第四章 光及其应用 单元练习 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

第4章 光及其应用 练习2025-2026学年物理粤教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、一束光由空气射入某介质，入射角为60°，此时折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度为(　　) A．×108 m/s B．×108 m/s C．×108 m/s D．×108 m/s 2、（双选）对于光学部分的有关公式，下列说法正确的是(　　) A．根据折射率的定义式＝n，测量折射率时，光应从空气(或真空)进入介质 B．根据折射定律＝n可知，n是折射率 C．根据公式n＝知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比 D．根据公式v＝fλ可知，同一介质中不同频率的光，v相同，f大则λ小 3、光在某种介质中传播时的速度为1.5×108 m/s，那么，光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为(　　) A．60° B．45° C．30° D．75° 4、瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体(　　) A．一定含瓦斯 B．一定不含瓦斯 C．不一定含瓦斯 D．无法判断 5、通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这些现象分别属于(　　) A．光的衍射、折射和干涉现象 B．光的干涉、衍射和折射现象 C．光的干涉、折射和衍射现象 D．光的衍射、干涉和折射现象 6、一个透明圆柱体的横截面如图所示，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点。已知入射光线到直径AB距离为R，R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则(　　) A．该透明圆柱体介质的折射率为 B．该单色光从C点传播到B点的时间为 C．折射光线到B点时可能发生全反射 D．改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点 7、1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来作为光的传导材料，来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的(　　) A．图甲中，弯曲的水流可以导光 B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像 C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色 D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象 8、（双选）如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是(　　) A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率约为1.73 C．光在介质中的传播速度约为1.73×108 m/s D．反射光线与折射光线成60°角 9、为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为(　　) A．r　　　 B．r C．r D．r 10、（双选）如图所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心．已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，双缝S1与S2之间距离为d，双缝到屏的距离为L，若整个装置处于真空中，则下列说法正确的是(　　) A．来自双缝S1和S2的光传播到P点处的时间差为 B．屏上P点和P0点之间仅能观察到两条暗条纹 C．仅将单缝S0向左(保持S0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P点处能观察到暗条纹 D．仅将屏向右(保持P0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P点处能观察到暗条纹 11、（双选）下列说法正确的是(　　) A．光纤通信是利用了全反射的原理 B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的 C．障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象 D．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样 12、对下列光学现象的认识，正确的是(　　) A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象 B．雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象 C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象 D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高 二、填空题。 13、利用插针法测量玻璃的折射率，实验中先将玻璃砖固定在水平桌面上的白纸上，画出玻璃砖两侧界面MN、PQ，在玻璃砖的一侧插好大头针P1、P2后，某同学发现在P1、P2的同侧通过玻璃砖在如图所示的位置也可观察到P1、P2的像，于是他在白纸上插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，然后，他又插下大头针P4，使P4挡住P3以及P2、P1的像，取走玻璃砖，画P1、P2连线交MN于O点，P4、P3连线交MN于O′点，测出P1、P2连线与MN间的夹角α＝30°，玻璃砖的厚度h＝2.00 cm，O、O′两点间的距离l＝3.00 cm。则玻璃砖的折射率为________。 14、在“用双缝干涉测定光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 (1)甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。 (2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测定光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光 的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为________。(填写元件代号) (3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图丁(a)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图丁(b)所示，则其示数为________mm；在B位置时游标卡尺如图丁(c)所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。(保留两位有效数字) 三、计算题。 15、如图甲所示，真空中均匀透明介质半球体的半径为R，O为球心，一细光束从A点垂直底面射向球面，在球面上的入射角为30°，当光从球面上B点折射进入真空时的传播方向相对于原光线偏转了30°.已知真空中的光速为c. (1)求介质球的折射率n； (2)求光从A点沿直线传播到B点的时间t； (3)如图乙，当一束平行光垂直底面射向球面时，所有的光线都能从球面折射进入真空，求平行光束的最大宽度a。 16、如图所示，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平。球面与桌面相切于A点，一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离，不考虑光线在玻璃体内的多次反射。 第4章 光及其应用 练习2025-2026学年物理粤教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、一束光由空气射入某介质，入射角为60°，此时折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度为(　　) A．×108 m/s B．×108 m/s C．×108 m/s D．×108 m/s 【答案】B　 2、（双选）对于光学部分的有关公式，下列说法正确的是(　　) A．根据折射率的定义式＝n，测量折射率时，光应从空气(或真空)进入介质 B．根据折射定律＝n可知，n是折射率 C．根据公式n＝知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比 D．根据公式v＝fλ可知，同一介质中不同频率的光，v相同，f大则λ小 【答案】AC　 3、光在某种介质中传播时的速度为1.5×108 m/s，那么，光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为(　　) A．60° B．45° C．30° D．75° 【答案】C　 4、瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体(　　) A．一定含瓦斯 B．一定不含瓦斯 C．不一定含瓦斯 D．无法判断 【答案】A　 5、通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这些现象分别属于(　　) A．光的衍射、折射和干涉现象 B．光的干涉、衍射和折射现象 C．光的干涉、折射和衍射现象 D．光的衍射、干涉和折射现象 【答案】A　 6、一个透明圆柱体的横截面如图所示，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点。已知入射光线到直径AB距离为R，R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则(　　) A．该透明圆柱体介质的折射率为 B．该单色光从C点传播到B点的时间为 C．折射光线到B点时可能发生全反射 D．改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点 【答案】B　 7、1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来作为光的传导材料，来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的(　　) A．图甲中，弯曲的水流可以导光 B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像 C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色 D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象 【答案】A　 8、（双选）如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是(　　) A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率约为1.73 C．光在介质中的传播速度约为1.73×108 m/s D．反射光线与折射光线成60°角 【答案】BC　 9、为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为(　　) A．r　　　 B．r C．r D．r 【答案】A　 10、（双选）如图所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心．已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，双缝S1与S2之间距离为d，双缝到屏的距离为L，若整个装置处于真空中，则下列说法正确的是(　　) A．来自双缝S1和S2的光传播到P点处的时间差为 B．屏上P点和P0点之间仅能观察到两条暗条纹 C．仅将单缝S0向左(保持S0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P点处能观察到暗条纹 D．仅将屏向右(保持P0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P点处能观察到暗条纹 【答案】AD　 11、（双选）下列说法正确的是(　　) A．光纤通信是利用了全反射的原理 B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的 C．障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象 D．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样 【答案】AD　 12、对下列光学现象的认识，正确的是(　　) A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象 B．雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象 C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象 D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高 【答案】D　 二、填空题。 13、利用插针法测量玻璃的折射率，实验中先将玻璃砖固定在水平桌面上的白纸上，画出玻璃砖两侧界面MN、PQ，在玻璃砖的一侧插好大头针P1、P2后，某同学发现在P1、P2的同侧通过玻璃砖在如图所示的位置也可观察到P1、P2的像，于是他在白纸上插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，然后，他又插下大头针P4，使P4挡住P3以及P2、P1的像，取走玻璃砖，画P1、P2连线交MN于O点，P4、P3连线交MN于O′点，测出P1、P2连线与MN间的夹角α＝30°，玻璃砖的厚度h＝2.00 cm，O、O′两点间的距离l＝3.00 cm。则玻璃砖的折射率为________。 【答案】1.44 14、在“用双缝干涉测定光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 (1)甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。 (2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测定光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光 的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为________。(填写元件代号) (3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图丁(a)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图丁(b)所示，则其示数为________mm；在B位置时游标卡尺如图丁(c)所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。(保留两位有效数字) 【答案】(1)甲　 (2)CEDBA　 (3)111.10　5.4×10－7 三、计算题。 15、如图甲所示，真空中均匀透明介质半球体的半径为R，O为球心，一细光束从A点垂直底面射向球面，在球面上的入射角为30°，当光从球面上B点折射进入真空时的传播方向相对于原光线偏转了30°.已知真空中的光速为c. (1)求介质球的折射率n； (2)求光从A点沿直线传播到B点的时间t； (3)如图乙，当一束平行光垂直底面射向球面时，所有的光线都能从球面折射进入真空，求平行光束的最大宽度a。 【答案】(1)　 (2)　 (3) 【解析】(1)由题意可知，折射角为60°，根据折射定律有 n＝＝. (2)运动的时间t＝；＝Rcos 30°；v＝；联立解得 t＝. (3)设临界角为C，则sin C＝，当边缘光线的入射角等于临界角时，光束的宽度最大。有Rsin C＝， 联立解得a＝ 16、如图所示，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平。球面与桌面相切于A点，一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离，不考虑光线在玻璃体内的多次反射。 【答案】R 【解析】当光线经球心O入射时，光路图如图(a)所示。 设玻璃的折射率为n，由折射定律，有n＝ 式中，入射角i＝45°，r为折射角 △OAB为直角三角形，因此sin r＝ 发生全反射时，临界角C满足sin C＝ 在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，光路图如图(b)所示。设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点，则∠EDO＝C 在△EDO内，根据正弦定理有＝ 联立以上各式并利用题给条件得OE＝R。 学科网（北京）股份有限公司 $