与光的颜色无关。2.参考答案：B解析：本题考查光的折射定律和光速。光在介质中的传播速度与该介质的折射率有关，折射率越大，光速越小。玻璃的折射率大于空气的折射率，因此光在玻璃砖中的传播速度比在空气中的传播速度小。选项B正确，选项A错误。选项C错误，因为光在不同介质中的传播速度不同。选项D错误，因为光速与介质的光密疏关系明确。3.参考答案：D解析：本题考查棱镜对光线的偏折作用。光线通过棱镜后，出射光线与入射光线的夹角取决于棱镜的顶角和入射角。根据折射定律，光线在棱镜中的传播路径会发生偏折，出射光线与入射光线的夹角一定小于棱镜的顶角α。因此，选项D正确，选项A、B、C错误。4.参考答案：D解析：本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，以及凸透镜成像规律，可以得出以下结论：当u大于2f时，成倒立、缩小的实像；当u小于f时，成正立、放大的虚像；当u等于2f时，成倒立、等大的实像。因此，选项D正确，选项A、B、C只是部分正确。5.参考答案：B解析：本题考查凹透镜成像规律。凹透镜总是成正立、缩小的虚像，无论物体距离透镜的距离如何。因此，选项B正确，选项A、C、D错误。6.参考答案：B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/u+1/v，当u=2f时，代入公式可得v=2f。因此，像距离透镜的距离为2f。选项B正确，选项A、C、D错误。7.参考答案：A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，当u=f时，代入公式可得v=f。因此，像距离透镜的距离为f。选项A正确，选项B、C、D错误。8.参考答案：D解析：本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当u=f时，代入公式可得v=∞。因此，不成像，或者说像在无穷远处。根据凹透镜成像规律，凹透镜总是成正立、缩小的虚像。因此，选项D正确，选项A、B、C错误。9.参考答案：D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，当u=2f时，代入公式可得v=-f。因此，像距离透镜的距离为-f，即像在透镜的同一侧。根据凹透镜成像规律，凹透镜总是成正立、缩小的虚像。因此，选项D正确，选项A、B、C错误。10.参考答案：B解析：本题考查近视眼的矫正原理。近视眼是由于晶状体曲度过大，导致光线聚焦在视网膜前方，需要使用凹透镜来使光线发散，从而将焦点后移到视网膜上。因此，选项B正确，选项A、C、D错误。二、填空题1.参考答案：1/n解析：本题考查折射定律。根据v=c/n，其中c为光在真空中的速度，n为介质的折射率，可知光在介质中的速度v与折射率n成反比。当折射率为n时，速度变为在空气中的1/n倍。2.参考答案：4f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/u+1/v，当物距u=2f时，代入公式得1/f=1/(2f)+1/v，解得v=4f。此时成倒立、等大的实像。3.参考答案：f2f解析：本题考查凸透镜成像规律。用凸透镜成倒立、放大的实像时，根据成像规律，物距u应大于焦距f且小于2倍焦距，即fu2f。4.参考答案：40解析：本题考查折射定律。根据折射定律sini/sinr=n，其中i为入射角，r为折射角，n为折射率。当入射角i=60°，n=1.33时，sinr=sin60°/1.33≈0.619，解得r≈40°。5.参考答案：-f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，当物距u=3f时，代入公式得1/f=1/(3f)+1/v，解得v=-f。此时成正立、缩小的虚像。6.参考答案：一解析：本题考查凸透镜成像规律。用凸透镜观察物体时，要使物体成放大的虚像，应将物体放在凸透镜一焦点以内。此时成正立、放大的虚像。7.参考答案：60解析：本题考查折射定律。根据折射定律sini/sinr=n，其中i为入射角，r为折射角，n为折射率。当折射角r=30°，n=1.33时，sini=sin30°×1.33≈0.665，解得i≈60°。8.参考答案：不成像解析：本题考查凸透镜成像规律。根据凸透镜成像公式1/f=1/u+1/v，当物距u=f时，代入公式得1/f=1/f+1/v，解得v趋于无穷大。此时光线平行于主光轴，不成像。9.参考答案：增大解析：本题考查凸透镜成像规律。用凸透镜成像时，物距减小，根据成像公式1/f=1/u+1/v，物距u减小，则1/u增大，为使等式成立，1/v必须减小，即v增大。像距将增大。10.参考答案：远离解析：本题考查折射定律。根据折射定律sini/sinr=n，其中i为入射角，r为折射角，n为折射率。当光线从水中射入空气时，n减小，为使等式成立，sinr必须增大，即r增大。折射光线将远离法线。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。当光从光密介质进入光疏介质时，根据折射定律（斯涅尔定律），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，故该说法错误。4.参考答案：√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/u+1/v，当物距u=20cm，焦距f=10cm时，代入公式得1/10=1/20+1/v，解得像距v=20cm。根据成像规律，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，故该说法正确。5.参考答案：√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，当物距小于焦距时，成放大虚像，故该说法正确。6.参考答案：×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传播速度不同造成的，但白光色散是由于不同颜色的光在棱镜中折射率不同，导致偏折角度不同，而不是传播速度不同，故该说法错误。7.参考答案：√解析：本题考查平面镜成像特点。根据平面镜成像规律，像与物关于镜面对称，像与物大小相等，故该说法正确。8.参考答案：√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，折射角为90°的现象，此时光线沿界面传播，故该说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查照相机的原理。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作，通过调节镜头位置改变像距，实现清晰成像，故该说法正确。10.参考答案：×解析：本题考查显微镜的原理。显微镜的物镜成倒立、放大的实像，目镜成放大虚像，故该说法错误。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：首先，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，这是几何光学的基础；其次，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，说明了反射的方向性；最后，反射角等于入射角，这是反射定律的核心内容，也是实验验证的重点。理解反射定律对于解释日常生活中的现象，如镜子成像、水面倒影等，都具有重要意义。2.参考答案：全反射现象发生的条件是：光线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。全反射是光线在介质界面处完全反射回原介质的现象，它只在特定条件下发生。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，而光疏介质的折射率较小，光速较快，这样光线在界面处才会发生全反射。其次，入射角必须大于或等于临界角，临界角是使光线沿界面传播的入射角，当入射角大于临界角时，光线将全部反射回原介质，这就是全反射现象。全反射在光纤通信、棱镜等光学器件中有广泛应用。3.参考答案：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。凸透镜是一种常见的光学元件，它对光线有会聚作用，因此可以成像。凸透镜成像的规律是光学中的重要内容，它描述了物体通过凸透镜后成像的位置、大小和倒立或正立的关系。当物距大于二倍焦距时，光线经过凸透镜后会聚于透镜的另一侧，形成倒立、缩小的实像，如照相机就是利用这一原理。当物距等于二倍焦距时，光线经过凸透镜后会聚于透镜的焦点，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透镜的另一侧，形成倒立、放大的实像，如投影仪就是利用这一原理。当物距小于焦距时，光线经过凸透镜后不会实际会聚，而是形成正立、放大的虚像，如放大镜就是利用这一原理。理解凸透镜成像规律对于解释日常生活中的光学现象，如照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的成像原理，都具有重要意义。4.参考答案：凹透镜对光线有发散作用，即使平行光线经过凹透镜后变得发散，好像来自透镜的焦点。解析：本题考查凹透镜的作用。凹透镜是一种常见的光学元件，它对光线有发散作用，因此也称为负透镜。凹透镜的形状是中间薄、边缘厚，当平行光线经过凹透镜后，会发散开来，好像这些光线来自透镜的焦点。凹透镜的这种发散作用在矫正近视眼中有广泛应用，因为近视眼的晶状体曲率过大，使光线会聚在视网膜前方，凹透镜可以发散光线，使光线重新会聚在视网膜上。理解凹透镜的作用对于解释日常生活中的光学现象，如近视眼镜的成像原理，都具有重要意义。5.参考答案：光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中传播速度不同造成的。解析：本题考查光的色散现象。光的色散是光学中的基本现象之一，它描述了白光通过介质时分解为不同颜色的光的现象。光的色散现象是由于不同颜色的光在介质中传播速度不同造成的。白光是由多种颜色的光组成的，每种颜色的光在介质中的传播速度不同，因此当白光通过介质时，不同颜色的光会以不同的速度传播，从而发生色散现象。例如，当白光通过三棱镜时，不同颜色的光会发生不同程度的偏折，从而形成彩色光带。光的色散现象在自然界中广泛存在，如彩虹就是光的色散现象的一种表现。理解光的色散现象对于解释日常生活中的光学现象，如彩虹的形成、彩色玻璃的原理等，都具有重要意义。6.参考答案：平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，像与物大小相等，像是正立的虚像。解析：本题考查平面镜成像特点。平面镜是一种常见的光学元件，它对光线有反射作用，因此可以成像。平面镜成像的特点是光学中的重要内容，它描述了物体通过平面镜后成像的位置、大小和倒立或正立的关系。平面镜成像的特点是像与物关于镜面对称，像与物大小相等，像是正立的虚像。例如，当我们照镜子时，镜中的像就是我们通过平面镜反射形成的虚像。平面镜成像的特点在日常生活中有广泛应用，如化妆镜、潜望镜等都是利用平面镜成像的原理制成的。理解平面镜成像特点对于解释日常生活中的光学现象，如镜子成像的原理，都具有重要意义。7.参考答案：照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作，而放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像原理工作。解析：本题考查照相机和放大镜的成像原理。照相机和放大镜都是利用凸透镜成像的光学仪器，但它们的成像原理不同。照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像原理工作，当物体距离凸透镜较远时，光线经过凸透镜后会聚于透镜的另一侧，形成倒立、缩小的实像，如照相机就是利用这一原理。而放大镜利用凸透镜成正立、放大的虚像原理工作，当物体距离凸透镜较近时，光线经过凸透镜后不会实际会聚，而是形成正立、放大的虚像，如放大镜就是利用这一原理。理解照相机和放大镜的成像原理对于解释日常生活中的光学现象，如拍照、观察微小物体等，都具有重要意义。8.参考答案：光的折射现象是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。折射率是描述光线在介质中传播速度变化的物理量，它表示光线从真空进入某种介质时，折射角与入射角的正弦值的比值。解析：本题考查光的折射现象和折射率的意义。光的折射是光学中的基本现象之一，它描述了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。当光线从一种介质进入另一种介质时，由于光速的变化，光线的传播方向会发生改变，这种现象称为光的折射。折射率是描述光线在介质中传播速度变化的物理量，它表示光线从真空进入某种介质时，折射角与入射角的正弦值的比值。折射率越大，说明光线在该介质中的传播速度越慢，光线越容易被折射。理解光的折射现象和折射率的意义对于解释日常生活中的光学现象，如水中的筷子看起来变弯、彩虹的形成等，都具有重要意义。五、应用题1.参考答案：像距为40cm，像是放大的解析：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。代入已知数据，1/10=1/20+1/v，解得v=40cm。由于物距大于2倍焦距，