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

**基本信息** 本单元卷聚焦光的折射、干涉、衍射等核心知识，通过实验操作与综合计算结合，适配高中物理选择性必修第一册第四章复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题（约48分）|折射定律、双缝干涉、单缝衍射、偏振光|结合生活情境（如回归反光膜），辨析概念本质| |填空含实验题|2题（约16分）|玻璃砖折射率测定、双缝干涉测波长|注重实验操作误差分析，培养科学探究能力| |计算题|3题（约36分）|折射光路分析、三棱镜折射率及传播时间计算|强化科学推理与模型建构，综合应用物理规律|

第四章　光及其应用 练习-2025-2026学年物理教科版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发生的是(　 　) 2、如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　) A．　　 B． C．　　 D． 3、如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB ，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是(　　) A．，不能发生全反射 B．，能发生全反射 C．，不能发生全反射 D．，能发生全反射 4、关于光的干涉，下列说法中正确的是(　　) A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 C．在双缝干涉现象中，将绿光换成红光，相邻两个亮条纹间距将变宽 D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 5、如图所示为实验时光屏上显示的单色光的干涉图样，当测量头的分划板中心刻线从图中a点移到c点时，测量了几条亮条纹间的距离(　　) A．1条 B．2条 C．3条 D．4条 6、(双选)关于光的衍射现象,下列说法正确的是(　　) A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C.光照到不透明的小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射 D.光照到较大圆孔上出现边缘模糊的大光斑,说明光沿着直线传播,不存在光的衍射 7、（双选）下列说法中正确的是(　　) A.振动沿各个方向均匀分布的光是自然光 B.振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光 C.振动沿特定方向的光才是偏振光 D.振动沿特定方向的光才是自然光 8、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 9、用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是(　　) A.相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等 B.中央亮条纹的宽度是两侧亮条纹宽度的2倍 C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上条纹间的距离增大 D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 10、现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是(　　) A．15° 　　B．30°　　C．45° 　　D．60° 11、如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径O N，O N边可吸收其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线(　　) A．不能从圆弧射出　　B．只能从圆弧射出 C．能从圆弧射出　　 D．能从圆弧射出 12、某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏．当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因可能是(　　) A．单缝S太窄 B．单缝S太宽 C．S到S1和S2距离不相等 D．阳光不能作为光源 二、填空含实验题。 13、如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小． 14、在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,调节测量头的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,如图所示,此时手轮的读数是　　　　mm。转动测量头,使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹中心位置,再次记下手轮上的读数。若实验测得的4条亮条纹中心间的距离为0.960 mm,且已知双缝间距d=1.5 mm,双缝到屏的距离l=100 cm,则对应的光波的波长为λ=　　　　cm。  三、计算题。 15、如图所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 16、如图所示，某种玻璃制成的三棱镜ABC，其中∠A＝45°、∠B＝60°，AB长度为30 cm.今有一束单色光从距离B点5 cm处的P点垂直BC边入射，从AC边上的M点出射，出射方向与AC夹角为60°，已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s(不考虑光的多次反射，sin 15°＝0.25，cos 15°＝0.96)。求： (1)该玻璃的折射率； (2)光从P点射到M点所用的时间。 17、如图所示，矩形ABCD为长方体水池横截面，宽度d＝6 m，高h＝(2＋1) m，水池里装有高度为h′＝2 m、折射率为n＝的某种液体，在水池底部水平放置宽度d′＝5 m的平面镜，水池左壁高b＝ m处有一点光源S，在其正上方放有一长度等于水池宽度的标尺AB，S上方有小挡板，使光源发出的光不能直接射到液面，不考虑光在水池面上的反射，求在此横截面上的标尺上被照亮的长度和液面上能射出光线部分的长度．(第二问结果保留2位有效数字) 第四章　光及其应用 练习-2025-2026学年物理教科版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发生的是(　 　) 【答案】D 2、如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　) A．　　 B． C．　　 D． 【答案】A　 3、如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB ，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是(　　) A．，不能发生全反射 B．，能发生全反射 C．，不能发生全反射 D．，能发生全反射 【答案】A　 4、关于光的干涉，下列说法中正确的是(　　) A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 B．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 C．在双缝干涉现象中，将绿光换成红光，相邻两个亮条纹间距将变宽 D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫 【答案】C 5、如图所示为实验时光屏上显示的单色光的干涉图样，当测量头的分划板中心刻线从图中a点移到c点时，测量了几条亮条纹间的距离(　　) A．1条 B．2条 C．3条 D．4条 【答案】B 6、(双选)关于光的衍射现象,下列说法正确的是(　　) A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹 C.光照到不透明的小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射 D.光照到较大圆孔上出现边缘模糊的大光斑,说明光沿着直线传播,不存在光的衍射 【答案】AC　 7、（双选）下列说法中正确的是(　　) A.振动沿各个方向均匀分布的光是自然光 B.振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光 C.振动沿特定方向的光才是偏振光 D.振动沿特定方向的光才是自然光 【答案】AC　 8、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　 9、用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是(　　) A.相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等 B.中央亮条纹的宽度是两侧亮条纹宽度的2倍 C.屏与双缝之间的距离减小,则屏上条纹间的距离增大 D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 【答案】A　 10、现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是(　　) A．15° 　　B．30°　　C．45° 　　D．60° 【答案】D　 11、如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径O N，O N边可吸收其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线(　　) A．不能从圆弧射出　　B．只能从圆弧射出 C．能从圆弧射出　　 D．能从圆弧射出 【答案】B　 12、某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏．当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑．分析实验失败的原因可能是(　　) A．单缝S太窄 B．单缝S太宽 C．S到S1和S2距离不相等 D．阳光不能作为光源 【答案】B 二、填空含实验题。 13、如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小． 【答案】光学　d　e　 14、在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,调节测量头的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,如图所示,此时手轮的读数是　　　　mm。转动测量头,使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹中心位置,再次记下手轮上的读数。若实验测得的4条亮条纹中心间的距离为0.960 mm,且已知双缝间距d=1.5 mm,双缝到屏的距离l=100 cm,则对应的光波的波长为λ=　　　　cm。  【答案】1.180　4.8×10-5 三、计算题。 15、如图所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 【答案】1.15 m 【解析】光路如图所示： 由题意可得入射角为53° 由折射定律＝n，＝，则r＝37°， 由几何关系得影长 s＝0.3 m×tan 53°＋1 m×tan 37°＝1.15 m。 16、如图所示，某种玻璃制成的三棱镜ABC，其中∠A＝45°、∠B＝60°，AB长度为30 cm.今有一束单色光从距离B点5 cm处的P点垂直BC边入射，从AC边上的M点出射，出射方向与AC夹角为60°，已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s(不考虑光的多次反射，sin 15°＝0.25，cos 15°＝0.96)。求： (1)该玻璃的折射率； (2)光从P点射到M点所用的时间。 【答案】(1)1.92　 (2)7.96×10－10 s 【解析】(1)光从BC射入，从AC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在玻璃中的光路图如图所示． 设光在AB边N点发生全反射，由几何关系可得，在AB边反射的入射角和出射角为： ∠1＝∠2＝90°－30°＝60°， 由几何关系可得，∠AMN＝180°－∠A－(90°－∠2)＝105°， 光在AC边M点出射，∠3＝∠AMN－90°＝15°，∠4＝90°－60°＝30°， 玻璃的折射率为n＝＝＝2cos 15°≈1.92； (2)光从P点入射N点，由几何关系计算可得 BN＝＝10 cm，PN＝BPtan 60°＝5 cm≈8.66 cm， 在三角形△AMN中由正弦定理可得＝， 则NM＝＝≈14.73 cm， 则光在玻璃中从P点入射到M点出射通过的距离为： s＝PN＋MN＝23.39 cm， 所以光从P点到M点所用的时间 t＝＝7.96×10－10 s。 17、如图所示，矩形ABCD为长方体水池横截面，宽度d＝6 m，高h＝(2＋1) m，水池里装有高度为h′＝2 m、折射率为n＝的某种液体，在水池底部水平放置宽度d′＝5 m的平面镜，水池左壁高b＝ m处有一点光源S，在其正上方放有一长度等于水池宽度的标尺AB，S上方有小挡板，使光源发出的光不能直接射到液面，不考虑光在水池面上的反射，求在此横截面上的标尺上被照亮的长度和液面上能射出光线部分的长度．(第二问结果保留2位有效数字) 【答案】2 m　2.2 m 【解析】S发出的临界光线的光路如图所示，由几何关系得sin α＝， 根据折射定律得＝n， 解得β＝45°。 此横截面上的标尺上被照亮的长度x1＝d－(b＋h′)·tan 30°－(h－h′)tan β， 代入数据得x1＝2 m. 设此液体的临界角为θ，则sin θ＝，所以θ＝45°， 则液面上能射出光线部分的长度 x2＝－＝(b＋h′)(tan 45°－tan 30°)， 代入数据得x2＝3(－1) m≈2.2 m。 学科网（北京）股份有限公司 $