第四章 光 章末练习卷-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 高中物理第四章“光”单元卷，涵盖反射、折射、全反射、干涉、衍射、偏振等核心知识点，通过选择、实验、计算题型，融合物理观念与科学思维，适配单元复习巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题|折射定律（1题）、全反射（3题）、双缝干涉（5题）、偏振应用（9题）|注重科学推理，如1题通过反射折射角关系分析夹角范围| |实验题|2题|玻璃砖折射率测定（15题）、双缝干涉测波长（16题）|突出科学探究，16题考查实验操作与数据处理| |计算题|2题|折射与全反射综合（17题）、光导纤维临界折射率（18题）|结合实际应用，18题联系激光通信技术，体现科学态度与责任|

第四章　光　章末练习卷 一、选择题： 1．一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是(　　) A．小于40°　　　　　　　 B．在50°～100°之间 C．在100°～140°之间 D．大于140° 2．一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90°，折射光线与反射光线间的夹角为105°，则该介质的折射率及光在该介质中的传播速度为(　　) A．，c　　　　　　　 B．， C．，c D．， 3．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是(　　) A．从水晶射入玻璃 B．从水射入二硫化碳 C．从玻璃射入水中 D．从水射入水晶 4．空气中两条光线a和b从虚框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图1所示．虚框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜．图2给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图1效果的是(　　) 5．在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是(　　) A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光 B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光 C．相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 D．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 6.右图是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法不正确的是(　　) A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加 B．用蓝光照射产生的干涉条纹间距比黄光照射时产生的条纹间距窄 C．干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的 D．薄膜上干涉条纹基本上是水平的 7．如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的．则在下面的四幅图中(甲、乙、丙、丁)依次对应的是(　　) A．双缝宽间距，双缝窄间距，宽单缝，窄单缝 B．双缝窄间距，双缝宽间距，窄单缝，宽单缝 C．宽单缝，窄单缝，双缝宽间距，双缝窄间距 D．窄单缝，宽单缝，双缝窄间距，双缝宽间距 8．关于自然光和偏振光，下列观点正确的是(　　) A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能 B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光 C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光 D．自然光和偏振光都能使感光底片感光 9．在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是(　　) A．减弱反射光，从而使景物的像清晰 B．增强反射光，从而使景物的像清晰 C．增强透射光，从而使景物的像清晰 D．减弱透射光，从而使景物的像清晰 10．(多选)一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．此介质折射率为 B．此介质折射率为 C．将入射角改为60°，此介质折射率不变 D．光在介质中的速度比在空气中大 11．(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是(　　) A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化 C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化 12．(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示．则下述正确的是(　　) A．a光的频率较大　　　　 B．b光的频率较大 C．a光的波长较大 D．b光的波长较大 13．(多选)对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是(　　) A．只有障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象 B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果 C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论 D．光的衍射现象说明了光具有波动性 14．(多选)关于激光与自然光，下列说法正确的是(　　) A．激光的频率单一，而自然光含有各种频率的光，所以激光的相干性好 B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的 C．激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的 D．相干性好是激光与普通光的根本区别 二、实验题： 15.右图是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图．玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则 (1)出射光线与入射光线________(填“仍平行”或“不再平行”)． (2)以入射点O为圆心，以R＝5 cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN＝1.68 cm，EF＝1.12 cm，则该玻璃砖的折射率n＝________． 16.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用如图所示装置测量红光的波长： (1)图中标示的器材“A”应为________． (2)下列操作正确的是________． A．先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头 B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压 C．观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整 D．测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合 (3)下列图示中条纹间距表示正确是________． 三．计算题: 17.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108 m/s) (1)画出折射光路图； (2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度； (3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值多大？ (4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由． 18．由于激光是亮度高、方向性好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体．要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多少？ 参考答案： 1.解析：选C．由＝n＞1，得折射角θ2＜θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°＜φ＜140°，故C正确． 2.解析：选D．由反射定律和题意可知，反射角和入射角均为45°，折射角为r＝180°－45°－105°＝30°，则折射率n＝＝，所以光在该介质中的传播速度v＝＝＝c，故D正确． 3.解析：选C．发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介质折射率较大，故只有C正确． 4.解析：选B．四个选项产生光路效果如图所示，则可知B正确．　 5.解析：选A．条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误．双缝干涉现象中，相邻两亮条纹或两暗条纹是等间距的，C错误．红光的波长比紫光的波长大，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，D错误． 6.解析：选C．由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确；条纹间距与光的波长成正比，由于蓝光波长短，故蓝光条纹间距窄，故B正确；干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加增强产生的，故C错误；薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故D正确． 7.解析：选A．双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故甲、乙两个是双缝干涉图样，根据双缝干涉条纹间距Δx＝λ可知双缝间距越窄，Δx越大，故甲是双缝宽间距，乙是双缝窄间距；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧越窄越暗，而单缝越窄，中央亮条纹越宽，故丙是宽单缝，丁是窄单缝． 8.解析：选D．振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，A错误．光的偏转现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光，B错误．光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，C错误．自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，D正确． 9.解析：选A．由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，不能增强透射光． 10.解析：选BC．由入射角、折射角及折射定律的含义知n＝＝，A错误，B正确；折射率反映介质的光学性质，与入射角的大小无关，故C正确；由n＝知，D错误． 11.解析：选ACD．双缝干涉发生后，并不只在像屏处有干涉图样，而是在双缝右侧的空间，只要通过双缝后，在两列光相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰，A、C、D正确． 12.解析：选BC．由干涉图样可知a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，由Δx＝λ知a光的波长大于b光的波长，又由c＝λf知，b光的频率大于a光的频率，A、D错误，B、C正确． 13.解析：选ABD．光的衍射现象说明了光具有波动性，而小孔成像说明了光沿直线传播，要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的(只有在光的波长比障碍物小的情况下，光才可以看成是沿直线传播的)，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，故C错误，A、B、D正确． 14.解析：选ACD．激光的频率单一，相干性很好，自然光中含有各种频率的光，故A、D正确；激光和自然光都是由原子的跃迁产生的，故B错误，C正确． 15.解析：(1)由于玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，所以出射光线与入射光线不再平行． (2)该玻璃砖的折射率n＝＝＝＝＝1.5. 答案：(1)不再平行　(2)1.5 16.解析：(1)题图中标示的器材“A”应为红光滤色片． (2)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头，故A正确；若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B正确；观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C正确；测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故D错误． (3)干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹(或暗条纹)的中心之间的距离，故图C是正确的，图A、B、D错误． 答案：(1)红光滤色片(写滤光片也对)　(2)ABC　(3)C 17.[解析]　(1)由题意知入射角θ1＝60°，反射角β＝60°， 折射角θ2＝180°－60°－90°＝30°，折射光路图如图所示． (2)n＝＝＝， 根据n＝得v＝＝ m/s≈1.7×108 m/s. (3)根据n＝得sin θ2＝， 将sin θ1＝sin 45°＝及n＝代入上式，可求得sin θ2＝. (4)折射率不会变化，折射率反映介质的光学性质，跟入射角的大小无关． [答案]　(1)见解析图　(2)　1.7×108 m/s　(3) (4)见解析 18.[解析]　设激光束在光导纤维前端的入射角为θ1，折射角为θ2，折射光线射向侧面时的入射角为θ3，如图所示． 由折射定律n＝ 由几何关系θ2＋θ3＝90° 则sin θ2＝cos θ3 由全反射临界角公式sin θ3＝ 故cos θ3＝ 要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射， 应有θ1＝90°，sin θ1＝1 故n＝＝＝＝ 解得n＝. [答案]　 学科网（北京）股份有限公司 $