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

**基本信息** 2025-2026学年高二上物理粤教版选择性必修一第四章光单元卷，覆盖折射、全反射、干涉等核心知识，通过实验操作与科技情境题，落实物理观念、科学思维及科学探究素养，适配单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|折射定律、全反射临界角、双缝干涉、单缝衍射|以三棱镜、玻璃砖为模型，单选基础辨析与多选能力提升结合| |非选择题|5题/54分|插针法测折射率、双缝干涉测波长、光纤通信、导光管采光|实验题强调操作规范（如大头针插法），计算题关联光纤、导光管等科技场景，体现真实应用价值|

第四章 光 单元测试 2025-2026学年高二上物理粤教版选择性必修一 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1．一束由a、b两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，入射光束与玻璃三棱镜AB界面的夹角为，如图所示，则a、b两种单色光（　　） A．玻璃三棱镜对单色光b的折射率较小 B．单色光a在玻璃三棱镜中的速度较大 C．增大，光束a先消失，然后是光束b D．减小，光束b先消失，然后是光束a 2．某同学利用半圆形玻璃砖进行实验，两单色光I和Ⅱ分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光c，已知两光与法线间的夹角分别为和，其出射光都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（　　） A．Ⅱ光与I光在玻璃砖中的传播时间之比为 B．Ⅱ光与I光在玻璃砖中的折射率之比为 C．Ⅱ光与I光在玻璃砖中传播速度大小的比为 D．Ⅱ光与I光由该玻璃砖射向真空发生全反射时的临界角之比为 3．潜水员在潜水时偶然会观察到上方坑洞里存在着明亮的“反光”，这是因为坑洞里存在空气，光在水面发生了全反射。如图，a处光源发出沿ab方向的光在b点恰好发生全反射，被c处的潜水员观察到。若水的折射率为n，光线与水面的夹角为θ，则（　　） A． B． C． D． 4．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　） A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d，相邻亮条纹间距离将增大 B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，下图对应光的波长较短 C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时，得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波 5．如图所示，光线以相同的入射角从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCl溶液，折射角β1<β2。已知NaCl溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比（　　） A．甲的折射率大 B．甲的浓度小 C．甲中光速大 D．甲的临界角大 6．光在传播过程中遇到不同的障碍物可呈现不同的现象，现有四幅光遇到障碍物后呈现的图像，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是泊松亮斑 B．图（b）是单缝衍射 C．图（c）是泊松亮斑 D．图（d）是双缝干涉 7．某艺术展览会上有一半圆形透明吊坠艺术品，其半径为，圆心点正下方有一点光源，距离圆心，当光源发出单色光时，其半圆弧边缘上有三分之二圆弧没有光线射出。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，该艺术品对该单色光的折射率为（　　） A． B． C．2 D． 8．平行单色光射向一横截面为半圆形的玻璃柱体，射向其圆弧面的光只有图中所示圆心角为θ的一段圆弧上有光射出(不考虑光在玻璃内的多次反射)。已知当入射光为a光时，θ＝60°，当入射光为b光时，θ＝90°，则(　　) A.该玻璃对a光的折射率为2 B.该玻璃对b光的折射率为 C.在该玻璃中a光的速度比b光的速度大 D.用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距小 9．如图是半径为的均质透明水晶球的一个截面圆，O为圆心，是截面圆的直径。单色细光束从点平行于直径射入水晶球，恰好从点射出，已知与直径的夹角为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A．光在处入射角为 B．水晶球的折射率为 C．光在水晶球中的传播速率为 D．光在水晶球中的传播时间为 10．如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（　　） A．该材料对红光的折射率为 B．若，光线c消失 C．若入射光a变为白光，光线b为白光 D．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题10分，14题12分，15题16分，共54分） 11．如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法可计算出玻璃的折射率。找出跟入射光线AO对应的出射光线的，从而确定折射光线。 （1）如图1，测出入射角和折射角r，根据______可计算出玻璃的折射率。 （2）如图2，以O为圆心，作圆与OA、分别交于P、Q点，过P、Q点分别作法线的垂线，垂足分别为、，测量出和的长度，则玻璃的折射率______。 （3）在完成上述实验过程时，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，应使______（选填选项前的字母）。 A．只挡住的像    B．只挡住的像    C．同时挡住、的像 12．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图中所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，然后依次放置其他光学元件，则由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序是C、________、________、________、________。 (2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数为________mm，求得相邻亮条纹的间距为________mm。 (3)已知双缝间距d为m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式________，求得所测红光的波长为________nm。 13．如图所示，在球心为O、折射率为n、半径为R的均匀透明介质球内S点处放置一个单色点光源（可向各方向发射光线），点光源发出的一条垂直于OS的光线恰好在球面上P点处发生全反射，球外真空中光速为c，求： (1)点光源距球心O的距离d； (2)光线射出球体所用的最短时间t。 14．光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长AD=L，折射率为n，AB、CD代表端面，光从AB端面以某一入射角θ进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，求： (1)sinθ的值； (2)光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间。 15．导光管采光系统是一套采集天然光并经管道传输到室内的采光系统，如图为过系统中心轴线的截面图。上面部分是收集阳光的半径为的某种均匀透明材料的采光半球，为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的高度为的空心导光管，直径为两部分的分界线，导光管与垂直。平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成角射入圆面。已知采光半球对该单色光的折射率为，空气中的光速为，求： (1)直径上有光照射的长度； (2)从点入射的光在采光系统中传播的时间。 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 参考答案 1．A【详解】A．由图可知，单色光b的偏折程度较小，故单色光b的折射率较小，故A正确； B．由图可知，单色光a的偏折程度较大，故单色光a的折射率较大，根据 可知单色光a在玻璃三棱镜中的速度较小，故B错误； C．因由题无法知道全反射临界角C与的大小关系，故无法判断，故C错误； D．减小，光线在BC面的入射角减小，两单色光在BC面不会发生全反射，故D错误。故选A。 2．C【详解】AB．由于光从玻璃砖射向空气发生折射，根据折射定律可知 i是入射角，r是折射角，则玻璃砖对Ⅰ光与Ⅱ光的折射率分别为， 则根据知Ⅰ光和Ⅱ光在玻璃砖中传播速度之比 根据得Ⅰ光和Ⅱ光在玻璃砖中的传播时间之比，故AB错误； C．根据可知，Ⅱ光与I光在玻璃砖中传播速度大小的比为，故C正确； D．根据可得临界角正弦之比为 则临界角之比不等于，故D错误。故选C。 3．C【详解】由光的折射定律可得由几何关系联立可得故选C。 4．B【详解】A．图甲中，由公式可知，若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d，相邻亮条纹间距离将减小，故A错误； B．图乙中，在狭缝宽度相同情况下，光的波长越大，中间亮条纹越宽，则下图对应光的波长较短，故B正确； C．图丙中，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的，故C错误； D．图丁中，当P固定不动，缓慢转动时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波，故D错误。故选B。 5．A【详解】入射角相同，由于，根据折射定律可知，故甲浓度大；根据，可知光线在甲中的传播速度较小，由可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。故选A。 6．C【详解】AC．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗，如图（a）；泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，图（c）是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，A错误，C正确； BD．单缝衍射与双缝干涉图样的区别：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则图（b）是双缝干涉图样，图（d）是单缝衍射图样，BD错误。故选C。 7．C【详解】设光源发出的单色光恰好在半圆弧边缘的点处发生全反射，如图所示，由题意有可知 解得故选C。 8．AD 【详解】由题知a光发生全反射的临界角为30°，由临界角公式sin ic＝得该玻璃对a光的折射率na＝＝2，故A正确；由题知b光发生全反射的临界角为45°，由临界角公式sin ic＝得该玻璃对b光的折射率nb＝＝，故B错误；该玻璃对b光的折射率较小，根据v＝知，在该玻璃中b光的速度比a光的速度大，故C错误；该玻璃对a光的折射率较大，可知a光的频率较大，波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ知，用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距小，故D正确。 9．AC【详解】AB．作出过C点的法线并根据数学知识标出角度，如图所示 根据几何关系可知入射角为 根据折射定律，水晶球对此单色细光束的折射率为故A正确，B错误； CD．细光束在水晶球中传播的路程为 细光束在水晶球中传播的速度为又 求得细光束在水晶球中的传播时间为故C正确，D错误；故选AC。 10．ABC【详解】A．根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为     故A正确； B．设临界角为C，得故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确； C．由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确； D．对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。故选ABC。 11． C 【详解】（1）[1]根据光的折射定律可计算出玻璃的折射率为 （2）[2]设圆的半径为，得，将两式代入折射率公式得 （3）[3]为了能够确定出射光线，在插时，应使同时挡住、的像，插时，使它挡住前面三个大头针，AB错误，C正确；故选C。 12．(1) E D B A(2) 13.870 2.310(3) 660 【详解】（1）[1][2][3][4]光源经滤光片后只留下红光，再经过单缝、双缝后得到两束相干光源，照射到毛玻璃上形成明暗相间的干涉条纹，故由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序为C、E、D、B、A。 故四个空应填入E、D、B、A。 （2）[1]图丙中手轮上的示数为 [2]图乙中手轮上的示数为 相邻亮条纹的间距 （3）[1]根据双缝干涉计算公式有整理得 [2]红光的波长为 13．(1)(2)【详解】（1）光线恰好在P点发生全反射，设光线的入射角为θ，根据折射定律有：① 根据几何关系得：②联立①②得：③ （2）光沿OS方向射出时，光程最短，所用时间最短，设光在介质球中的传播速度为，所用最短时间为t，有：④ 根据折射定律有： ⑤联立③④⑤得： 14．(1)(2) 【详解】（1）根据光的折射规律可得 由几何知识可得结合题意可得联立解得 （2）光在玻璃丝中传播的速度 作出光的折射光路图，如图所示 由几何关系有传播时间解得 15．(1)(2)【详解】（1）从C点射入的光线，根据折射定律有得 则直径上有光照射的长度 （2）由几何知识可得，从点入射的光在采光半球中运动的路程速度 在采光球中运动时间光线进入导光管有可得 由几何知识得，光线在导光管中运动的路程 时间得 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 $