第四章 光 单元练习题 -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** 本单元卷聚焦人教版高中物理选择性必修第一册第4章“光”，通过选择、实验、计算等题型系统考查光的折射、干涉、衍射及激光应用，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|折射定律、干涉条件、衍射现象、激光应用|结合飞机导航（无线电波干涉）等科技情境，突出物理观念应用| |填空含实验题|2|折射率测量、洛埃德镜干涉|设计无量角器测折射率实验，培养科学探究能力| |计算题|3|三棱镜折射、介质球光路、玻璃工件折射率|通过半球体-圆柱体复合模型，考查科学推理与模型建构|

第4章　光 练习题-2025-2026学年物理人教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的(　A　) A．速度变慢，波长变短 B．速度不变，波长变短 C．频率增高，波长变大 D．频率不变，波长变长 2、两束同色细平行光相距为d，从空气中互相平行地斜射到梯形玻璃砖的上表面，如图所示，当它们从玻璃砖的下表面垂直射出后，有(　　) A．两束光平行，距离为d B．两束光平行，距离大于d C．两束光平行，距离小于d D．两束光不平行，两射出点的距离为d 3、a、b两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如图所示．则关于a、b两束光，下列说法正确的是(　　) A．介质对a光的折射率小于b光 B．a光在介质中的速度小于b光 C．a光在真空中的波长小于b光 D．光从介质射向空气时，a光的临界角小于b光 4、物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是(　　) A．天线发出的两种无线电波必须一样强 B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 5、从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(　　) A．手电筒射出的光不是单色光 B．干涉图样太细小看不清楚 C．周围环境的光太强 D．这两束光为非相干光源 6、下列对衍射现象的定性分析,不正确的是(　　) A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象 B.光的衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论 7、关于激光的应用,以下说法正确的是(　　) A.光纤通信是应用激光平行度好的特点对信号来进行调制,使其在光导纤维中传递信息 B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息,是应用了激光相干性好的特点 C.医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤,是应用了激光亮度高的特点 D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离,是应用了激光亮度高的特点 8、（双选）固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则(　　) A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B．A光的玻璃砖中传播速度比B光的大 C．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑 D．β<θ<时，光屏上只有1个光斑 9、某次实验中，测得第一级亮条纹和第三级亮条纹中心相距4.0×10-2 m,若双缝间距为0.1 mm,双缝到屏的距离为l=4.0 m,则光波的波长为(　　) A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m C.1.5×10-8 m D.1.0×10-7 m 10、（双选）一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则(　　) A．na>nb 　　 B．na<nb C．va>vb 　　 D．va<vb 11、如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为(　　) A． 　　 B．　　C． 　　 D． 12、如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(　　) A．A、B、C三个位置都出现亮条纹 B．B位置出现暗条纹 C．C位置出现亮或暗条纹是由其他条件决定的 D．以上结论都不对 二、填空含实验题。 13、某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00 cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O和O′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线交NN′于D点，如图所示，用刻度尺量得OB＝8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________。 14、洛埃德(H.Lloyd)在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置——洛埃德镜。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到光屏上,另一部分直接投射到光屏上,在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。 (1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,　　　　　相当于另一个“缝”。  (2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是　　　　　　(填“亮条纹”或“暗条纹”)。  (3)实验中,已知单缝S到平面镜的距离为h=0.15 mm,单缝到光屏的距离为D=1.2 m,观测到第3条亮条纹到第12条亮条纹的中心间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=　　　　m(结果保留3位有效数字)。  三、计算题。 15、如图所示，一束激光垂直于AC面照射到等边玻璃三棱镜的AB面上．已知AB面的反射光线与折射光线的夹角为90°.光在真空中的传播速度为c.求： (1)玻璃的折射率； (2)激光在玻璃中传播的速度． 16、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。 17、如图所示，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率。(结果保留3位有效数字) 第4章　光 练习题-2025-2026学年物理人教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的(　A　) A．速度变慢，波长变短 B．速度不变，波长变短 C．频率增高，波长变大 D．频率不变，波长变长 【答案】A 2、两束同色细平行光相距为d，从空气中互相平行地斜射到梯形玻璃砖的上表面，如图所示，当它们从玻璃砖的下表面垂直射出后，有(　　) A．两束光平行，距离为d B．两束光平行，距离大于d C．两束光平行，距离小于d D．两束光不平行，两射出点的距离为d 【答案】B　 3、a、b两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如图所示．则关于a、b两束光，下列说法正确的是(　　) A．介质对a光的折射率小于b光 B．a光在介质中的速度小于b光 C．a光在真空中的波长小于b光 D．光从介质射向空气时，a光的临界角小于b光 【答案】A　 4、物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是(　　) A．天线发出的两种无线电波必须一样强 B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 【答案】C 5、从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为(　　) A．手电筒射出的光不是单色光 B．干涉图样太细小看不清楚 C．周围环境的光太强 D．这两束光为非相干光源 【答案】D 6、下列对衍射现象的定性分析,不正确的是(　　) A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象 B.光的衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论 【答案】D　 7、关于激光的应用,以下说法正确的是(　　) A.光纤通信是应用激光平行度好的特点对信号来进行调制,使其在光导纤维中传递信息 B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息,是应用了激光相干性好的特点 C.医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤,是应用了激光亮度高的特点 D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离,是应用了激光亮度高的特点 【答案】C　 8、（双选）固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则(　　) A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B．A光的玻璃砖中传播速度比B光的大 C．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑 D．β<θ<时，光屏上只有1个光斑 【答案】AD 9、某次实验中，测得第一级亮条纹和第三级亮条纹中心相距4.0×10-2 m,若双缝间距为0.1 mm,双缝到屏的距离为l=4.0 m,则光波的波长为(　　) A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m C.1.5×10-8 m D.1.0×10-7 m 【答案】B　 10、（双选）一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则(　　) A．na>nb 　　 B．na<nb C．va>vb 　　 D．va<vb 【答案】AD　 11、如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为(　　) A． 　　 B．　　C． 　　 D． 【答案】A　 12、如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(　　) A．A、B、C三个位置都出现亮条纹 B．B位置出现暗条纹 C．C位置出现亮或暗条纹是由其他条件决定的 D．以上结论都不对 【答案】A 二、填空含实验题。 13、某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00 cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O和O′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线交NN′于D点，如图所示，用刻度尺量得OB＝8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________。 【答案】1.5　 14、洛埃德(H.Lloyd)在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置——洛埃德镜。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到光屏上,另一部分直接投射到光屏上,在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。 (1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,　　　　　相当于另一个“缝”。  (2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是　　　　　　(填“亮条纹”或“暗条纹”)。  (3)实验中,已知单缝S到平面镜的距离为h=0.15 mm,单缝到光屏的距离为D=1.2 m,观测到第3条亮条纹到第12条亮条纹的中心间距为22.78 mm,则该单色光的波长λ=　　　　m(结果保留3位有效数字)。  【答案】(1)S经平面镜成的像S'　(2)暗条纹　(3)6.33×10-7 三、计算题。 15、如图所示，一束激光垂直于AC面照射到等边玻璃三棱镜的AB面上．已知AB面的反射光线与折射光线的夹角为90°.光在真空中的传播速度为c.求： (1)玻璃的折射率； (2)激光在玻璃中传播的速度． 【答案】(1)　 (2) 【解析】如图所示： (1)如图所示，由几何关系知：光在AB界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，则n＝＝. (2)由n＝得v＝＝。 16、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)n＝　(2)t＝　(3)a＝ 【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＝。 17、如图所示，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率。(结果保留3位有效数字) 【答案】1.43　 【解析】如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射。 设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sin i＝nsin r，① 由正弦定理有＝， ② 由几何关系，入射点的法线与OC的夹角为i.由题设条件和几何关系有： sin i＝， ③ 式中L是入射光线与OC的距离．由②③式和题给数据得 sin r＝， ④ 由①③④式和题给数据得n＝≈1.43。 ⑤ 学科网（北京）股份有限公司 $