第四章 光 单元基础夯实综合检测训练（A卷）-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 单元基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向MQ边的中点O，则（　　） A．光在MQ边的折射角为60° B．光在MQ边的折射角为30° C．光在MN边的入射角为45° D．光在MN边的入射角为30° 2．光线在空气和玻璃的分界面上发生全反射的条件是（ ） A．光从空气射到分界面上，入射角足够小 B．光从空气射到分界面上，入射角足够大 C．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 D．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 3．在暗室中，用激光照射不透明挡板上的两条平行狭缝，在后面的光屏上观察到如图所示的条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是光的衍射现象，说明光具有波动性 B．这是光的衍射现象，说明光具有粒子性 C．这是光的干涉现象，说明光具有波动性 D．这是光的干涉现象，说明光具有粒子性 4．观察双缝干涉图样的实验装置如图所示，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹，在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹的间距变大的是（　　） A．换成紫色滤光片 B．换成缝宽更大的单缝 C．换成间距更小的双缝 D．换成双缝到屏的距离更小的遮光筒 5．光的世界，绚丽多彩，关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 B．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，是因为光发生了干涉 D．光照到较大孔上出现大光斑，光通过孔不发生衍射现象 6．光的偏振现象说明光是横波，下列现象不能反映光的偏振特性的是（　　） A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，反射光是偏振光 C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰 D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹 7．如图所示，在空气中有一直角棱镜，，一束单色光从边射入棱镜，入射角为，垂直于边射出，则该棱镜的折射率为（　　） A． B． C．1.5 D． 8．如图所示，直角三角形ABD为某种透明介质的横截面，，P为BD边上的一点。若某单色光从P点垂直BD射入介质，在AB边恰好发生全反射，则介质对该光的折射率为（　　） A． B． C．2 D． 9．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光，比较a、b、c三束光，可知（  ） A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长 B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D．对同一双缝干涉装置，c光干涉条纹之间的距离最小 10．1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光通过平面镜反射在光屏上。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。则相邻两条亮条纹的中心间距是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是（　　） A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B．乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度 C．丙图是双缝干涉的原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则出现亮纹 D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现水平干涉条纹 12．关于光现象及其应用，下列说法正确的有（　　） A．3D电影是利用激光相干性好的特性 B．菜汤上的油花呈现彩色是光的干涉现象 C．摄影机镜头镀增透膜是利用了光的干涉特性 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 13．如图所示，一束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中、、三种单色光，让这三种单色光分别垂直投射到一条直光纤的某一端面上，下列说法中不正确的是（　　） A．光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变 B．单色光的波动性最显著 C．单色光穿过光纤的时间最长 D．在真空中，光的波长比光的波长短 14．如图所示，半径为R的半圆形透明材料，折射率。一束平行光从空气以垂直于其底面的方向射入，则下列说法正确的是（　　） A．所有光线都能透过这种材料 B．只有距圆心O两侧范围内的光才能通过 C．射出的光束会形成发散光束 D．射出的光束会形成会聚光束 15．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝和的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的绿光换成红光，则屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（　　） A．O点处是红光的暗条纹 B．O点处是红光的亮条纹 C．红光的第一条亮条纹在P点的上方 D．红光的第一条亮条纹在P点的下方 16．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，经调节后在目镜中观察到如图甲的单色光干涉条纹，下面能使条纹间距变小的是（　　）    A．减小光源到单缝的距离 B．增大双缝之间的距离 C．增大双缝到光屏之间的距离 D．将红色滤光片改为绿色滤光片 三、填空题 17．光纤通信的优点是：______、______、抗干扰性好、中继距离长、保密性好。 18．半球形玻璃砖截面如图所示，为圆心，为直径。一束复色光沿方向入射，经面折射后分成两束，与边的夹角分别为，则光在玻璃砖中传播时间之比为________；当用光分别照射同一双缝干涉装置时，________（选填“”或“”）光形成的干涉条纹间距较大。 19．在做“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，对于如图所示的梯形玻璃砖（两个光学面不平行），实验结果可能是下列图中的___________。（请选择一个正确答案） 20．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹。使测量头分划板刻线与某一级亮条纹中心对齐，此时测量头标尺如图乙所示，其读数是_________。 四、计算题 21．若双缝的间距为，距缝的光屏上所形成的干涉条纹的间距为，求光源的波长并说明是什么颜色的光。 22．夜晚平静的湖面上停一艘长8m的船（船体近似漂浮在水面，不计船身厚度船正中间有一根长3m的桅杆。所图所示，在船正下方4m深处有一个点光源（向各个方向照射），当船缓慢前行（向左）7m时，桅杆顶部刚好被照亮到。（取）求： （1）该水域的折射率； （2）俯视水面被光源照亮区域半径。 23．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到。激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。 24．光导纤维（简称光纤）作为一种新材料，光纤通信构成的信息高速公路已将全世界连接成互联互通的信息网络，使人类进入信息时代。如图所示，光纤由折射率不同的内芯和包层构成，光以入射角 i 从光纤的端面入射，并能在内芯中传播。请回答以下问题： （1）光纤工作原理主要是利用了什么光学现象？其内层纤芯折射率 n1与外面包层折射率 n2要满足什么大小关系？（答“n1>n2”或“n1<n2”） （2）若入射角 i 逐渐增大，分析如图夹角θ如何变化。 （3）入射角 i 可以取任意值吗？为什么？（内层纤芯折射率 n1足够大）    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 《第四章 光 单元基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C C B D B C D C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BD BC BCD BD BC BD 1．B 【详解】AB．设光在MQ边的折射角为β，根据折射定律有 解得 故A错误，B正确； CD．根据几何关系可知光在MN边的入射角为 故CD错误。 故选B。 2．C 【详解】全反射是光从光密媒质向光疏媒质入射时入射角足够大时才会发生的，玻璃是光密媒质，空气是光疏媒质；故C正确，ABD错误 故选C． 3．C 【详解】激光照射两个平行狭缝，两个狭缝形成两个光源，它们的频率、相位和振动方向相同，这两个光源发出的光在挡板后面的空间发生干涉现象，在光屏上形成干涉条纹，说明光具有波动性。 故选C。 4．C 【详解】根据公式分析各选项。 A．换成紫色滤光片，波长减小，条纹间距将变小，A错误； B．换成缝宽更大的单缝，条纹间距不变，B错误； C．换成间距更小的双缝，条纹间距变大，C正确； D．换成双缝到屏的距离更小的遮光筒，条纹间距变小，D错误。 故选C。 5．B 【详解】AB．红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的单缝衍射图样是彩色条纹，故A错误，B正确； C．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，故C错误； D．光照到较大孔上出现大光斑，大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致两偏振片的方向变化，则透射光的强度会发生变化，故A不符合题意； B．一束自然光入射到两种介质的表面时，有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，则反射光为偏振光，故B不符合题意； C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使景像更清晰，故C不符合题意； D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹是光的衍射现象，D符合题意。 故选D。 7．B 【详解】如图所示 由几何关系得 ， 则该棱镜的折射率为 故选B。 8．C 【详解】单色光从P点垂直BD射入介质，在AB边恰好发生全反射，光路图如图所示 根据几何关系可知，该光在AB边上发生全反射的临界角 又 解得 故选C。 9．D 【详解】A．由图可知 a光频率小，波长长；c光频率大，波长短，A错误； B．由 知：在玻璃中传播时，a光的速度最大，c光的速度最小，B错误； C．由 知：从玻璃射向空气，a光发生全反射的临界角最大，c光发生全反射的临界角最小，C错误； D．双缝干涉条纹间距 a的波长长，条纹间距大，c波长短，条纹间距小，D正确。 故选D。 【点睛】光的干涉、衍射和偏振现象、全反射、光导纤维、光的折射定律。 10．C 【详解】根据平面镜成像原理，光源S发出来的光，经平面镜反射后，相当于从发来的光，因此两个相干光源之间的距离为2a，如图所示 根据 可得 故选C。 11．BD 【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误； B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，B正确； C．图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗条纹，C错误； D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D正确。 故选BD。 12．BC 【详解】A．3D电影是利用了光的偏振现象，使左右眼接收到的视频不同，形成立体视觉。 A错误； B．菜汤上的油花呈现彩色是薄膜干涉，是光的干涉现象，B正确； C．摄影机镜头镀增透膜是利用了光的干涉特性，镜头表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理，使反射光线进行叠加削弱，从而增加透射光的强度。C正确； D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片是为了减少反射光的影响，并不是增加透射光的强度。D错误。 故选BC。 13．BCD 【详解】A．光从一种介质进入另一种介质时，光速和波长都会发生变化，但频率保持不变，故A正确； B．由图可知，c光的偏折最大，所以c光的折射率最大，则c光的频率最大，波长最小，波动现象最不明显，故B错误； C．光的频率越大，在介质中的传播的速度越小，传播时间越长，所以c光穿过光纤的时间最长，故C错误； D．由图可知，a光的偏折小于b光的偏折，所以a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故D错误。 故选BCD。 14．BD 【详解】平行光射到底面时，光线与界面垂直，方向不变，继续射到球面时距圆心O两侧范围内的光线入射角满足 可得，临界角 发生折射形成会聚光束，范围外的光线入射角大于或等于临界角发生全反射。 故选BD。 15．BC 【详解】AB．因为O点与双缝间的路程差等于0，故该点出现明条纹。故A错误，B正确； CD．根据双缝干涉条纹的间距公式知，因为红光的波长大于绿光，则红光的条纹间距大于绿光，所用红光的第一条亮纹在P点的上方，故C正确，D错误。 故选BC。 16．BD 【详解】A．根据双缝干涉的条纹间距公式，可知减小光源到单缝的距离，条纹间距不变，故A错误； B．根据双缝干涉的条纹间距公式，可知增大双缝之间的距离，能使条纹间距变小，故B正确； C．根据双缝干涉的条纹间距公式，可知增大双缝到光屏之间的距离，条纹间距变大，故C错误； D．根据双缝干涉的条纹间距公式，可知将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变短，故条纹间距变小，故D正确。 故选BD。 17． 方向性好 容量大 【详解】[1]光纤通信的主要优点是方向性好 [2]容量大、衰减小、抗干扰性强，载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可沿着光纤传到千里之外的另一端，实现光纤通信. 18． a 【详解】[1]设光束a，b入射角为，在璃砖中的折射率 又 则光在玻璃砖中传播时间之比为 [2]由na<nb，可知，根据 可知，a的干涉条纹间距较大。 19．B 【详解】根据折射定律画出光路图，如下图所示 A图很明显违背了折射定律，画不出光路图；上下面不平行，所以射入玻璃和射出玻璃的光不平行，C图错误。 故选B。 20．15.8 【详解】[1]游标卡尺读数为：1.5cm+0.1mm×8=1.58cm=15.8mm 21．562.5nm，绿光 【详解】由公式 可得 故是绿光。 22．（1）；（2） 【详解】（1）当桅杆顶部刚好被照亮到时的光路图如图 桅杆顶部刚好被照亮到，则 由几何关系可知 解得 由几何关系可知 其中 解得 根据折射定律可知 解得 （2）俯视水面被光源照亮区域临界位置如图 根据 由几何关系可知 解得 23．见解析 【详解】激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量，功率很大，则可以用来切割、焊接材料，或者在医学上用来切开皮肤、切除肿瘤等。 24．（1）n1>n2；（2）θ逐渐变小；（3）可以为任意值，原因见解析 【详解】（1）光纤工作原理主要是利用了光的全反射，而光只有从光密介质到光疏介质才会发生全反射，故n1>n2； （2）θ逐渐变小。光线从空气进入内芯：入射角i逐渐增大，折射角α也增大，因为，故θ逐渐变小； （3）若内芯折射率n1足够大，入射角i可以为任意值。因为当入射角i取最大值90°时，折射角α有最大值α0，而由于，则光线在界面上的入射角θ有最小值θ0。由于内芯折射率n1足够大，入射角临界值足够小，即满足θ0大于临界角C，故入射角i可以为任意值。 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 $