第四章 光 单元检测卷（提升）-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第四章《光》单元检测卷（提升）-人教版高中物理选择性必修一 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 1．华裔科学家高锟因在“有关光导纤维用于光学通信方面”取得了突破性成就而获得2009年诺贝尔物理学奖。利用光导纤维进行光纤通信所依据的原理是（　　） A．光的全反射 B．光的折射 C．光的干涉 D．光的色散 2．下列说法中正确的是（　　） A．凸透镜只对平行光有会聚作用 B．反射光线与入射光线不在同一平面内 C．一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光 D．人离平面镜越远，人在平面镜中所成的像就越小 3．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正（    ） A．加速上长 B．加速下降 C．匀速上升 D．匀速下降 4．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　） A． B． C． D． 5．某款移动充电宝的部分相关参数如图所示：小张同学通过网络查阅得到，额定容量是由制造商标定的移动电源可输出容量。下面说法错误的是（　 　） A．20000mAh指的是充电宝能够储存72000C的电荷量 B．74 Wh指的是充电宝能够储存266400J的电能 C．该充电宝可以按最大电流输出约3.71h D．输入接口的输入功率为14W 6．如图所示，一个半圆形玻璃砖可在纸面内绕过圆心点的轴转动，一束单色光沿半径方向射入。当玻璃砖底面与光屏平行时，光束经玻璃砖射到光屏上的点，测出入射光在点与法线间的夹角，点到光屏的距离，点到点的距离。则（　　） A．玻璃砖对单色光的折射率为2 B．保持玻璃砖不动，入射光线顺时针转动，则折射光线射不到光屏上 C．保持入射光线不变，使玻璃砖绕点顺时针转动，则折射光线射不到光屏上 D．入射光线和玻璃砖同时绕点顺时针转动，则折射光线仍然射在光屏上的点 7．关于光的折射现象，正确的判断是（　　） A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射 B．折射定律是托勒密发现的 C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了 D．若光从空气射入液体中，它的传播速率一定增大 8．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。则下列说法不正确的是（　　） A．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距较小 B．在玻璃砖中a光的波长较短 C．从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小 D．增大玻璃砖上表面处光的入射角，玻璃砖下表面处可能发生全反射 9．如图所示，一束光与某材料表面成角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k倍（0<k<1）。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的倍。设真空中的光速为c，则（　　） A．该材料折射率至少为 B．该材料折射率至少为 C．光在该材料中的传播速度为(1+k)c D．光从空气进入该材料，光的频率变小 10．如图所示，水平固定放置折射率为的等腰三角形玻璃砖，底角为30°。两束相同的激光在与底边中垂线对称的位置，垂直底边从空气射入玻璃砖，已知光在空气中的传播速度为c，则（　　） A．光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为60° B．光从空气进入玻璃砖时，光子的动量变大 C．光在玻璃砖内的传播速度为 D．光从玻璃到空气的全反射临界角为30° 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（    ） A．随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射 B．水对a的折射率比水对b的折射率小 C．在水中的传播速度va＞vb D．在空气中的传播速度va＞vb E．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象 12．如图所示，A、B、C、D四块完全相同的半圆柱形玻璃砖如图对称放置玻璃的折射率为n。现在A玻璃砖底边中点S处有一点光源发出一细脉冲激光束，射向B玻璃砖的底边中点P，发现均无光线从底边射出，不计光在传播过程中的能量损失，则下列说法正确的是（　　） A．半圆柱形玻璃砖的折射率一定等于 B．半圆柱形玻璃砖的折射率可能等于 C．如果该脉冲激光束为红光，则紫光也一定能经历相同传播路径 D．传播过程中，红脉冲光回到S点的时间与紫脉冲光回到S点的时间相同 13．如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，则下列说法正确的是（　　） A．a光的频率比b光的频率大 B．a光在玻璃砖中的传播速率比b光的大 C．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为3∶4 D．若使入射角增大，则出射光线a先消失 E．a光的波长小于b光的波长 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是，用的是绿色滤光片，从目镜中可以看到绿色干涉条纹。 (1)如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？ (2)把绿色滤色片换成红色，相邻两个亮条纹中心的距离增大了。这说明哪种色光的波长较长？ (3)如果改用间距为的双缝，相邻两个亮条纹中心的距离会有什么变化？ 15．(1)为进行“杨氏双缝干涉实验”，现准备了下列仪器： A．白炽灯    B．双窄缝片    C．单窄缝片    D．滤光片    E．白色光屏 把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：( )(填写字母代号)。 (2)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法是( ) A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光 B．增大双缝到屏的距离 C．减少双缝间距 D．增大双缝间距 (3)在用双缝干涉测光的波长的实验中：⑴已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如左图所示。然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如右图所示。这两次示数依次为_______mm和______mm。 16．一束光斜射入界面相互平行、折射率递增的多层介质膜中，光的轨迹将如何？若斜射入界面相互平行、折射率递减的多层介质膜中，光的轨迹又将如何？请画出光路图。 17．如图所示，三棱镜的顶角是30°，出射光线与入射光线的夹角为15°（真空中光速），求： （1）该三棱镜的折射率是多大； （2）光在棱镜里的传播速度是多大。 18．如图所示，某透明光学元件AOB的截面是半径为R的四分之一圆，其折射率n=。一束光线从AO边上的某点P处以入射角α=45°射入该光学元件，若光线不经反射最终从OB边射出，已知光在真空中传播的速度为c求： （1）OP的最大距离； （2）光线不经反射在光学元件中运动的最长时间是多少。 19．一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”．实际上它的频率并不是真正单一的．频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)．如图所示，让单色光照射到薄膜表面a，一部分光从前表面反射回来(这部分光称为甲光)，其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄膜后表面b反射回来，再从前表面折射出(这部分光称为乙光)，甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉，称为薄膜干涉，乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt.理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：Δt的最大值Δtm与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δtm·Δν≈1才会观察到明显稳定的干涉现象． 已知某红宝石激光器发出的激光频率ν＝4.32×1014 Hz，它的频率宽度Δν＝8.0×109 Hz.让这束激光由空气斜射到折射率n＝的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45°角，如图所示． (1)求从O点射入薄膜中的光的传播方向及速率． (2)估算在如图所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度dm. 试卷第4页，共6页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 《第四章《光》单元检测卷（提升）-人教版高中物理选择性必修一》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C D D D C C D A B 题号 11 12 13 答案 BCE BC ADE 1．A 【详解】光导纤维进行光学通信利用光在不停地发生全反射，故A正确，BCD错误。 2．C 【详解】A．凸透镜对光有会聚作用，不论是平行光还是发散光，都有会聚作用。故A错误； B．由反射定律可知，反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角，故B错误； C．太阳光是复色光，是由单色光复合而成的，所以太阳光通过三棱镜可以分解为不同的色光，故C正确； D．平面镜成像的特点是平面镜所成的像是虚像，像与物的大小相等，因此人在平面镜中所成的像和人本身大小一样，与距离无关。故D错误。 故选C。 3．D 【详解】设临界角为，设透光圆面的半径匀速速度大小为，光源下沉的速度为，根据数学知识知 得 ；不变，则知也不变，所以光源将匀速下沉。 故选D。 4．D 【详解】A．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于等于临界角时，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的，故A不符合题意； B．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，且入射角小于折射角，是可能发生的，故B不符合题意； C．当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角小于入射角，是可能发生的，故C不符合题意； D．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，且入射角大于折射角，是不可能发生的，入射角应小于折射角，故D符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A．根据 可知 故A正确； B．根据 可知 故B正确； C．以3.5A电流输出，输出时间 故C正确； D．输入接口的最大输入功率为 故D错误。 故选D。 6．C 【详解】A．由几何关系可知，光束在O点的折射角α满足 可得折射角为 则玻璃砖对单色光的折射率为，故A错误； B．保持玻璃砖不动，入射光线顺时针转动60°，则入射光线在法线的右侧，入射角仍为，此时折射光线在法线的左侧，折射角仍为，折射光线可以射到光屏上，故B错误； C．保持入射光线不变，使玻璃砖绕O点顺时针转动15°，则过O点法线也顺时针转动15°，此时在O点入射角变为，则 可知光线在O点发生全反射，折射光线射不到光屏上，故C正确； D．入射光线和玻璃砖同时绕O点顺时针转动15°，此时入射光在O点与法线间的夹角保持不变仍为，则折射角保持不变，但法线顺时针转动了15°，所以折射光线也顺时针转动15°，折射光线不会射在光屏上的P点，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．光的传播方向发生改变可以是反射，也可以是折射，A错误； B．折射定律是斯涅耳发现的，B错误； C．根据折射定律作图，人观察盛水的容器底部，发现水变浅，C正确；    D．根据 解得 ，所以光从空气射入液体中，它的传播速率一定减小，D错误。 故选C。 8．D 【详解】AB．由图像可知a光偏折程度比b大，则a的折射率比b的大，a的频率比b的大，a的波长比b的小，根据 可知在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距较小，故AB正确，不符合题意； C．根据 由于a的折射率比b的大，则a光的临界角较小，故C正确，不符合题意； D．因为光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆原理，增大玻璃砖上表面处光的入射角，玻璃砖下表面处光线不可能发生全反射，故D错误，符合题意。 故选D。 9．A 【详解】AB．这束光最终进入材料的能量为入射光能量的倍，说明光经过两次反射进入材料后会发生全反射，光路图如图所示 设折射率为n，在B点的折射角为θ ，设在C点刚好发生全反射，则全反射角为90°-θ ，根据折射定律知 联立解得 则该材料折射率至少为，A正确，B错误； CD．光从空气进入材料，频率不变，速率变小，由知光在材料中传播的速度与材料的折射率有关，与入射角大小以及反射光的能量无关，故CD错误。 故选A。 10．B 【详解】A．光到达三角形的两侧边时，入射角为30°，小于全反射的临界角，故在两侧边发生折射，由光的折射定律可得 解得，光的反射角为60°，由几何关系可得，光从玻璃砖射出的方向与入射方向夹角为30°，A错误； B．光从空气进入玻璃砖时，光的速度变小，频率不变，由 可得：光的波长变短，由光的动量公式 可得：光子的动量变大； B正确； C．根据介质的折射率与光速的关系可得 解得：； C错误； D．设光从玻璃到空气的全反射临界角为，则 则光从玻璃到空气的全反射临界角为，D错误； 故选B。 11．BCE 【详解】ABCD．由于 α＜β 所以折射率na小于nb，由 知，在水中的传播速度 va＞vb 由于 知随着a、b入射角度的逐渐增加，b先发生全反射，a、b在空气的传播速度都是c，故AD错误，BC正确； E．当a、b入射角为0°时，光线虽然不偏折，但仍然发生折射现象，故E正确。 故选BCE。 12．BC 【详解】AB．光可能在玻璃砖中恰好发生全反射，则此时有 也可能临界角小于，光也不会从玻璃砖中射出，故A错误，B正确； CD．由光在均匀介质中均沿直线传播，则如果该脉冲激光束为红光，则紫光也一定能经历相同传播路径，但红光与紫光在玻璃砖中的折射率不同，由可知，两光的传播速度不同，则传播过程中，红脉冲光回到S点的时间与紫脉冲光回到S点的时间不同，故C正确，D错误。 故选BC。 13．ADE 【详解】AE．由光路图可知，a光的偏折程度比b光大，则玻璃对a光的折射率较大，则a光的频率比b光的频率大，a光的波长小于b光的波长，AE正确； B．根据，a光在玻璃砖中的传播速率比b光的小，B错误； C．根据折射定律，a、b两束光在该玻璃砖中的折射率分别为 解得 C错误； D．根据，a光临界角较小，若使入射角增大，则出射光线a先消失，D正确。 故选ADE。 14．（1）变大；（2）红光；（3）变小 【详解】(1)由 可知，把毛玻璃片向远离双缝的方向移动，L会变大，所以会增大，相邻两亮条纹中心的距离变大； (2)由 相邻两个亮条纹中心的距离增大了，因为L和d不变，所以变大使变大，所以红光波长较长； (3)由 可知，d变大，将变小，所以相邻两个亮条纹中心的距离会变小。 15． ADCBE ABC 0.642 10.298 【详解】(1)[1]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝。故自光源起合理的顺序是ADCBE。 (2)[2]根据双缝干涉条纹的间距公式 知，增大双缝到屏间的距离，或减小双缝间距，或换波长较长的光照射，可以增大条纹的间距，从而便于测量。故ABC正确，D错误。 故选ABC。 (3)[3]左图螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×14.2=0.142mm，所以最终读数为：0.5mm+0.142mm=0.642mm。 [4]右图螺旋测微器的固定刻度读数为10.0mm，可动刻度读数为0.01×29.8mm=0.298mm，所以最终读数为：10.0mm+0.298mm=10.298mm。 16．一束光斜射入界面相互平行、折射率递增的多层介质膜中，每一个界面处的折射角等于下一个界面的入射角，根据折射定律可知，光的折射角会逐渐减小，光路图如图所示 若斜射入界面相互平行、折射率递减的多层介质膜中，每一个界面处的折射角等于下一个界面的入射角，根据折射定律可知，光的折射角会逐渐增大，光路图如图所示 【详解】一束光斜射入界面相互平行、折射率递增的多层介质膜中，每一个界面处的折射角等于下一个界面的入射角，根据折射定律可知，光的折射角会逐渐减小，光路图如图所示 若斜射入界面相互平行、折射率递减的多层介质膜中，每一个界面处的折射角等于下一个界面的入射角，根据折射定律可知，光的折射角会逐渐增大，光路图如图所示 17．（1）；（2） 【详解】（1）光路图如图所示 可知 由折射率的定义可知 （2）由 得 【名师点睛】此题考查了光的折射定律的应用问题；解题时关键要掌握求解折射率的两个公式：以及． 18．（1）；（2） 【详解】（1）光学元件的折射率为，则 可得 则OP最大为 （2）由几何关系可得 光在介质中的传播速度为 光线不经反射在光学元件中运动的最长时间是 19．（1）折射角为30°，速度大小为2.12×108 m/s    （2）1.15×10－2 m 【详解】(1)设从O点射入薄膜中的光线的折射角为r，根据折射定律有 n＝，即sin r＝＝， 所以r＝30°. 光在薄膜中的传播速度 v＝c/n≈2.12×108 m/s. (2)乙光在薄膜中经历的路程 x＝ 乙光通过薄膜所用时间 Δt＝＝ 当Δt取最大值Δtm时， 对应的薄膜厚度最大， 又因Δtm·Δν≈1，所以 ≈. 解得：dm≈1.15×10－2 m. 答案第4页，共7页 答案第5页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $