第四章 光 单元检测二-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第四章 光 单元检测二 第I卷（选择题） 一、选择题（共46分，本题共10小题，1-7题每小题4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，8-10题每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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．用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（    ） A．条纹间距不变，亮度减小 B．条纹间距增大，亮度不变 C．条纹间距减小，亮度减小 D．条纹间距不变，亮度增大 2．关于光的应用，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 B．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜应用了全反射现象 D．光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射 3．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（　　） A. B． C． D． 4．如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（　　） A．减弱激光强度 B．提升瓶内液面高度 C．改用折射率更小的液体 D．增大激光器与小孔之间的水平距离 5．如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，b、c、d也会随之转动，则（　　） A．光束b顺时针旋转角度小于 B．光束c逆时针旋转角度小于 C．光束d顺时针旋转角度大于 D．光束b、c之间的夹角减小了 6．某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　） A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 7．如图所示，某水池下方水平放置一直径为d=0.6m的圆环形发光细灯带，O点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离h可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上光的强度。当灯带放在某一深度h1时，发现水面上形成两个以O为圆心的亮区，其中半径r1=1.2m的圆内光强更强，已知水的折射率，则（　　） A．湖面能被照亮的区域半径为1.5m B．若仅增大圆环灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大 C．灯带的深度 D．当时，湖面中央将出现暗区 8．如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。关于a光、b光和c光，下列说法正确的是（　　） A．有可能光是蓝光 B．在玻璃砖中，光的传播速度小于c光的传播速度 C．光的波长小于光的波长 D．双缝干涉实验中，若仅将入射光由c光改为b光，则条纹间距变小 9．某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（    ） A．可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B．若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为 C．若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为 D．若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 10．如图所示，用激光笔发出一细束与半圆形均质玻璃砖的截面直径平行的单色光a。当光束a到的距离为d时，该光束由C点入射后恰好从B点出射（不考虑反射）。已知该玻璃砖的截面半径为R，则（　　） A．若只稍增大d，则光束a从B点左侧上某处射出 B．若只稍增大d，则光束a从B点下方圆弧上某处射出 C．该玻璃砖对光束a的折射率为 D．该玻璃砖对光束a的折射率为 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（4分）图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中: ①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___________。(单选） A．旋转测量头      B．增大单缝与双缝间的距离      C．调节拨杆使单缝与双缝平行 ②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___________ (单选） A．减小单缝与光源间的距离      B．减小单缝与双缝间的距离 C．增大透镜与单缝间的距离      D．增大双缝与测量头间的距离 12．（8分）罗同学正在做“用双缝干涉测量光的波长”实验，实验装置如图甲所示，该同学正确安装实验器材，接通电源使光源正常工作，准备开始实验。 (1)M、N、P三个光学元件中，______（填“M”“N”或“P”）是双缝片。 (2)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，观察到的图像如图乙所示，仔细观察发现干涉的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应______。 A．适当旋转透镜 B．适当旋转测量头 C．适当旋转单缝 (3)该同学调整装置使叉丝竖线与条纹平行后，某次手轮上的示数如图丙所示，其示数为________mm。 (4)如图丁所示，该同学通过测量头记录的亮条纹A和亮条纹B位置的读数分别为，已知双缝的间距为d，N、P间的距离为，P和测量头间的距离为，则被测光的波长________（结果用和d表示）。 三、解答题 13．（12分）光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1km，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过在光纤另端接收到该光束。求： （1）光纤的折射率； （2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。 14．（14分）如图，一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形，，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离。    15．如图所示，半圆是半球形玻璃砖的截面，半圆的半径为R，O为圆心，为水平直径，一束单色光斜射到边上的D点，D到O点距离为，入射角，折射光线刚好射到半圆的最低点B，求： (1)玻璃砖对光的折射率； (2)保持入射光的方向不变，将入射点从D水平向右移动，当折射光线在面上刚好发生全反射时，入射点移动的距离为多少。 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 单元检测二》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D B B A C AC CD AD 1．A 【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时，，，均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。 故选A。 2．D 【详解】A．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉原理，故A错误； B．光导纤维应用了全反射原理，内层的折射率大于外层的折射率，故B错误； C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜应用了光的干涉原理，故C错误； D．光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度 时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小。 故选D。 4．B 【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角 可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。 A．减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误； B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确； C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误； D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．设入射光线a的入射角为，则反射角为，光束c的折射角为，光束d的反射角也为，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，入射角变为 由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于，故A错误； B．由折射定律有 ， 可得 即光束c逆时针旋转角度小于，故B正确； C．光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于，故C错误； D．光束b顺时针旋转角度等于，光束c逆时针旋转角度小于，则光速b、c之间的夹角减小的角度小于，故D错误； 故选B。 6．A 【详解】由于干涉条纹间距，可知： A．换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A正确； B．换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距变大，故B错误； C．增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C错误； D．减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】B．水面上形成两个以O为圆心的亮区，若仅增大圆环灯带的半径，光环向外扩大，重叠的区域变小，即湖面上中间光强更强的区域变小，B错误； AC．当重叠区域半径r1=1.2m时，如图所示 解得 湖面被照亮的区域半径为 A错误，C正确； D．设重叠区域恰好为零时，灯带的深度为h0，如图所示 解得 当时，湖面中央将出现暗区，D错误。 故选C。 8．AC 【详解】A．根据光路图可知，a光的偏折程度最小，可知折射率最小，频率最小，bc两种光频率都大于a光，因比蓝光频率更大的有靛色光和紫光，则a光可能是蓝光，选项A正确； B．根据 可知，光的传播速度大于c光的传播速度，选项B错误； C．b光频率大于a光，则光的波长小于光的波长，选项C正确； D．c光折射率大于b光，则c光频率大于b光，c光波长小于b光，双缝干涉实验中，根据 若仅将入射光由c光改为b光，则条纹间距变大，选项D错误。 故选AC。 9．CD 【详解】A．因为，故当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据 可知，即 根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为，故选用折射率为1.4的光学玻璃时此时不会发生全反射，故A错误； B．当时，此时入射角为，选用折射率为1.6的光学玻璃时，此时的临界角为 故，故此时不会发生全反射，故B错误； C．若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为 即，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于，即第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角一定大于，根据几何关系可知第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射入射角，故可能为，故C正确； D．若入射光线向左移动，可知第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线向左移动，故D正确。 故选CD。 10．AD 【详解】AB．设a在C点的入射角为，则折射角为，只稍增大d时，入射角也增大，设入射角增大，折射角为，由光的折射定律和数学关系可得 易得 结合几何关系可知，光束a将从间某处射出，故A正确，B错误； CD．当入射角为时，几何关系可知折射角为，则折射率 几何关系可知 联立解得 故C错误，D正确。 故选AD。 11． C D 【详解】①[1]若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。 故选C。 ②[2]根据 可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l，减小双缝的间距d； 故选D。 12．(1) (2)B (3)17.75 (4) 【详解】（1）因为双缝干涉实验是让单色光经过双缝在光屏上形成干涉图样，所以先让光源通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成相干光，再经过双缝形成干涉条纹，所以三个光学元件依次为滤光片，单缝片，双缝片。 （2）旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对齐。 故选B。 （3）游标卡尺的分度值为0.05mm，读数为 （4）亮条纹和亮条纹的间距为 结合条纹间距公式 解得 13．（1）1.5；（2）0.4mm 【详解】（1）光在长直光纤中传输 解得 光纤的折射率 解得 （2）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发生全反射 由几何关系可知 又 解得 14． 【详解】由题意可知做出光路图如图所示    光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为，根据 有 则折射角为30°；，因为，所以光在BC面的入射角为 根据反射定律可知 根据几何关系可知，即为等腰三角形，则 又因为与相似，故有 由题知 联立可得 所以M到A点的距离为 15．(1) (2) 【详解】（1）设折射角为。在中，，，由几何关系可得 则 即 根据折射定律 代入已知条件可得 （2）设全反射临界角，由 代入数据得，因此 设移动后的入射点为，折射光线在面上的入射点为，则 如图所示 根据正弦定理可知 则 所以移动的距离 【点睛】 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 $