第四章：光 单元测试卷-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

人教版高中物理选择性必修第一册 第4章：光 单元测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．考试范围：人教版选择性必修第一册第1章：光 第一部分（选择题 共43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．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　) A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m 【答案】D 【详解】在双缝干涉实验中，要得到清晰的干涉条纹，由可知，必须满足单缝宽度和双缝之间的距离都很小，双缝到屏的距离足够大。 故选D。 2．“蟹状星云”是一颗恒星爆炸的残余物，公元1054年我国宋代司天监观察到了这次爆炸，已知该星球我们的距离大约有3500光年，恒星爆炸实际发生的年代约是（　　） A．公元1054年 B．公元3446年 C．公元2446年 D．公元前2446年 【答案】D 【详解】该星球我们的距离大约有3500光年，所以爆炸时产生的光走了3500年到达地球，在公元1054年观察到，所以爆炸发生在公元前2446年。故选D。 3．一束由红光和绿光组成的复色光经三棱镜折射后，光路如图所示，则（　　） A．a是绿光，b是红光 B．波长关系为 C．在三棱镜中的传播速度 D．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距 【答案】C 【详解】AB．根据光路图可知三棱镜对b光的偏折程度更大，所以b光是绿光，折射率大，频率高，波长短，A、B错误； C．介质中传播速度 因为，所以，C正确； D．根据双缝干涉条纹间距公式 因为，所以，D错误；故选C。 4．如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆ABD，已知O为圆心，B为弧AD的中点，C为弧BD的中点，玻璃砖的折射率为。一束单色光从空气中射向玻璃砖，则下列光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因为玻璃砖的折射率为，所以全反射临界角为 故 A．A选项中光线沿半径方向入射，在BD面不会改变传播方向，在AD面入射角小于45°，不会发生全反射，会有折射光线和反射光线，且由光密介质射向光疏介质，折射角应大于入射角。A错误； B．B选项中入射角为45°，光线恰好在AD面发生全反射，应有反射光线没有折射光线，B错误； C．CD选项中入射角大于45°，光线在AD面发生全反射，没有折射光线，只有反射光线，C正确，D错误。 故选C。 5．已知介质对某单色光的临界角为C，则不正确的是（　　） A．该介质对单色光的折射率等于 B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC（c是光在真空中的传播速度） C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍 D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍 【答案】D 【详解】A．根据临界角公式 得 故A正确； B．光在介质中的传播速度 故B正确； C．设光在真空中与介质中的波长分别为和，由 联立可得 则 故C正确； D．光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中的频率相等，故D错误。本题选错误项，故选D。 6．频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。关于单色光1和2，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃中单色光1的波长较长 B．在玻璃中单色光1的传播速度较大 C．从玻璃射向空气，玻璃对单色光1的全反射临界角较小 D．若增大入射角，单色光2先发生全反射 【答案】C 【详解】A．光线进入玻璃砖时，在上表面单色光1比单色光2偏折厉害，则玻璃对单色光1的折射率较大，频率较大，则单色光1的波长较小，故A错误； B．根据 知单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中传播的速度较小，故B错误； C．根据 知，单色光1的折射率大，则临界角较小，故C正确； D．在该图中，由于光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，根据光路的可逆性原理知，光线不会在下表面发全反射，故D错误。 故选C。 7．如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（　　） A．在水中a光的频率比b光的频率大 B．水面上方介质的折射率大于水的折射率 C．保持a、b两束光的夹角不变的情况下，都绕A点顺时针方向旋转某一角度，出射后依然可以合成一束光 D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 【答案】D 【分析】学生对光的折射的理解和应用。 【详解】A．由光路的可逆性可知，a光在折射时的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的波长比b光的波长大，a光的频率比b光的频率小，A错误； B．由于出射后光线远离法线，水面上方的介质的折射率应该是小于水的折射率，B错误； C．保持a、b两束光的夹角不变的情况下，都绕A点顺时针方向旋转某一角度后，两光的偏折程度都会变化，且变化不一样，则出射后不可能合成一束光，C错误； D．因为a光的波长比b光的波长大，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，由干涉条纹间距公式，可知 a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分． 8．关于光的偏振现象，下列说法正确的是（　　） A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C．光的偏振现象说明光是一种纵波 D．光的偏振现象说明光是一种横波 【答案】BD 【详解】A．自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动，且各个方向振动的光波强度都相同，而偏振光在垂直于传播方向上沿某个方向振动，A错误； B．自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，但都是一定程度的偏振光，B正确；CD．光的偏振现象说明光是一种横波，C错误，D正确；故选BD。 9．下列说法中正确的是（　　） A．偏振光可以是横波，也可以是纵波 B．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C．在磨制各种镜面或其他精密光学平面时，可采用干涉法检查平面的平整程度 D．用光导纤维束传播图像信息利用了光的折射 E．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 【答案】BCE 【详解】A．偏振光为横波的特性，所以偏振光一定是横波，故A错误； B．根据多普勒效应，声源与观察者相互靠近，观察者所接收的频率大于声源振动的频率，故B正确； C．根据光的干涉的特点，光程差为半个波长的奇数倍，振动减弱，光程差为半个波长的偶数倍，振动加强，据此观察条纹是否弯曲来检查平面的平整程度，故C正确； D．光导纤维束传播图像信息利用了光的全反射，故D错误； E．贴上增透膜，利用光的干涉增强透射光的强度，故E正确。故选BCE． 10．下列说法正确的是（ ） A．光波在介质中传播的速度与光的频率无关 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 【答案】BDE 【详解】试题分析：光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定，所以光波在介质中传播的速度与光的频率有关，故A错误．油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹．故B正确．根据光的干涉条纹间距公式，因为红光的波长比蓝光长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大．故C错误．光的偏振振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，即光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波．故D正确．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的，故E正确．所以BDE正确． 考点：光的偏振、干涉、狭义相对论 第二部分（非选择题 共57分） 11．（9分）在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于点，表示法线。 (1)请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角___________ (2)该玻璃砖的折射率可表示为___________。 (3)在实验中，某位同学在白纸上画玻璃砖的两个光学界面和时，将直线画成了图中虚线所示情况，其它操作如常。该同学测出的玻璃砖的折射率与真实值相比，会___________（填“偏小”、“偏大”或“相等”）。 【答案】(1) (2) (3)偏小 【详解】（1）P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，则有经过P1、P2的光线折射后经P3、P4，做出光路图，如图所示 （2）由折射率公式，可得玻璃砖的折射率 （3）将直线画成了图中虚线所示情况，则折射角变大，根据折射率公式可知，n偏小。 12．（9分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示。 (1)对于单色光，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是______。 A．把③向左侧移动少许 B．把⑤向右侧移动少许 C．将绿色滤光片改为红色滤光片 D．增大双缝之间的距离 (2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距Δx为______mm。 (3)已知双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离为0.7m，则所测光的波长为______nm。 【答案】 BC 13.780 2.310 660 【详解】(1)[1]A．把③向左侧移动少许，由可知，条纹间距不变，故A错误； B．把⑤向右侧移动少许，L变大，由可知，条纹间距变大，故B正确； C．将绿色滤光片改为红色滤光片，波长λ变大，由可知，条纹间距变大，故C正确； D．增大双缝之间的距离d，由可知，条纹间距减小，故D错误。 故选BC； (2)[2][3]由图2所示可知，螺旋测微器示数为 由图3所示可知，螺旋测微器示数为 条纹间距 (3)[4]由双缝干涉条纹间距公式可知，波长 13．（12分）如图所示是一个3D电影厅的俯视图，在屏幕两边有两个相同的扬声器，某一刻发出的声波如图所示，其中A、B、C、D是四个观众席位。 （1）A、B、C、D四个位置中哪些席位的观众听到的声音最洪亮？请说明理由； （2）观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了什么光学原理？3D眼镜两块镜片的透振方向有什么要求？ 【答案】（1）A、C位置最洪亮，见解析；（2）光的偏振，相互垂直 【详解】（1）A、C位置最洪亮，原因是根据图像可知A、C位置处波分别是谷谷叠加与峰峰叠加，相位差为0，振动加强，B、D位置处波均为峰谷叠加，相位差为π，振动减弱。 （2）观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了光的偏振，为了看到立体的图像，且两只眼睛看到的分别是不同角度拍摄的图像，则为了使彼此不影响，3D眼镜两块镜片的透振方向透振方向需要相互垂直。 14．（13分）在空气中波长为m的单色光，以45o的入射角从空气射向折射率为的某种玻璃中．求： （1）光在玻璃中的折射角； （2）光的频率； （3）光在玻璃中的传播速度． 【答案】（1）300（2）5×1014HZ （3）2.12×108m/s 【详解】（1）根据折射率公式有：，则折射角等于30°； （2）由得； （3）=2.12×108m/s 15．（14分）一半径为R的透明实心水晶球内部有一点光源S，可以向任意方向发射单色光，过球心O和光源S的截面图如图所示，光源S到球心O的距离为。点亮光源S，不考虑水晶球内的反射光线，在如图所示截面上仅有两点没有光线射出，已知真空中的光速为c，求： （1）水晶球材料的折射率； （2）光源S发出的光线在球内传播时间的范围。 【答案】（1）1.5；（2） 【详解】（1）点亮光源S，不考虑水晶球内的反射光线，在如图所示截面上仅有两点没有光线射出，根据正弦定理可知此时光垂直于OC刚好发生全反射，此光路图如图 由几何关系知 又 解得水晶球材料的折射率 （2）光在水晶球的传播速度为 光在水晶球中的传播时间为 光在水晶球中的最短光程为 最短时间为 光在水晶球中的最长光程为 最长时间为 光源S发出的光线在球内传播时间的范围 学科网（北京）股份有限公司 $人教版高中物理选择性必修第一册 第4章：光单元测试卷 (考试时间：75分钟试卷满分：100分) 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答 题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.考试范围：人教版选择性必修第一册第1章：光 第一部分（选择题共43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.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h,双缝距离为d,双缝与屏的距离为1，当采取下列 四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹() 光源滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏 A.h=1cm,d=0.1mm,/=1m B.h=1mm,d=0.1mm,/=10cm C.h=1mm,d=10cm,1=1m D.h=1mm,d=0.1mm,/=1m 2.“蟹状星云”是一颗恒星爆炸的残余物，公元1054年我国宋代司天监观察到了这次爆炸， 已知该星球我们的距离大约有3500光年，恒星爆炸实际发生的年代约是() A.公元1054年B.公元3446年 C.公元2446年 D.公元前2446年 3.一束由红光和绿光组成的复色光经三棱镜折射后，光路如图所示，则() A.a是绿光，b是红光 B.波长关系为< C.在三棱镜中的传播速度v.>v。 D.射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距△x。<△x 4.如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆ABD,已知O为圆心，B为弧AD的中点，C为弧 BD的中点，玻璃砖的折射率为=√2。一束单色光从空气中射向玻璃砖，则下列光路图可 能正确的是( B B 5.已知介质对某单色光的临界角为C,则不正确的是() A,该介质对单色光的折射率等于1 sinC B.此单色光在该介质中的传播速度等于csnC(c是光在真空中的传播速度) C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sC倍 D,此单色光在该介质中的频率是在真空中的。倍 6.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 所示。关于单色光1和2，下列说法正确的是() A.在玻璃中单色光1的波长较长 空气 B.在玻璃中单色光1的传播速度较大 玻璃板 C.从玻璃射向空气，玻璃对单色光1的全反射临界角较小 D.若增大入射角，单色光2先发生全反射 7.如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c,则下列说 法正确的是() A.在水中a光的频率比b光的频率大 B.水面上方介质的折射率大于水的折射率 C.保持a、b两束光的夹角不变的情况下，都绕A点顺时针方 向旋转某一角度，出射后依然可以合成一束光 D.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干 涉条纹间距 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的选项中，有多项 符合题目要求.全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分. 8.关于光的偏振现象，下列说法正确的是() A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B.自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C.光的偏振现象说明光是一种纵波 D.光的偏振现象说明光是一种横波 9.下列说法中正确的是() A.偏振光可以是横波，也可以是纵波 B.声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C.在磨制各种镜面或其他精密光学平面时，可采用干涉法检查平面的平整程度 D.用光导纤维束传播图像信息利用了光的折射 E.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 10.下列说法正确的是() A.光波在介质中传播的速度与光的频率无关 B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C.杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹 的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D.光的偏振特征说明光是横波 E.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 第二部分（非选择题共57分) 11.（9分)在做“测定玻璃的折射率的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧 插上两枚大头针和？，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P、,使挡住P、 ?的像，挡住B和？、P的像。如图所示，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面， 用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P和卫的光线，该光线与界面aa'交于O 点，MN表示法线。 (1)请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角日和折射角 02 M 2 -b1 P (2)该玻璃砖的折射率可表示为n= (3)在实验中，某位同学在白纸上画玻璃砖的两个光学界面aa'和bb'时，将直线bb'画成了图 中虚线所示情况，其它操作如常。该同学测出的玻璃砖的折射率与真实值相比，会 (填“偏小”、“偏大”或“相等)。 M a ●】 12.(9分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示。 ①②③④ (5 40 30 0 35 图1 图2 图3 (1)对于单色光，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是 A.把③向左侧移动少许 B.把⑤向右侧移动少许 C.将绿色滤光片改为红色滤光片 D.增大双缝之间的距离 (2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮 上的示数如图2所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此 时图3中手轮上的示数为m,求得相邻亮纹的间距△x为 nm。 (3)已知双缝间距为0.2m,双缝到屏的距离为0.7m,则所测光的波长为 nm。 13.(12分)如图所示是一个3D电影厅的俯视图，在屏幕两边有两个相同的扬声器，某一 刻发出的声波如图所示，其中A、B、C、D是四个观众席位。 (1)A、B、C、D四个位置中哪些席位的观众听到的声音最洪亮？请说明理由： (2)观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了什么光学原理？3D眼镜两块镜片 的透振方向有什么要求？ 14.(13分)在空气中波长为6×10m的单色光，以45°的入射角从空气射向折射率为√万 的某种玻璃中.求： (1)光在玻璃中的折射角： (2)光的频率： (3)光在玻璃中的传播速度 15.(14分)一半径为R的透明实心水晶球内部有一点光源S,可以向任意方向发射单色光， 过球心0和光源9的我面图如图所示，光源S到球心0的距离为器。点亮光源8，不考虑 水晶球内的反射光线，在如图所示截面上仅有两点没有光线射出，己知真空中的光速为c, 求： (1)水晶球材料的折射率； (2)光源S发出的光线在球内传播时间的范围。 0 人教版高中物理选择性必修第一册 第4章：光 单元测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．考试范围：人教版选择性必修第一册第1章：光 第一部分（选择题 共43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．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　) A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m 2．“蟹状星云”是一颗恒星爆炸的残余物，公元1054年我国宋代司天监观察到了这次爆炸，已知该星球我们的距离大约有3500光年，恒星爆炸实际发生的年代约是（　　） A．公元1054年 B．公元3446年 C．公元2446年 D．公元前2446年 3．一束由红光和绿光组成的复色光经三棱镜折射后，光路如图所示，则（　　） A．a是绿光，b是红光 B．波长关系为 C．在三棱镜中的传播速度 D．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距 4．如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆ABD，已知O为圆心，B为弧AD的中点，C为弧BD的中点，玻璃砖的折射率为。一束单色光从空气中射向玻璃砖，则下列光路图可能正确的是（　　） A．B．C．D． 5．已知介质对某单色光的临界角为C，则不正确的是（　　） A．该介质对单色光的折射率等于 B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinC（c是光在真空中的传播速度） C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC倍 D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的倍 6．频率不同的两束单色光1和2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示。关于单色光1和2，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃中单色光1的波长较长 B．在玻璃中单色光1的传播速度较大 C．从玻璃射向空气，玻璃对单色光1的全反射临界角较小 D．若增大入射角，单色光2先发生全反射 7．如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（　　） A．在水中a光的频率比b光的频率大 B．水面上方介质的折射率大于水的折射率 C．保持a、b两束光的夹角不变的情况下，都绕A点顺时针方向旋转某一角度，出射后依然可以合成一束光 D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分． 8．关于光的偏振现象，下列说法正确的是（　　） A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C．光的偏振现象说明光是一种纵波 D．光的偏振现象说明光是一种横波 9．下列说法中正确的是（　　） A．偏振光可以是横波，也可以是纵波 B．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C．在磨制各种镜面或其他精密光学平面时，可采用干涉法检查平面的平整程度 D．用光导纤维束传播图像信息利用了光的折射 E．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 10．下列说法正确的是（ ） A．光波在介质中传播的速度与光的频率无关 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 第二部分（非选择题 共57分） 11．（9分）在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使挡住、的像，挡住和、的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针和的光线，该光线与界面交于点，表示法线。 (1)请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角___________ (2)该玻璃砖的折射率可表示为___________。 (3)在实验中，某位同学在白纸上画玻璃砖的两个光学界面和时，将直线画成了图中虚线所示情况，其它操作如常。该同学测出的玻璃砖的折射率与真实值相比，会___________（填“偏小”、“偏大”或“相等”）。 12．（9分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示。 (1)对于单色光，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是______。 A．把③向左侧移动少许 B．把⑤向右侧移动少许 C．将绿色滤光片改为红色滤光片 D．增大双缝之间的距离 (2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距Δx为______mm。 (3)已知双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离为0.7m，则所测光的波长为______nm。 13．（12分）如图所示是一个3D电影厅的俯视图，在屏幕两边有两个相同的扬声器，某一刻发出的声波如图所示，其中A、B、C、D是四个观众席位。 （1）A、B、C、D四个位置中哪些席位的观众听到的声音最洪亮？请说明理由； （2）观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了什么光学原理？3D眼镜两块镜片的透振方向有什么要求？ 14．（13分）在空气中波长为m的单色光，以45o的入射角从空气射向折射率为的某种玻璃中．求： （1）光在玻璃中的折射角； （2）光的频率； （3）光在玻璃中的传播速度． 15．（14分）一半径为R的透明实心水晶球内部有一点光源S，可以向任意方向发射单色光，过球心O和光源S的截面图如图所示，光源S到球心O的距离为。点亮光源S，不考虑水晶球内的反射光线，在如图所示截面上仅有两点没有光线射出，已知真空中的光速为c，求： （1）水晶球材料的折射率； （2）光源S发出的光线在球内传播时间的范围。 学科网（北京）股份有限公司 $人教版高中物理选择性必修第一册 第4章：光单元测试卷 (考试时间：75分钟试卷满分：100分) 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答 题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.考试范围：人教版选择性必修第一册第1章：光 第一部分（选择题共43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.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h,双缝距离为d,双缝与屏的距离为1，当采取下列 四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹() 光源滤光片 单缝 双缝 遮光筒 屏 A.h=1cm,d=0.1mm,/=1m B.h=1mm,d=0.1mm,/=10cm C.h=1mm,d=10cm,I=1m D.h=1mm,d=0.1mm,/=1m 【答案】D 【详解】在双缝干涉实验中，要得到清晰的干涉条纹，由△x=号2可知，必须满足单缝宽度 d 和双缝之间的距离都很小，双缝到屏的距离足够大。 故选D。 2.“蟹状星云”是一颗恒星爆炸的残余物，公元1054年我国宋代司天监观察到了这次爆炸， 已知该星球我们的距离大约有3500光年，恒星爆炸实际发生的年代约是() A.公元1054年B.公元3446年 C.公元2446年 D.公元前2446年 【答案】D 【详解】该星球我们的距离大约有3500光年，所以爆炸时产生的光走了3500年到达地球， 在公元1054年观察到，所以爆炸发生在公元前2446年。故选D。 3.一束由红光和绿光组成的复色光经三棱镜折射后，光路如图所示，则( A.a是绿光，b是红光 B.波长关系为< C.在三棱镜中的传播速度v.>v D.射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距△x,<△x 【答案】C 【详解】AB.根据光路图可知三棱镜对b光的偏折程度更大，所以b光是绿光，折射率大， 频率高，波长短，A、B错误； C.介质中传播速度 V= n 因为n。>n。,所以v.>v。,C正确： D.根据双缝干涉条纹间距公式 因为2>，所以△x。>△x,D错误；故选C。 4.如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆ABD,己知O为圆心，B为弧AD的中点，C为弧 BD的中点，玻璃砖的折射率为=√2。一束单色光从空气中射向玻璃砖，则下列光路图可 能正确的是（) B B 【答案】C 【详解】因为玻璃砖的折射率为=√2，所以全反射临界角为 sinc=1=1 n√5 故 C=45 A.A选项中光线沿半径方向入射，在BD面不会改变传播方向，在AD面入射角小于45°， 不会发生全反射，会有折射光线和反射光线，且由光密介质射向光疏介质，折射角应大于入 射角。A错误： B.B选项中入射角为45°，光线恰好在AD面发生全反射，应有反射光线没有折射光线，B 错误； C.CD选项中入射角大于45°，光线在AD面发生全反射，没有折射光线，只有反射光线， C正确，D错误。 故选C。 5.已知介质对某单色光的临界角为C,则不正确的是() A.该介质对单色光的折射率等于1 sinC B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinC(c是光在真空中的传播速度) C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的snC倍 D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的加C倍 【答案】D 【详解】A.根据临界角公式 sinc=1 得 N=- sinC 故A正确： B.光在介质中的传播速度 v=C=csinc 故B正确； C.设光在真空中与介质中的波长分别为和1，由 v=c n v=if c=1,f 联立可得 则 A=sin C 故C正确； D.光的频率由光源决定，与介质无关，则此单色光在该介质中的频率与在真空中的频率相 等，故D错误。本题选错误项，故选D。 6.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 所示。关于单色光1和2，下列说法正确的是() 空气 玻璃板 42 A.在玻璃中单色光1的波长较长 B.在玻璃中单色光1的传播速度较大 C.从玻璃射向空气，玻璃对单色光1的全反射临界角较小 D,若增大入射角，单色光2先发生全反射 【答案】C 【详解】A.光线进入玻璃砖时，在上表面单色光1比单色光2偏折厉害，则玻璃对单色光 1的折射率较大，频率较大，则单色光1的波长较小，故A错误： B.根据 y= n 知单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中传播的速度较小，故B错误； C.根据 sinc=1 n 知，单色光1的折射率大，则临界角较小，故C正确： D.在该图中，由于光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，根据光路的可逆 性原理知，光线不会在下表面发全反射，故D错误。故选C。 7.如图所示，两束单色光、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c,则下列说 法正确的是() a A.在水中a光的频率比b光的频率大 B.水面上方介质的折射率大于水的折射率 C.保持α、b两束光的夹角不变的情况下，都绕A点顺时针方向旋转某一角度，出射后 依然可以合成一束光 D.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，α光的干涉条纹间距大于b光的干 涉条纹间距 【答案】D 【分析】学生对光的折射的理解和应用。 【详解】A.由光路的可逆性可知，α光在折射时的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光 的波长比b光的波长大，α光的频率比b光的频率小，A错误： B.由于出射后光线远离法线，水面上方的介质的折射率应该是小于水的折射率，B错误： C.保持α、b两束光的夹角不变的情况下，都绕A点顺时针方向旋转某一角度后，两光的 偏折程度都会变化，且变化不一样，则出射后不可能合成一束光，C错误： D.因为a光的波长比b光的波长大，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，由 干涉条纹间距公式△x=了2，可知α光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的选项中，有多项 符合题目要求.。全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分， 8.关于光的偏振现象，下列说法正确的是() A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B.自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C.光的偏振现象说明光是一种纵波 D.光的偏振现象说明光是一种横波 【答案】BD 【详解】A.自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动，且各个方向振动的光波强度都相 同，而偏振光在垂直于传播方向上沿某个方向振动，A错误： B.自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，但都是一定程度的偏振光，B 正确：CD.光的偏振现象说明光是一种横波，C错误，D正确：故选BD。 9.下列说法中正确的是() A.偏振光可以是横波，也可以是纵波 B.声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C.在磨制各种镜面或其他精密光学平面时，可采用干涉法检查平面的平整程度 D.用光导纤维束传播图像信息利用了光的折射 E.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 【答案】BCE 【详解】A.偏振光为横波的特性，所以偏振光一定是横波，故A错误： B.根据多普勒效应，声源与观察者相互靠近，观察者所接收的频率大于声源振动的频率， 故B正确： C.根据光的干涉的特点，光程差为半个波长的奇数倍，振动减弱，光程差为半个波长的偶 数倍，振动加强，据此观察条纹是否弯曲来检查平面的平整程度，故C正确： D.光导纤维束传播图像信息利用了光的全反射，故D错误： E.贴上增透膜，利用光的干涉增强透射光的强度，故E正确。故选BCE. 10.下列说法正确的是（) A.光波在介质中传播的速度与光的频率无关 B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C.杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹 的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D.光的偏振特征说明光是横波 E.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 【答案】BDE 【详解】试题分析：光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定，所以光波在介质中传 播的速度与光的频率有关，故A错误.油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光， 进行光的叠加，形成的干涉条纹.故B正确.根据光的干涉条纹间距公式△x=二入，因为红 光的波长比蓝光长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故 C错误.光的偏振振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的 一个最明显的标志，即光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波.故D正确.狭义相对 论认为，在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的，故E正确.所以BDE正确。 考点：光的偏振、干涉、狭义相对论 第二部分（非选择题共57分） 11.(9分)在做“测定玻璃的折射率的实验中，先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧 插上两枚大头针和？，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针、，使乃挡住、 ?的像，挡住和P、P的像。如图所示，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面， 用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P和P的光线，该光线与界面aa'交于O 点，N表示法线。 (1)请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角日和折射角 02 M P (2)该玻璃砖的折射率可表示为n= (3)在实验中，某位同学在白纸上画玻璃砖的两个光学界面aa'和bb'时，将直线bb'画成了图 中虚线所示情况，其它操作如常。该同学测出的玻璃砖的折射率与真实值相比，会 （填“偏小”、“偏大”或相等)。 A M O 2 b b D M GO a a 【答案】(1) b (2)n=sine sine, (3)偏小 【详解】(I)P挡住P、P2的像，P4挡住P3和P、P2的像，则有经过P、P2的光线折射 后经P、P4,做出光路图，如图所示 M a (2)由折射率公式，可得玻璃砖的折射率=血8 sin e, (3)将直线bb'画成了图中虚线所示情况，则折射角6，变大，根据折射率公式可知，偏小。 12.(9分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示。 ①②③④ (5 .40 35 10 图1 图2 图3 (1)对于单色光，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是 A.把③向左侧移动少许 B.把⑤向右侧移动少许 C.将绿色滤光片改为红色滤光片 D.增大双缝之间的距离 (2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮 上的示数如图2所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此 时图3中手轮上的示数为m,求得相邻亮纹的间距△x为 mm. (3)已知双缝间距为0.2m,双缝到屏的距离为0.7m,则所测光的波长为 nm。 【答案】 BC 13.780 2.310 660 【详解】(1)A.把③向左侧移动少许，由△x=兰1可知，条纹间距不变，故A错误： B.把⑤向右侧移动少许，L变大，由△x=二1可知，条纹间距变大，故B正确： C.将绿色滤光片改为红色滤光片，波长变大，由4x=二1可知，条纹间距变大，故C正确： D.增大双缝之间的距离d,由△x=二1可知，条纹间距减小，故D错误。 故选BC; (2[2][3]由图2所示可知，螺旋测微器示数为 x1=2mm+32.0×0.01m=2.320mm 由图3所示可知，螺旋测微器示数为 x2=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm 条纹间距 △x=-￥=13.870-2.320 m=2.310mm 5 5 (3[4由双缝干涉条纹间距公式△x=兰1可知，波长 =dAx_2×10×2310x1036610'm660m 0.7 13.（12分)如图所示是一个3D电影厅的俯视图，在屏幕两边有两个相同的扬声器，某一 刻发出的声波如图所示，其中A、B、C、D是四个观众席位。 (1)A、B、C、D四个位置中哪些席位的观众听到的声音最洪亮？请说明理由： (2)观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了什么光学原理？3D眼镜两块镜片 的透振方向有什么要求？ 【答案】(1)A、C位置最洪亮，见解析：(2)光的偏振，相互垂直 【详解】(1)A、C位置最洪亮，原因是根据图像可知A、C位置处波分别是谷谷叠加与峰 峰叠加，相位差为0，振动加强，B、D位置处波均为峰谷叠加，相位差为π，振动减弱。 (2)观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了光的偏振，为了看到立体的图像， 且两只眼晴看到的分别是不同角度拍摄的图像，则为了使彼此不影响，3D眼镜两块镜片的 透振方向透振方向需要相互垂直。 14.(13分)在空气中波长为6×10m的单色光，以45°的入射角从空气射向折射率为√万 的某种玻璃中.求： (1)光在玻璃中的折射角； (2)光的频率； (3)光在玻璃中的传播速度， 【答案】(1)30°(2)5×1014Hz(3)2.12×10m/s