第四章 光 情境题专项-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 情境影 1.铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂 膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂 膜前后两个面的侧视形状应当是() 34 A B 2.某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格 纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以 看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向 缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射 光束恰好消失，该材料的折射率为() 激光束 透明砖 第2题图 A.1.2 B.1.4C.1.6 D.1.8 3.如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形 MNPQ,MN=2NP,其折射率为V2。一 束单色光在纸面内以=45的人射角从空 气射向MQ边的中点O,则该束单色光 第3题图 A.在MQ边的折射角为60° B.在MN边的入射角为45° 88)练 N 专项 C.不能从MN边射出 D.不能从NP边射出 4.用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观 察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列 关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图 像，可能正确的是() I 第4题图 ∠1 C D 5.如图所示，由波长为入1和入2的单色光组 成的一束复色光，经半反半透镜后分成 透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直 照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O 是两单色光中央亮条纹的中心位置，P和 P,分别是波长为入1和入2的光形成的距离 O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射 到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N 位置出射，则() 半反半透镜 扩束器 三棱镜 第5题图 A.入1<入2，M是波长为入1的光出射位置 B.入<入2，N是波长为入的光出射位置 C.入>2，M是波长为入1的光出射位置 D.入>入2，N是波长为入1的光出射位置 6.一束复色光从空气射入光导纤维后分成 α、b两束单色光，光路如图所示。半径 内芯中的a、b两束光，a光的（) 第6题图 A.频率小，发生全反射的临界角小 B.频率大，发生全反射的临界角小 C.频率小，发生全反射的临界角大 D.频率大，发生全反射的临界角大 7.用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘 时，观察到的现象如图所示。入射点O 和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间 隔的三点处，空气中的四条细光束分别为 入射光束a、反射光束b、出射光束c和 d。已知光束a和b间的夹角为90°，则 第7题图 A.光盘材料的折射率n=2 B.光在光盘内的速度为真空中光速的三 分之二 C.光束b、c和d的强度之和等于光束a 的强度 D.光束c的强度小于O点处折射光束OP 第四章光。 的强度 8.如图所示的平面内，光束a经圆心0射入 半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色 光。下列说法正确的是() 第8题图 A.这是光的干涉现象 B.在真空中光束b的波长大于光束c的 波长 C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c 的折射率 D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光 束c的传播速度 9.(多选)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条 纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的 是() 第9题图 A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不 是梯形 B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形 成的干涉条纹 C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和 间距不会发生变化 D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转 动90°，条纹也会跟着转动90° 练(89高中物理选择性必修第一册（人教版） 功。当然还要使光源发出的光束不能太暗，A、C正确。 8.(1)A(2)变宽变窄【解析】(1)双缝干 涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确。 (2)根据△=子入知，双缝间的距离d减小时，条纹 间距变宽：当双缝到屏的距离减小时，条纹间距变窄。 >"5.光的衍射 基础练习 1.B【解析】在圆孔由大到小调节过程中，当孔较 大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直 径减小到与光波的波长相近时，产生光的衍射现象，屏 上将出现明、暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭 合，没有光到达屏上时，屏上完全黑暗。 2.D【解析】根据光的衍射现象的定义可知A正 确；衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结 果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，B正确；因为 衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光 的波动说提供了有力证据，C正确；当障碍物较大时， 光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只 是特殊情况，二者是统一的，D错误。 3.AC【解析】B为小孔成像，D为薄膜干涉。 4.D【解析】双缝后面分别放置偏振片后，由于两 个偏振片的透振方向相互垂直，不能出现干涉条纹，但 仍有光照射到光屏上。 提升练习 5.AB 6.AC【解析】B项中，白光衍射是彩色条纹；D项 中，圆孔过大，衍射现象不明显，但是不能说没有衍射 存在。 7.BD【解析】波长较短的光容易被障碍物挡住， 不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙 尘间的缝隙到达地面，故A错误，B正确；波长越长的 光，其频率较小，能量较小，所以频率较小，能量较小 的光才能到达地面，故C错误，D正确。 8.D【解析】由题图可知，中央亮条纹是大且亮的 圆形亮斑，符合圆孔衍射特点。 9.AD【解析】波长越长，缝越窄，衍射现象越明 显。 10.C【解析】看到的是薄膜干涉和边缘色散现象。 68 11.ABC 12.(1)竖直放置的线状灯丝光源(2)线光源的 灯丝(3)甲 >m6.光的偏振激光 基础练习 1.A【解析】光的偏振证明光是横波。 2.C【解析】白炽灯发出的光为自然光，通过偏振 片P后产生偏振光，旋转P,A处光的强度不变；当P 与Q的偏振方向一致时，B点光的强度最亮：当P与Q 的偏振方向垂直时，B点光的强度最暗，C正确。 3.D【解析】光的偏振证明光是横波。 4.BC【解析】见教材激光特点。 5.AC【解析】见教材激光特点。 6.AC【解析】见教材激光特点。 7.C【解析】偏振现象是横波特点；所有光都能发 生衍射现象，只有明显和不明显的区别。 提升练习 8.C【解析】见教材起偏器原理，转动偏振片，明 暗变化两次 9.AC【解析】只有两只眼睛收到偏振方向互相垂 直的影片内容，两只眼睛才能获得互不影响的图像内 容，从而达到立体效果。 10.D【解析】该装置利用了光的衍射现象，细丝越 细，衍射条纹越宽。 11.A【解析】见教材激光特点。 12.(1)3.0×103m(2)300个【解析】(1)一 个光脉冲的长度为 △l=c△t=3.0x10×1.0x10-1m=3.0x103m。 (2)一个光脉冲所携带的能量为 △E=P=1.0x100×1.0x10ⅡJ=0.1J。 消除面积为50mm2的色斑需要光脉冲数为： n=:E=50x60=300(个)。 S·△E10×0.1 13.见解析【解析】相向运动的车其偏振片透振方 向互相垂直，彼此的挡风玻璃上的偏振片使对方车灯射 来的偏振光不能通过，但能通过自己车灯的偏振光。 >"情境题专项 1.C【解析】根据题述肥皂膜上的彩色条纹上疏下 密，可知肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是C。 2.A【解析】沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所 示位置，出射光恰好消失，说明在圆弧面刚好发生了全 反射，此时入射角的正弦值血C=名，根据全反射临界 角公式sinC=1可知该材料的折射率n=l.2,A正确。 n 3.C【解析】画出光路图，设从O点射入的光线的 折射角为下，由折射定律m=血45°，解得r=30°。由几 sinr 何关系可知，在MN边的入射角为60°，大于全反射临 界角，所以光线不能从MW边射出，C正确。 4.D【解析】根据薄膜干涉现象，可知该区域薄膜 厚度d随坐标x逐渐减小。由于干涉条纹间隔逐渐增 大，所以d随坐标x的变化图像，可能正确的是D。 5.D【解析】根据双缝干涉条纹间隔公式，△x三 公，可知AP1。由两束光通过三棱镜的光路图可知。 N是波长为入，的光出射位置，D正确。 6.C【解析】垂直界面作出法线，可知b光的折射 角小于a光，由光的折射定律可知，b光的折射率大于 a光的折射率，根据光的频率越高折射率越大，可知a 光的频率小。根据全反射临界角公式sinC=1可知a光 n 发生全反射的临界角大，C正确，A、B、D错误。 7.D【解析】如图所 d 示由几何关系可得人射 角为i=45°，折射角为r= 30°，根据折射定律有n= V2 sin45° 2 -=V2, sin30° 1 第7题答图 所以A错误；光在光盘内的速度为=。三Y)2c,所以 B错误：光束在b、c和d的强度之和小于光束a的强 度，因为在O处光还有反射光线，所以C错误：光束 的强度与反射光线PQ强度之和等于折射光线OP的强 度，所以D正确。 8.C【解析】光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖， 出射光为b、c两束单色光，这是光的折射现象，A错 误；由图可知，相同入射角，光束b的折射角小于c, 参考答案与解析。 根据折射定律可知，玻璃砖对光束b的折射率大于对 光束c的折射率，C正确：由光的频率越高，波长越 短，折射率越大，可知在真空中光束b的波长小于光 束c的波长，B错误；由光速与折射率关系公式可知， 在玻璃砖中光束b的传播速度小于光束c的传播速度， D错误。 9.AB【解析】肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚， 因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯 形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上 的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形 成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强 点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下 面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变 化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金 属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力，表面张力和 黏滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因 此并不会跟着旋转90°，D错误。 一"感知高考 1.A【解析】由题图可知光从棱镜进入液体中时， 入射角小于折射角，根据折射定律可知n<。根据速度 表达式=C,可得>o。故选A。 2.B【解析】根据几何关系画 出光路图，如图所示。标注入射角 102 01,折射角02，根据折射定律可得 =细&-若-80，若A4m, 则n=2,故A错误；若h=6cm,则 第2题答图 n=专，故B正确：若n=,则方-号cm,放C错误； 若n=子，则9cm,放D错误。放选B。 3 3.C【解析】b与a位于同一条干涉条纹上，说明 两处空气膜的厚度相同，则滚珠b与标准滚珠a直径相 等，所以合格；c与a位于不同干涉条纹上，说明两处 空气膜的厚度不同，则滚珠c与标准滚珠a直径不相 等，所以不合格。故选C。 4.A【解析】由于干涉条纹间距△x=子入，可知： d 换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹 中央间距△x变小，故A正确；换用红色激光照双缝， 69