第四章 光 章末测试题-【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）

第四章章 (时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6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) 1.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折 射率大，则两种光() A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃 中，蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生全反射时， 红光临界角较大 D.在玻璃中传播时，蓝光与红光的速度 一样大 2.a、b两种单色光以相 同的入射角从空气中射 空气 0 介质 入介质中时，如图所 示，发现b的折射光线 更靠近法线，由此可判 第2题图 定(） A.a比b偏折小，折射率也小 B.当光从介质射向空气中，a、b要发生 全反射的临界角分别为Ca、C6,则C<C C.在介质中b的速度较大 D.单色光b的折射角大 3.如图所示是自行车尾灯的横截面，这种尾 灯并没有灯泡，但当夜间行驶时，后面的 第四章章末测试题。 末测试题 总分：100分) 车辆灯光照到尾灯上，尾灯变 得十分明亮，引人注意，其原 理是( A.光的干涉 B.光的折射 第3题图 C.光的全反射 D.光的直线传播 4.如图所示，用单色光A做双缝干涉实验 时，P处为第二条暗纹的中心，改用频率 较低的单色光B重做实验，若其他条件不 变，则（) 0 第4题图 A.第二条暗纹中点仍在P点 B.第二条暗纹中点在P点上方 C.中央亮纹的宽度变小，亮纹中点仍在 0点 D.中央亮纹的宽度变小，亮纹中点在O 点上方 5.如图所示，直角三角 形ABC为一透明介质 制成的三棱镜截面， 且∠BAC=30°，有一束 第5题图 平行光线垂直射向AC面，已知这种介质 的折射率为n>2,则() A.可能有光线垂直AB边射出 13 高中物理选择性必修第一册（人教版） B.光线只能从BC边垂直射出 C.光线只能从AC边垂直射出 D.一定既有光线垂直BC边射出，又有光 线垂直AC边射出 6.下列应用激光的事例中错误的是( A.利用激光进行长距离精确测量 B.利用激光进行通信 C.利用激光进行室内照明 D.利用激光加工坚硬材料 7.与通常观察到的月全食不同，小虎同学在 2021年5月26日晚观看月全食时，看到 整个月亮是红色的。小虎画了月全食的示 意图，并提出了如下猜想，其中最为合理 的是() 大气层 地球 月球 第7题图 A.地球上有人用红色激光照射月球 B.太阳照射到地球的红光反射到月球 C.太阳光中的红光经地球大气层折射到 月球 D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉 条纹 8.根据图中的漫 孩子，这是吃人的鱼。 画，判断下列 孩子，这 说法中正确的 是吃鱼的人。 是() 圃 A.人看到的是 第8题图 鱼的实像，位置变浅了些 B.人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些 C.鱼看到的是人的实像，位置偏低了些 14 n D.鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 9.一束白光垂直于三棱镜的一个面入射，在 三棱镜的另一个侧面出现了一个七色光 束，若红光的折射率最小，则() A.棱镜对各色光的折射率不同 B.红光比蓝光通过棱镜所用的时间短 C.红光比绿光偏折的角度小 D.在棱镜中，速度较大的单色光偏转的 角度也较大 10.有两种单色光以相同的入射角从空气进 入水中，折射角分别为0、0，它们在 水中传播相同的距离所用时间分别为t1、 2,则有( A.若t>t2,则0>02 B.若t<t2,则01<02 C.若t>t2,则0<02 D.若t<2,则0>02 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(9分)学校开展 研究性学习，某 研究小组的同学 ：液体 根据所学的光学 分 知识，设计了一 第11题图 个测量液体折射率的仪器，如图所示。 在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂 直的直径BC、EF,在半径OA上，垂直 盘面插下两枚大头针P、P2,并保持P、 P2位置不变，每次测量时，让圆盘的下 半部分竖直进入液体中，而且总使其与 直径BC相平，EF作为界面的法线，而 后在图中右上方区域观察P、P,的像， 并在圆周上插上大头针P,使P正好挡 住P、P2的像，同学们通过计算，预先 在圆周EC部分刻好了折射率的值，这 样，只要根据P所插的位置就可直接读 出液体折射率的值，则： (1)若∠A0F=30°，OP3与OC的夹角为 30°，则P处所对应的折射率的值 为 (2)图中P、P两位置中， (填“P”或“P”)处所对应的折射 率大。 (3)作AO的延长线交圆周于K,K处 所对应的折射率值应为 12.(12分)在“用双缝干涉测量光的波长” 的实验中，实验装置如图甲所示。 光源滤光片单缝双缝 遮光筒 甲 丙 第12题图 (1)(多选)某同学以线状白炽灯为光 源，对实验装置进行调节并观察了 实验现象后，总结出以下几点： a.灯丝与单缝和双缝必须平行放置 b.干涉条纹与双缝垂直 c.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度 有关 d.干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中，你认为正确的是 第四章章末测试题。 (2)当测量头中的分划板中心刻度对准 某条纹的中心时，手轮上的示数如 图乙所示，该读数为 mm。 (3)如果测量头中的分划板中心刻度与 干涉条纹不在同一方向上，如图丙 所示。则在这种情况下，干涉条纹 的间距△x的测量值 （填 “大于”“小于”或“等于”)实 际值。 13.(11分)半径为R的玻璃半圆柱体，横 截面如图所示，圆心为O,两条平行单 色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面 垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶 点，光线2的入射点为B,∠AOB=60°， 已知该玻璃对红光的折射率n=V3。 (1)求两条光线经柱面和底面折射后的 交点与O点的距离d。 (2)若入射的是单色蓝光（蓝光折射率 此红光大)，则距离d将比上面求 得的结果大还是小？ R 0 第13题图 15 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 14.(11分)如图所示，在双缝干涉实验中， S和S2为双缝，P是光屏上的一点，已 知P点与S1和S2距离之差为2.1×106m, 今分别用A、B两种单色光在空气中做 双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗 条纹。 (1)已知A光在折射率为n=1.5的介质 中波长为4×107m。 (2)已知B光在某种介质中波长为3.15× 107m,当B光从这种介质射向空 气时，临界角为37°。 第14题图 (16 15.(11分)单色细光束射到折射率n=V2 的透明球面，光束在过球心的平面内， 入射角i=45°，研究经折射进入球内后 又经内表面反射一次、再经球面折射后 射出的光线，如图所示（图上已画出入 射光和出射光)。 (1)在图上大致画出光线在球内的路径 和方向。 (2)求入射光与出射光之间的夹角。 (3)如果入射光是一束白光，透明球的 色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色 光的a角最大，哪种颜色光的α角 最小。 i45 8 第15题图次数为35，则可求得T02s:则波速=宁-沿m6 100ms,B此时的振动时间为工-0.05s,则波从20m 处传到B所用的时间为0.7s-0.05s=0.65s:则A、B间 的距离s=5m+wt=5m+100x0.65m=70m;此时A、B均 在最大位置处，故回到平衡位置需要的时间均为T= 0.05s 13.(1)(4+3)m(n=0,1,2,3,…)(2)0.8s (3)沿x轴负方向传播，判断过程见解析【解析】由波 的图像可知，波长A=4m。(1)波在空间上具有周期 性，若波向左传播，则向左传播的可能距离△=(3+n入)m= (4n+3)m(n=0,1,2,3,…)。 (2)若波向右传播，传播的可能距离为△=(1+n入)m= (冬+n入m;由波的周期性，可知波传播△r的距离需 时间l,1(a0.1,2,3、… 4n+1 当n=0时，周期有最大值，Tm4△=0.8s。 (3)当v=115m/s时，波在0.2s时间内传播的距离 为A=4230m=20A-5A+子入，可知波沿x轴负方 4 向传播。 14.(1)133cm(2)125cm【解析】(1)由题 意，0、P两点间的距离与波长入之间满足OP子入①， 波速。与波长的关系为=分②，在15s的时间间隔 内，波传播的路程为。由题意知t=PQ+③，式 中，PQ为P、Q间的距离。由①②③式和已知数据，解 得PQ=133cm。 (2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动 的时间为口+？，波源从平衡位登开始运动，每经过 ，波源运动的路程为A,由已知条件得1=25x子，放 T t1时间内，波源运动的路程为s=25A=125cm。 15()4s75cms30cm2)008cs受+号 或)008sm受+)【解标】（①）设报动周期为7 由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡 位置，经历的是}个周期，由此可知T=4s①，由于 质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正 参考答案与解析。 方向传播，0在=了s时回到平衡位置，而A在1ls 时回到平衡位登，时间相差子、。两质点平衡位登的距 离除以传播时间，可得波的速度v=7.5cm/s②，利用 波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长入=30cm ③。 (2)设质点O的位移随时间变化的关系式为 Acos(2严+p④. (4=Ac0s90, 将①式及题给条件代人上式得 0-icos吾+o ⑤. 解得于，A=8cm⑥， 质点O的位移随时间变化的关系式为 008cos受+号或y0n号+6 >"第四章章末测试题 1.C【解析】本题考查了光的折射、全反射、临界 角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能 力。在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射 率，由=C可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红 7n. 光，A、D错误；两种光的入射角相同，由sinr=sini n 可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，B错误；由sinC -1可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，C正确。 n 2.A【解析】如题图，由s加8=n可知b的折射率 sin 02 大于a的折射率，A正确；由n=c可知介质中v,>u,C 错误；由sinC=!可知C>C,B错误。由题图可以看 出，单色光a折射角大，D错误。 3.C【解析】尾灯构造与全反射棱镜类似。 4.B【解析】由A=9和△=号入可知，B正确。不 论波长如何变化，中央亮纹的中心仍在0点。 5.D【解析】因为>2，而sinC=士，所以sinC< n 之，C30,射到AB边的入射角1-30，发生了全反 射，此光线反射到AC边的入射角二60°，再次发生全反 射而垂直射到BC边上，从BC边射出。同理，射到BC 75 高中物理选择性必修第一册（人教版） 边上的光线，经两次全反射后垂直AC射出，D正确。 6.C【解析】激光的单向性好，不利于室内照明， 并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高， 且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，C错误。 7.C【解析】本题考查了月全食的成因及光的折射 和波长的知识。发生月全食时，太阳光线无法直达月 表，但是能通过地球的大气层折射到达月表，太阳光中 红光波长最长，容易发生折射穿透大气层到达月表，所 以我们便看到了红色的月全食，C正确。 8.BD【解析】人看鱼的光路如图甲所示，因入射 角i小于折射角T,则人将看到鱼的虚像，且位置比实 际情况变浅了些，B正确；鱼看到人的光路如图乙所 示，因入射角i大于折射角T,则鱼将看到人的虚像， 且比实际位置要高，D正确。 甲 第8题答图 9.ABC 10.CD【解析】通过相同距离，时间长的速度小， 则其折射率大，入射角相同时折射角就小，故CD正确。 11.(1)V3(2)P(3)1 12.(1)ad(2)0.702(0.701-0.703均算对) (3)大于 1.(山d号 (2)小 【解析】(1)如图所示，= 60°，T1=30°；2=30°，T2=60°，光线 1不发生偏折。 R 0C=2 R tan60° 第13题答图 (2)玻璃对蓝光的折射率比对红光的大，蓝光偏折 更明显，故d变小。 14.(1)暗条纹(2)亮条纹【解析】已知P点与 S,和S2的距离之差，由出现亮暗条纹的条件可判断是亮 条纹或暗条纹。 (1)设A光在空气中波长为入，在介质中波长为 76 2,由n=」 Γ入2 得入=n入2=1.5×4×10-7m=6×10-7m。 根据光程差6=2.1×106m, 所以N-会0-35。 由此可知，从S,和S2到P点的光程差8是波长入， 的3.5倍，所以当A光做光源时，P点为暗条纹。 (2)根据临界角与折射率的关系sinC=L n 得n号 由此可知，B光在空气中波长九=nA=号3.15x 107m=5.25x107m 由光程差8和波长入的关系知 水是 ≥4。 可见，用B光做光源，P点为亮条纹。 15.(1)参看解析图(2)30°(3)红光的x角 最大，紫光的α角最小。 【解析】(1)光线从入 =45B 射到出射的光路如图所示。 =- 入射光线AB经玻璃折射后， 折射光线为BC,又经球内壁 反射后，反射光线为CD,再 第15题答图 经折射后，折射出的光线为 DE。OB、OD为球的半径，即为法线 v2 (2)由折射定律sni=n,得sinr=sini_2 sinr nV2-2, 所以=30°。 由几何关系及对称性，有号=-(i-)2-i。 所以a=4r-2i,把r=30°，i=45°代入得a=30° (3)由(2)问解答可知，i=45°，n越小，sinr越 大，r角越大，同时a=4r-2i越大。 所以红光的α角最大，紫光的α角最小。 >"期末测试题 1.C【解析】篮球运动员接传来的篮球时，不能改 变动量的变化量，A、D错误；根据动量定理，也不能 改变冲量，B错误；由于延长了作用时间，动量的变化 慢了，手受到的作用力也小了，C正确。 2.A【解析】白光通过三棱镜后，发生折射出现七