第四章 光 单元测试基础通关 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

人教版高二物理选择性必修第一册第四章光单元测试基础通关 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．下列关于光现象的说法不正确的是（　　） A．如图甲，水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从水射向气泡时一部分光在气泡界面上发生全反射 B．如图乙，用肥皂膜做薄膜干涉实验，竖直放置的肥皂膜上看到的条纹间距不相等 C．如图丙，要减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车内景象，可在相机镜头前装一片偏振片 D．如图丁，泊松亮斑是光照射到不透明小圆盘时发生干涉产生的 2．如图甲所示的实验中，将玻璃板a放在玻璃板b上，在右端夹入两张纸片，用黄光从上方入射，从上往下可以观察到如图乙所示的条纹，出现这种条纹现象是光的（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．偏振现象 D．全反射现象 3．振动与波的现象广泛存在于日常生活中，对下列四幅图所展示的物理情景，解释正确的是（　　） A．图甲中，要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好 B．图乙中，蝙蝠用声波定位是利用了声波的衍射原理 C．图丙中，水波从深水区向浅水区传播，可知浅水区传播速度比深水区大 D．图丁中，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种横波 4．光既具有波动性，又具有粒子性。下列四幅图是红光的干涉图样和红光的衍射图样，下列有关说法正确的是（　　） A．甲图和丁图是干涉图样，乙图和丙图是衍射图样 B．甲图和乙图表明光子具有粒子性，丙图和丁图表明光子具有波动性 C．若改用蓝光做实验，丁图中的条纹间距将变大 D．四幅图中的亮纹处，光子出现的概率大 5．降雨后天空出现的虹，是由阳光射入雨滴（视为球形）后经一次反射和再次折射而形成的。如图所示为虹形成的示意图，有一束白光由图示方向射入雨滴，、是白光射入雨滴后经过一次反射和再次折射后的其中两条出射光（、是单色光）。下列关于光与光的说法中正确的是（　　） A．光的频率小于光的频率 B．若光为黄光，则光可能是绿光 C．光在雨滴中的传播速度小于光在雨滴中的传播速度 D．用同一双缝干涉仪做双缝干涉实验，光条纹间距大于光条纹间距 6．如图所示，一半径为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线沿与竖直方向夹角从截面顶点入射，随后从横截面另一位置（未画出）射出。已知出射光线与入射光线的夹角为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在圆柱内的反射，则下列说法正确的是（　　） A．该玻璃圆柱的折射率为 B．该玻璃圆柱的折射率为 C．光在玻璃圆柱中传播的时间为 D．光在玻璃圆柱中传播的时间为 7．夜晚，景观水池中央底部的光源发出的光在水面形成一个发光圆，若水中点光源离水面的距离为1 m，在水面上观察到发光圆的半径为，已知真空中光速，下列说法正确的是（　　） A．景观水池中水的折射率为 B．光在该水中的传播速度为 C．该光从水面射出所用的最短时间为 D．降低水面的高度，水面上的透光面积会增大 8．如图所示，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，点A处的光源发出的一条光线恰能沿着桶口照射到桶底的左端点B。当油的深度等于桶高的一半时，该光线照射到桶底上的点C。且C、B两点相距。求油的折射率n和光在油中传播的速度v。 A．n=1.58 B．n=1.33 C．v=1.9×108 m/s D．v=2.25×108 m/s 9．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大 B．入射角i由0°逐渐增大时，a单色光全反射现象不会消失 C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长 D．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为 10．某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对发光像素单元可视角度的控制，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出的两条光线的夹角为。下列说法正确的是（　　） A．透明介质的折射率 B．透明介质的折射率 C．增大屏障高度，可以减小可视角度，使防窥效果更好 D．减小屏障高度，可以减小可视角度，使防窥效果更好 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11．某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置； b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； c.用刻度尺测量PM和OM的长度和，测得； d.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图所示。利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=_______；由测得的数据可得折射率n为_______（结果保留3位有效数字）。 12．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中 (1)用如图1所示装置测量，实验时可以通过拨杆调节的是_____。 A．单缝与双缝距离 B．单缝倾斜程度 C．双缝倾斜程度 D．双缝与屏距离 (2)使分划板中心刻线与其中一条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上示数为2.002 mm。同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第9条亮纹中心对齐，此时手轮上示数如图2所示，则示数为_____。已知双缝间距，双缝与屏距离1.25 m，则所测单色光波长为_____m（结果保留三位有效数字） 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．如图所示，一束激光以的入射角射到水平放置的平面镜M上，反射后射到与平面镜平行的光屏上的P点。现将一块厚度为d的矩形玻璃砖放到平面镜M上（如图中虚线所示，玻璃砖与平面镜紧密接触），光线从玻璃砖上表面射入，经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，射到光屏上的Q点（图中未画出）。已知玻璃砖的折射率，取，真空中光速为c。不考虑多次反射，求： (1)激光在玻璃砖中的传播时间； (2)P、Q两点之间的距离。 14．如图所示是一个折射率为n的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°。现有一条光线从AB面上图示位置垂直入射到棱镜内，若光线恰好在BC边发生全反射后，从CD边射出。已知光速为c，求： (1)该透明介质的折射率n； (2)光在介质中的传播速度v； (3)光线射出棱镜时折射角的正弦值。 15．如图所示，某透明光学元件AOB的截面是半径为R的四分之一圆，其折射率n，一束光线从AO边上的某点P处以入射角α射入该光学元件，若光线不经反射最终从OB边射出，已知光在真空中传播的速度为c，求： (1)OP的最大距离； (2)光线不经反射在光学元件中运动的最长时间是多少? 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 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 $ 《人教版高二物理选择性必修第一册第四章光单元测试基础通关》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D D C A C AC AD BC 1．D 【详解】A．图甲中，水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的全反射，故A正确； B．图乙中，用肥皂膜做薄膜干涉实验，肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，条纹是上疏下密的，故B正确； C．图丙中，要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片，故C正确； D．图丁中，中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，属于圆盘衍射，故D错误。 本题选择不正确的，故选D。 2．A 【详解】图乙的条纹是由入射光经a的下表面、b的上表面的反射光叠加而形成的干涉现象。 故选A。 3．D 【详解】A．根据明显衍射条件可知，障碍物尺寸接近或小于波长时发生明显衍射，故发射台发出的信号波长越长信号波衍射越明显，即收听广播效果越好，故A错误； B．图乙中，蝙蝠用声波定位是利用了声波的反射原理，故B错误； C．由图丙可知，深水区波长大于浅水区，根据，频率不变，故浅水区传播速度比深水区小，故C错误； D．自然光经偏振片P后成为线偏振光；当Q的透振方向与P垂直时，光强显著减弱甚至为零，此为偏振现象，偏振是横波特有性质，则能说明光是一种横波，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．甲、乙、丙图都是衍射图样，只有丁是干涉图样，故A错误； B．干涉和衍射都是光波动性的体现，所有四幅图都证明光子具有波动性，故B错误； C．丁是双缝干涉，条纹间距满足，蓝光波长比红光更短，因此条纹间距会变小，故C错误； D．光波是概率波，亮纹处是光子到达概率大的位置，暗纹处光子到达概率小，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．由光路图可知，白光射入雨滴后，a光对应的光线在第一次折射时偏折程度较大，说明雨滴对a光的折射率较大，即。折射率越大，光的频率越高，所以a光的频率大于b光的频率，即，故A错误； B．若a光为黄光，因，b光的频率应小于黄光，可能是红光或橙光，而绿光频率大于黄光，故B错误； C．根据光在介质中的传播速度公式，因，所以a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度，故C正确； D．根据双缝干涉条纹间距公式，因，则a光在真空中的波长小于b光，即，所以a光条纹间距小于b光条纹间距，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】A B．根据几何关系第一次的折射角等于第二次的入射角，据光在折射时的可逆性和折射定律得第二次的出（折）射角等于第一次的入射角， 一共偏转了，如图所示 又 故折射角，据折射定律，有 故A正确，B错误； CD．由几何关系光在该玻璃圆柱中传播的路径为 光在该玻璃圆柱中传播速度为 光在玻璃圆柱中传播的时间为，故CD错误。 故选A。 7．C 【详解】A．根据题意可知点光源离水面的距离为1 m，水面发光圆的边缘是光刚好发生全反射的位置，此时入射角等于全反射临界角。由几何关系得 计算得 根据全反射临界角公式 得水的折射率，故A错误； B．光在水中的传播速度，故B错误； C．光竖直向上传播时路径最短，对应时间最短，最短时间，故C正确； D．透光圆半径，临界角为定值，降低水面高度即减小，减小，透光面积减小，故D错误。 故选C。 8．AC 【详解】AB．如图所示 底面直径与桶高相等，所以图中入射角，折射角为r，则有 油的折射率，故A正确，B错误； CD．光在油中传播的速度，故C正确，D错误。 故选AC。 9．AD 【详解】A．由图可知，在内芯介质中a单色光的折射角比b单色光大，根据折射定律 在内芯介质中a单色光的折射率比b单色光小，又由 可知，在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故A正确； B．根据折射定律可知，入射角i由逐渐增大时，a、b单色光的折射角都增大，a单色光的折射角大于b单色光，导致a、b单色光在到达内芯和外套界面时的入射角都减小，且a单色光入射角小于b单色光，由于a单色光的折射率比b单色光小，根据 可知，a单色光发生全反射的临界角大于b单色光，则a单色光全反射现象会消失，故B错误； C．由于光在不同介质中的频率不变，根据，传播速度减小，由，可知波长减小，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有 可得 根据数学知识可知 根据几何关系可知，a单色光的传播距离为 由 可得传播速度为 则a单色光在介质中传播的时间为,故D正确。 故选AD。 10．BC 【详解】AB．由光路图可知，折射角为，入射角为，根据折射定律可知，故A错误，B正确； CD．设相邻屏障间距为L，由几何关系有 增大屏障高度，减小，则减小，可视角度减小，使防窥效果更好，故C正确，D错误； 故选BC。 11． 1.51 【解析】【小题1】[1]折射率 [2]代入数据得 12．(1)B (2) 13.449/13.450/13.451/13.452 （） 【详解】（1）实验时可以通过拨杆调节单缝倾斜程度，从而使得单缝和双缝平行。 故选B。 （2）[1] 手轮上示数为 [2]条纹间距为 根据 解得所测单色光波长为 13．(1) (2) 【详解】（1）依题意画出光路图如图所示： 根据光的折射定律得 解得 则有 设激光在玻璃砖中传播的距离为，则根据几何关系有 解得 由于激光在玻璃砖中传播的速度大小为 则激光在玻璃砖中的传播时间为 （2）设到、的距离分别为、，、两点之间的距离为，则由几何关系得， 解得， 所以、两点之间的距离为 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）光在棱镜中的光路图如图所示 由几何知识得，，根据全反射临界角公式 解得 （2）根据光速与折射率的关系 解得 （3）根据折射定律 解得 15．(1) (2) 【详解】（1）当光线恰好从B点射出时，OP最大；设光线在P点入射的折射角为，根据折射定律可得 根据几何关系可得OP的最大距离为 联立解得 （2）由几何关系可得光线不经反射在光学元件中运动的距离为 光在介质中的传播速度为 光线不经反射在光学元件中运动的最长时间为 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 $