第四章 光 章末综合检测（基础卷）-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第一册）

第四章 光 章末综合检测（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题（共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．（24-25高三上·广东揭阳·开学考试）关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是（　　） A．图甲是光的双缝干涉原理图，若只减小挡扳上狭缝S1、S2间的距离d，则屏上两相邻亮条纹的中心间距将增大 B．图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小 C．图丙中肥皂膜上的条纹是由光的衍射形成的，利用这一原理可以制成相机镜头的增透膜 D．图丁中的明暗相间的条纹是由光的双缝干涉形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄 2．（2024高二·全国·专题练习）声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况如图所示，由图判断下面的说法正确的是（　　） A．若i>r，则声波在介质Ⅰ中的传播速度小于声波在介质Ⅱ中的传播速度 B．若i>r，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水 C．若i>r，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气 D．在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足 3．（2024·贵州遵义·一模）某匀质透明材料的横截面为半圆形，圆心为O。一激光束沿方向从空气中射入该材料，B为出射点。与界面夹角为，与法线夹角为，光在真空中传播速度为c，部分光路如图所示。则（   ） A．该材料的折射率为 B．该材料的折射率为 C．若改变角，光可能在B点发生全反射 D．光束在该材料中的传播速度为 4．（23-24高二下·四川眉山·期中）如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　） A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将黄光换为红光 D．将绿光换为紫光 5．（24-25高三上·全国·期中）如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和绿光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．区域Ⅰ为红、绿复色光，区域Ⅱ为绿色单色光 B．区域Ⅰ为红、绿复色光，区域Ⅱ为红色单色光 C．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、绿复色光 D．区域Ⅰ为绿色单色光，区域Ⅱ为红、绿复色光 6．（23-24高二下·福建泉州·期末）利用如图（a）所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图（b）中甲和乙两种图样。则（    ） A．甲、乙都是单缝衍射图样 B．甲、乙都是双缝干涉图样 C．甲是单缝衍射图样，乙是双缝干涉图样 D．甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样 7．（24-25高三上·浙江湖州·月考）如图甲是检测球形滚珠直径是否合格的装置，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹，若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠c合格，b偏大或偏小 D．滚珠b合格、c偏大或偏小 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8．（24-25高二上·湖南岳阳·月考）虹是由太阳光射入雨滴（球形）时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图所示，下列说法中错误的是（　　） A．光线a在水滴中传播时的波长较长 B．光线b在雨滴中的折射率较大 C．光线b在雨滴中的传播速度较大 D．若分别让a、b两色光通过同一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距较大 9．（24-25高二上·全国·单元测试）某同学想要测定一半圆柱形玻璃砖的折射率n，将一束单色光线由玻璃砖内部射向O点，如图甲所示。当入射角时，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样。光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．此光在玻璃砖中发生全反射的临界角为60° B．玻璃砖的折射率 C．此光在玻璃砖中的传播速度 D．单缝b的宽度较大 10．（24-25高二上·全国·单元测试）一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，其中a、b、c三种单色光的折射情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．玻璃三棱镜对a、b、c三种单色光的折射率依次减小 B．a、b、c三种单色光在玻璃三棱镜中的传播速度相同 C．若b光为绿光，则c光可能为蓝光 D．让a、b、c三种单色光以同一入射角，从同一介质射向空气，若b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射 第Ⅱ卷 非选择题 （共54分） 三、实验题（本题共2小题，每空3分，共12分。） 11．（23-24高二上·四川绵阳·期中）如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。 （1）关于此实验，下列说法中正确的是（   ） A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越大，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 （2）如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该液体的折射率的测量值 。（用r、R表示） 12．（23-24高二上·四川绵阳·期中）现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上螺旋测微器示数为2.320mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图中手轮上的示数为 mm；已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为 nm（波长结果保留三位有效数字）。 四、计算题（本题共3小题，共42分。） 13．（23-24高二下·广东江门·期末）江门新会陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶，现用一束激光从A点发射，刚好从陈皮茶的上表面B点射入，激光射在杯子底面最左端的C点，过B点做底边CE的垂线交于D点。DE的长度，CD的长度，AB与BC的长度相等都是，求： （1）陈皮茶的折射率n； （2）激光从B到C的时间与从A到B的时间比值。 14．（24-25高三上·广西·月考）光刻机是现代工业的集大成者，其最核心的部件为光源与光学镜头，对光点需做到精准定位。我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，ABOC为某种透明介质的截面图，三角形ABO为直角三角形，其中，OCA为半径R的四分之一圆弧，BO与水平面MN垂直并接触于B点，一束单色光射向圆心O，与OA的夹角为，结果在水平面MN上出现亮斑.已知该介质对这种光的折射率为，光在真空中的传播速度为求： （1）光在介质中的传播速度当时，光从O点射出的折射角； （2）当时，光射到MN面上的亮斑与B点间的距离。 15．（23-24高二下·宁夏·月考）在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为，两光源、的振动情况恰好相同，光屏上的P点到与到的路程差为，如图所示。 （1）P点是亮条纹还是暗条纹? （2）设O为到、路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹?（不包括O、P两处的条纹） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 光 章末综合检测（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题（共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．（24-25高三上·广东揭阳·开学考试）关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是（　　） A．图甲是光的双缝干涉原理图，若只减小挡扳上狭缝S1、S2间的距离d，则屏上两相邻亮条纹的中心间距将增大 B．图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小 C．图丙中肥皂膜上的条纹是由光的衍射形成的，利用这一原理可以制成相机镜头的增透膜 D．图丁中的明暗相间的条纹是由光的双缝干涉形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄 【答案】A 【解析】A．根据 可知，若只减小挡扳上两个狭缝间的距离d，则屏上两相邻亮条纹间距离将增大，故A正确； B．图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套大，故B错误； C．图丙中肥皂膜上的条纹是由光的薄膜干涉形成的，相机镜头的增透膜就是利用薄膜干涉这一原理使照片更加清晰的，故C错误； D．图丁中的明暗相间的条纹是由光的单缝衍射形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，故D错误。 故选A。 2．（2024高二·全国·专题练习）声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况如图所示，由图判断下面的说法正确的是（　　） A．若i>r，则声波在介质Ⅰ中的传播速度小于声波在介质Ⅱ中的传播速度 B．若i>r，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水 C．若i>r，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气 D．在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足 【答案】C 【解析】A．若i>r，则介质Ⅰ相对于介质Ⅱ是“声疏介质”，可知声波在介质Ⅰ中的传播速度大于声波在介质Ⅱ中的传播速度，选项A错误； B．若i>r，因声波在水中传播速度大于空气中的速度，则Ⅰ可能是水，Ⅱ可能是空气，选项B错误； C．若i>r，因声波在钢铁中的传播速度大于空气中的速度，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气，选项C正确； D．由相对折射率公式可知，在介质Ⅰ中的传播速度v1与在介质Ⅱ中的传播速度v2满足 选项D错误。 故选C。 3．（2024·贵州遵义·一模）某匀质透明材料的横截面为半圆形，圆心为O。一激光束沿方向从空气中射入该材料，B为出射点。与界面夹角为，与法线夹角为，光在真空中传播速度为c，部分光路如图所示。则（   ） A．该材料的折射率为 B．该材料的折射率为 C．若改变角，光可能在B点发生全反射 D．光束在该材料中的传播速度为 【答案】D 【解析】AB．该材料的折射率为 故AB错误； C．由于在B点出射的光线一定与B点处的界面垂直，即光线沿着法线方向，所以光不可能在B点发生全反射，故C错误； D．根据 可得光束在该材料中的传播速度为 故D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·四川眉山·期中）如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　） A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将黄光换为红光 D．将绿光换为紫光 【答案】C 【解析】干涉产生的条纹间距满足的关系 A．增大S1与S2的间距，条纹间距减小，故A错误； B．减小双缝到光屏的距离，条纹间距减小，故B错误； C．将黄光换成红光，波长增大，条纹间距增大，故C正确； D．绿光换成紫光，波长减小，条纹间距减小，故D错误。 故选C。 5．（24-25高三上·全国·期中）如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和绿光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．区域Ⅰ为红、绿复色光，区域Ⅱ为绿色单色光 B．区域Ⅰ为红、绿复色光，区域Ⅱ为红色单色光 C．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、绿复色光 D．区域Ⅰ为绿色单色光，区域Ⅱ为红、绿复色光 【答案】B 【解析】由题意可知，光线发生全反射时，临界角满足 因为红光和绿光的折射率，所以红光和绿光的临界角。所以绿光先发生全反射，红光后发生全反射，故区域Ⅰ为红、绿复色光，区域Ⅱ为红色单色光。 故选B。 6．（23-24高二下·福建泉州·期末）利用如图（a）所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图（b）中甲和乙两种图样。则（    ） A．甲、乙都是单缝衍射图样 B．甲、乙都是双缝干涉图样 C．甲是单缝衍射图样，乙是双缝干涉图样 D．甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样 【答案】C 【解析】在单色光的双缝干涉实验中，干涉条纹等间距分布；而单缝衍射实验中，衍射条纹中间宽，向两侧逐渐变窄，所以甲是单缝衍射图样，乙是双缝干涉图样。 故选C。 7．（24-25高三上·浙江湖州·月考）如图甲是检测球形滚珠直径是否合格的装置，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹，若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠c合格，b偏大或偏小 D．滚珠b合格、c偏大或偏小 【答案】D 【解析】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8．（24-25高二上·湖南岳阳·月考）虹是由太阳光射入雨滴（球形）时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图所示，下列说法中错误的是（　　） A．光线a在水滴中传播时的波长较长 B．光线b在雨滴中的折射率较大 C．光线b在雨滴中的传播速度较大 D．若分别让a、b两色光通过同一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距较大 【答案】ABD 【解析】AB．画出光路图如图所示 由图可知，光线a在雨滴中偏折程度较大，雨滴对光线a的折射率大于对光线b的折射率,则光线b的频率较小，波长较长，故AB错误，符合题意； C．根据 可知，光线a在雨滴中的传播速度较小，光线b在雨滴中的传播速度较大，故C正确，不符合题意； D．根据双缝干涉条纹的间距公式 光线b波长较长，则b光形成的干涉条纹的间距较大，故D错误，符合题意。 故选ABD。 9．（24-25高二上·全国·单元测试）某同学想要测定一半圆柱形玻璃砖的折射率n，将一束单色光线由玻璃砖内部射向O点，如图甲所示。当入射角时，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样。光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．此光在玻璃砖中发生全反射的临界角为60° B．玻璃砖的折射率 C．此光在玻璃砖中的传播速度 D．单缝b的宽度较大 【答案】BD 【解析】AB．由光路可逆可知 由题知此光在玻璃砖中发生全反射的临界角等于r，则有 因，解得 ， 故A错误，B正确； C．光在玻璃砖中的传播速度为 故C错误； D．单缝宽度增大，衍射条纹宽度将变小，由题图乙知该单色光通过单缝b后的衍射条纹较窄，所以单缝b的宽度较大，故D 正确。 故选BD。 10．（24-25高二上·全国·单元测试）一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，其中a、b、c三种单色光的折射情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．玻璃三棱镜对a、b、c三种单色光的折射率依次减小 B．a、b、c三种单色光在玻璃三棱镜中的传播速度相同 C．若b光为绿光，则c光可能为蓝光 D．让a、b、c三种单色光以同一入射角，从同一介质射向空气，若b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射 【答案】AD 【解析】AB．根据偏折程度可知，玻璃三棱镜对a、b、c三种单色光的折射率依次减小，由 可知a、b、c三种单色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次增大。故A正确；B错误； C．玻璃三棱镜对绿光的折射率小于对蓝光的折射率，而玻璃三棱镜对c光的折射率小于对b光的折射率，则若b光为绿光，c光不可能为蓝光。故C错误； D．玻璃三棱镜对c光的折射率小于对b光的折射率，根据 可知c光的临界角大于b光的临界角，让a、b、c三种单色光以同一入射角，从同一介质射向空气，若b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射。故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 （共54分） 三、实验题（本题共2小题，每空3分，共12分。） 11．（23-24高二上·四川绵阳·期中）如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。 （1）关于此实验，下列说法中正确的是（   ） A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越大，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 （2）如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该液体的折射率的测量值 。（用r、R表示） 【答案】（1）A （2） 【解析】（1）A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像，选项A正确； B．入射角大小要适当，并非入射角越大折射率的测量越准确，选项B错误； C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 选项C错误； D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射角测量值偏大，则折射率的测量值将偏小，选项D错误。 故选A。 （2）折射率 12．（23-24高二上·四川绵阳·期中）现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上螺旋测微器示数为2.320mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图中手轮上的示数为 mm；已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为 nm（波长结果保留三位有效数字）。 【答案】13.870mm 770nm 【解析】[1]手轮上的示数 [2]相邻亮纹间的距离 根据 可知波长 四、计算题（本题共3小题，共42分。） 13．（23-24高二下·广东江门·期末）江门新会陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶，现用一束激光从A点发射，刚好从陈皮茶的上表面B点射入，激光射在杯子底面最左端的C点，过B点做底边CE的垂线交于D点。DE的长度，CD的长度，AB与BC的长度相等都是，求： （1）陈皮茶的折射率n； （2）激光从B到C的时间与从A到B的时间比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 根据折射定律，陈皮茶的折射率为 （2）激光从B到C的时间 激光在水中的传播速度为 激光从A到B的时间 激光从B到C的时间与从A到B的时间比值 14．（24-25高三上·广西·月考）光刻机是现代工业的集大成者，其最核心的部件为光源与光学镜头，对光点需做到精准定位。我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，ABOC为某种透明介质的截面图，三角形ABO为直角三角形，其中，OCA为半径R的四分之一圆弧，BO与水平面MN垂直并接触于B点，一束单色光射向圆心O，与OA的夹角为，结果在水平面MN上出现亮斑.已知该介质对这种光的折射率为，光在真空中的传播速度为求： （1）光在介质中的传播速度当时，光从O点射出的折射角； （2）当时，光射到MN面上的亮斑与B点间的距离。 【答案】（1）， （2） 【解析】（1）光的传播速度为 解得 当时，根据折射定律 解得 （2）根据临界角公式，可得 当时，可知光在BC面发生全反射，又由反射定律和角度关系得出光线垂直AB射出，光路如图 又因为为直角三角形，所以 又 代入数据得 15．（23-24高二下·宁夏·月考）在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为，两光源、的振动情况恰好相同，光屏上的P点到与到的路程差为，如图所示。 （1）P点是亮条纹还是暗条纹? （2）设O为到、路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹?（不包括O、P两处的条纹） 【答案】（1）亮条纹；（2）5条亮条纹，6条暗条纹 【解析】（1）根据可得光的波长为 由于 即为整数，且两光源的振动情况完全相同，所以点为亮条纹。 （2）点到、的路程差为，则点也是亮条纹，所以P、O间还有5条亮条纹，6条暗条纹。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$