第四章 光 培优章末练习 -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》培优章末练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（24-25高二下·北京大兴·期末）滴落在地面积水上的油膜在阳光下呈现不规则彩色条纹，这个现象（　　） A．是光的衍射现象 B．是光的干涉现象 C．说明光是横波 D．说明光具有粒子性 2．（2025·云南大理·模拟预测）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（　　） A．折射现象 B．全反射现象 C．衍射现象 D．干涉现象 3．（25-26高二下·四川广元·期中）如图所示，下列图片场景解释说法正确的有（   ）    A．如图甲，内窥镜利用了光的色散原理 B．如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象 C．如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D．如图丁，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样 4．（25-26高二下·江苏镇江·期中）图1为双缝干涉实验装置，现仅在单缝前加不同的滤光片，得到图2、图3所示的干涉图样．下列说法正确的是（    ） A．图1中①是双缝，②是单缝 B．图2中光的波长小于图3中光的波长 C．增加单缝与双缝的距离，相邻亮纹的间距不变 D．某同学测出n条亮纹间的距离为a，则相邻亮纹的间距 5．（24-25高二上·上海·随堂练习）关于“用双缝干涉测量光的波长”的实验，错误的说法是（　　） A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行 B．观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧 C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大 D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数 6．（25-26高二下·河南许昌·期末）如图甲所示，“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率 B．在冰晶中，a光的传播速度较小 C．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光的窄 D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，b光的临界角较大 7．（25-26高三上·江苏南京·期中）如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有A、B、C三束光射出，下列说法正确的有（　　） A．B光穿过玻璃砖所用的时间比C光穿过玻璃砖所用的时间长 B．入射光的入射角从0开始增大，B光比C光先消失 C．B光比C光更容易发生衍射现象 D．用同一装置做双缝干涉实验时，用B光要比用C光条纹间距小 8．（25-26高三下·浙江·阶段练习）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝，相距为，直径均为，折射率为。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至下端面，测量前先调节光纤内光路，使得从下端面出射的光与竖直方向的夹角达到最大。被测物体自上而下微小移动，使下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，被测物体下移的距离为（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）（　　） A． B． C． D． 二、多选题 9．（2025·天津·一模）下列有关光学现象描述正确的是（　　） A．图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的折射 B．图乙，光经过大头针时，使影的轮廓模糊不清，主要原因是光的衍射 C．图丙，电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振 D．图丁，光学平面的平滑度检测是利用了光的全反射 10．（25-26高二下·云南昆明·期中）如图所示，三角形是玻璃三棱镜的截面图，其中。一束光线垂直入射，从边射出后分成a、b两束光（图中未画出），其中a光与入射光线的夹角为30°，b光与入射光线的夹角为15°，则下列说法正确的是（　　） A．a光波长小于b光波长 B．a光频率小于b光频率 C．b光在玻璃中的传播速度是a光在玻璃中传播速度的 D．无论如何改变面上入射光的方向，都不能使a光在分界面上发生全反射 三、实验题 11．（24-25高二下·山东菏泽·开学考试）现用如图甲所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 (1)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，记下此时手轮上螺旋测微器（图乙）的示数为______mm。 (2)已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为______nm。（结果保留三位有效数字） 12．（25-26高二下·甘肃金昌·期中）用三棱镜做测量玻璃的折射率实验，先在白纸上放好三棱镜，在三棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在三棱镜的另一侧观察，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。 （1）在图中画出所需的光路__________； （2）为了测出三棱镜的折射率，需要测量的物理量是__________、__________，在图中标出它们__________； （3）计算三棱镜折射率的公式是n=__________。 四、解答题 13．（25-26高二下·全国·课堂例题）如图所示，一束单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生折射，入射角为α，折射角为β，且α<β，回答下列问题： (1)两种介质相对来说，介质Ⅰ和介质Ⅱ哪种是光疏介质哪种是光密介质？如何判断的？ (2)若该单色光由介质Ⅱ射向介质Ⅰ，随着入射角不断增大，会发生全反射吗？如果是由介质Ⅰ射向介质Ⅱ呢？总结得出发生全反射的条件是什么？ 14．（25-26高三下·山东潍坊·阶段练习）某柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心、R为半径的圆弧，左侧是直角梯形，AP长为R，AC与CO夹角为，B为AC中点。一细激光束沿水平方向入射到B点，器件介质对光的折射率为，求： （1）激光束射出柱状光学器件时的方向； （2）激光束在柱状光学器件传播所用的时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第一章《光》培优章末练习—2025-2026学年高中物理人教版选修第一册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B C B C C C BC AC 1．B 【详解】AB．油膜厚度不均导致不同位置的光程差不同，发生薄膜干涉，形成彩色条纹，故A错误，B正确； C．偏振现象才能说明光是横波，而此现象与光的波动性有关，无法直接证明横波特性，故C错误； D．光的粒子性体现在光电效应等现象中，此处为波动性表现，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。 故选D。 3．B 【详解】 A．内窥镜利用了光的全反射原理，故A错误； B．肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜两个表面反射回来的光发生干涉的结果，故B正确； C．图丙是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，故C错误； D．立体电影是利用光的偏振原理，照相机镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉原理，故D错误； 故选B。 4．C 【详解】A．图1中①是单缝，②是双缝，故A错误； B．根据相邻亮纹的间距公式 可知图2中光的波长大于图3中光的波长，故B错误； C．根据相邻亮纹的间距公式 增加单缝与双缝的距离，相邻亮纹的间距不变，故C正确 D．某同学测出n条亮纹间的距离为a，则相邻亮纹的间距为 故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．实验时应调节各器件共轴，且单缝和双缝的缝应该相互平行，A正确； B．观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级于涉条纹，彩色条纹的排列，从零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中，由于紫光的波长最短，则紫色在最内侧，B错误； C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，因红光的波长比绿光大，根据 可知，红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大，C正确； D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数，D正确。 故选B。 6．C 【详解】AC．由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知a光的频率和折射率比b光小，则a光的波长比b光的波长大，根据干涉条纹间距公式 可知b光的条纹间距比a光的窄，故A错误，C正确； B．易知冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据可知在冰晶中，b光的传播速度较小，故B错误； D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，根据可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．根据光的折射定律 由图可知，A光发生全反射，B光和C光发生折射，且C光在空气中的角度大于B光在空气中的角度，所以B光的折射率小于C光的折射率；根据光在介质中的速度与折射率的关系 可知，B光在介质中的传播速度大于C光的传播速度，所以B光穿过玻璃砖的时间小于C光穿过玻璃砖的时间，故A错误； B．根据折射率与临界角的关系 由于B光的折射率小于C光的折射率，所以B光的临界角大于C光的临界角，当入射角增大时，C光比B光先消失，故B错误； C．由于B光的波长比C光的波长长，所以B光比C光更容易发生衍射现象，故C正确； D．由于B光的折射率小于C光的折射率，所以B光的波长比C光的波长长，根据条纹间距公式 B光要比C光条纹间距大，故D错误。 故选C。 8．C 【详解】由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端发生折射时，入射光线与竖直方向的偏角为α，如图 此时 可得 又 可得 则 根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示 由几何关系可得 联立，解得 故选C。 9．BC 【详解】A．图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的全反射，故A错误； B．图乙，光经过大头针时，使影的轮廓模糊不清，主要原因是光的衍射，故B正确； C．图丙，电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振，故C正确； D．图丁，光学平面的平滑度检测是利用了光的干涉，故D错误。 故选BC。 10．AC 【详解】光路图，如图所示， B．光的折射率 光的折射率 可得 故 故B错误； A．由 又 可得 故A正确； C．b光在玻璃中的传播速度 a光在玻璃中传播速度 故 故C正确； D．改变面上入射光的方向，当a光在分界面上入射角大于等于临界角时， a光将在分界面上发生全反射，故D错误。 故选AC。 11．(1)13.870/13.869/13.871 (2)770 【详解】（1）手轮上的示数 （2）相邻亮纹间的距离 根据 可知波长 12． 入射角i 折射角r 【详解】（1）[1]如图所示，过P1、P2作直线交AB于O，过P3、P4作直线交AC于Oʹ，连接OOʹ，OOʹ就是光在三棱镜中的光路。 （2）[2][3][4]如图所示，需要测量入射角i、折射角r。 （3）[5]由折射定律有 13．(1)介质Ⅰ是光密介质；理由见解析。 (2)不会发生全反射；会发生全反射；光由光密介质射入光疏介质。 【详解】（1）从图中可见，光线由介质Ⅰ入射到介质Ⅱ时，折射角 β 较入射角 α 更大(即 α < β)。依据折射定律，若同一束光在Ⅰ中入射角小、在Ⅱ中折射角大，则必有。折射率大的介质为光密介质，折射率小的为光疏介质。故介质Ⅰ是光密介质，介质Ⅱ是光疏介质。 （2）若该单色光由介质Ⅱ射向介质Ⅰ，则折射角小于入射角，随着入射角不断增大，入射角先增大到，不会发生全反射； 如果是由介质Ⅰ射向介质Ⅱ，则折射角大于入射角，随着入射角不断增大，折射角先增大到，会发生全反射。 因此，发生全反射的必要条件是： ① 光从较光密的介质射向较光疏的介质； ② 入射角大于两介质分界面的临界角。 14．（1）水平向右；（2） 【详解】（1）该激光束光路图如下图所示 激光束在AC界面的入射角，由于 可得 由几何知识可知光线在CM界面的入射角为,由于 可知激光束在CM界面发生全反射。又因为，所以 由于 可得 则激光束射出柱状光学器件时的方向水平向右。 （2）该激光束在柱状光学器件中的传播速度为 由于 可得 该激光束在柱状光学器件中的光程为 可得传播时间 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $