第四章 光及其应用 练习题-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** 本卷为粤教版（2019）高中物理选择性必修第一册第四章“光及其应用”单元复习卷，覆盖折射、反射、干涉、衍射、偏振等核心知识点，通过实验题（如折射率测量）和计算题（如光导纤维应用），融合科学思维与探究能力，适配单元巩固需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|折射定律（1题）、全反射（3题）、干涉衍射（4/5/6题）、偏振（7题）|结合高锟光纤理论（12题），体现科技前沿| |填空含实验题|2|折射率测量（13题）、双缝干涉测波长（14题）|注重实验数据处理，培养科学探究能力| |计算题|3|光导纤维全反射（16题）、棱镜光路分析（15/17题）|复杂情境建模，考查科学推理与模型建构|

第四章　光及其应用 练习题-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，当入射光线和界面的夹角为30°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是(　 　) A.　　　 B. C.c D.c 2、如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则(　　) A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星 D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 3、为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形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(即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 4、如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(　　) A．a的上表面和b的下表面 B．a的上表面和b的上表面 C．a的下表面和b的上表面 D．a的下表面和b的下表面 5、(双选)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置，c为中央亮条纹，则(　　) A．O到达a、b的路程差为零 B．M、N到达b的路程差为λ C．O到达a、c的路程差为4λ D．M、N到达e的路程差为2λ 6、(双选)抽制细丝时可用激光监控其粗细。如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝产生的条纹相同,则下列描述正确的是(　　) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了 D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了 7、两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面调整至没有光通过。如果将其中的一个偏振片旋转180°,在旋转过程中将会产生下述的哪一种现象(　　) A.透过偏振片的光的强度先增大,然后又减小到零 B.透过偏振片的光的强度先增大,然后减小到非零的最小值 C.透过偏振片的光的强度在整个过程中都增大 D.透过偏振片的光的强度先增大,再减小,然后又增大 8、a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示，发现b的折射线更靠近法线，由此可判定(　　) A．a比b更容易发生衍射现象 B．当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则Ca<Cb C．在介质中b的速度较大 D．单色光b的频率较低 9、用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是(　　) A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总是相同的光源 B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等 10、如图所示，一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以θ1＝30°入射角射到液体与空气的界面上，以折射角θ2＝45°发生折射．则(　　) A．液体的折射率为 B．从液体到空气，光的波长变短 C．液体表面亮斑的面积为 D．光线从液体到空气发生全反射时的临界角为45° 11、如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为(　　) A. B. C. D. 12、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(　　) 甲 乙 丙 丁 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 二、填空含实验题。 13、某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中的传播速度v＝________ m/s.(光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s，结果保留2位有效数字) 14、某同学在实验室找到了一台陈旧的激光器,铭牌已模糊不清,为了测出该激光器发出光的波长,他在实验室中进行了以下操作： a.将双缝放置在距墙面恰好是5块完整地板砖的位置; b.用激光器照射双缝,在墙面上得到了如图所示的清晰的干涉条纹。 (1)图中第五条亮条纹中心位置的读数为　　　cm,相邻两条亮条纹间距Δx=　　　　cm;  (2)已知所用双缝的宽度d=0.10 mm,实验室的地面由“80 cm×80 cm”的地板砖铺成,则该激光器发出光的波长为　　　　　m(结果保留2位有效数字)。  三、计算题。 15、如图所示，桌面上有一玻璃圆锥，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，此三角形的边长为L，有一半径为的圆柱形平行光束垂直地面入射到圆锥上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为，求： (1)光在玻璃中的传播速度是多少？ (2)光束在桌面上形成的光斑的面积是多少？ 16、1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示，一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯，斜射到内芯与外套的介质分界面，在M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c。求： (1)该单色光在内芯与外套的介质分界面上发生全反射时临界角C的正弦值； (2)该单色光在光导纤维中的传播时间． 17、如图所示，由某种透明介质构成的棱镜横截面为一等腰梯形，其中∠A＝30°，AB的边长为a，BC的边长为a，AE为AB长度的，一束光线刚好从E点沿与AD平行的方向射入棱镜，该光线在棱镜内恰好通过AD的中点F.已知光在真空中的光速为c.求： (1)此种介质的折射率； (2)光线在介质中的传播时间。 第四章　光及其应用 练习题-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，当入射光线和界面的夹角为30°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是(　 　) A.　　　 B. C.c D.c 【答案】D 2、如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则(　　) A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星 D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 【答案】B　 3、为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形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(即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　 4、如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(　　) A．a的上表面和b的下表面 B．a的上表面和b的上表面 C．a的下表面和b的上表面 D．a的下表面和b的下表面 【答案】C 5、(双选)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置，c为中央亮条纹，则(　　) A．O到达a、b的路程差为零 B．M、N到达b的路程差为λ C．O到达a、c的路程差为4λ D．M、N到达e的路程差为2λ 【答案】BD 6、(双选)抽制细丝时可用激光监控其粗细。如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝产生的条纹相同,则下列描述正确的是(　　) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了 D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了 【答案】BD　 7、两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面调整至没有光通过。如果将其中的一个偏振片旋转180°,在旋转过程中将会产生下述的哪一种现象(　　) A.透过偏振片的光的强度先增大,然后又减小到零 B.透过偏振片的光的强度先增大,然后减小到非零的最小值 C.透过偏振片的光的强度在整个过程中都增大 D.透过偏振片的光的强度先增大,再减小,然后又增大 【答案】A　 8、a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示，发现b的折射线更靠近法线，由此可判定(　　) A．a比b更容易发生衍射现象 B．当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则Ca<Cb C．在介质中b的速度较大 D．单色光b的频率较低 【答案】A　 9、用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时,以下推断正确的是(　　) A.狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时,双缝就成了两个振动情况总是相同的光源 B.若入射光是白光,则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C.屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时,该点处一定是亮条纹 D.双缝干涉中亮条纹之间的距离相等,暗条纹之间的距离不相等 【答案】A　 10、如图所示，一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H，在水池的底部放一点光源S，其中一条光线以θ1＝30°入射角射到液体与空气的界面上，以折射角θ2＝45°发生折射．则(　　) A．液体的折射率为 B．从液体到空气，光的波长变短 C．液体表面亮斑的面积为 D．光线从液体到空气发生全反射时的临界角为45° 【答案】D　 11、如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2－r1应为(　　) A. B. C. D. 【答案】D 12、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(　　) 甲 乙 丙 丁 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　 二、填空含实验题。 13、某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中的传播速度v＝________ m/s.(光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s，结果保留2位有效数字) 【答案】1.2　2.5×108　 14、某同学在实验室找到了一台陈旧的激光器,铭牌已模糊不清,为了测出该激光器发出光的波长,他在实验室中进行了以下操作： a.将双缝放置在距墙面恰好是5块完整地板砖的位置; b.用激光器照射双缝,在墙面上得到了如图所示的清晰的干涉条纹。 (1)图中第五条亮条纹中心位置的读数为　　　cm,相邻两条亮条纹间距Δx=　　　　cm;  (2)已知所用双缝的宽度d=0.10 mm,实验室的地面由“80 cm×80 cm”的地板砖铺成,则该激光器发出光的波长为　　　　　m(结果保留2位有效数字)。  【答案】(1)10.45　2.47 　(2)6.2×10-7 三、计算题。 15、如图所示，桌面上有一玻璃圆锥，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，此三角形的边长为L，有一半径为的圆柱形平行光束垂直地面入射到圆锥上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为，求： (1)光在玻璃中的传播速度是多少？ (2)光束在桌面上形成的光斑的面积是多少？ 【答案】(1)×108 m/s　(2) 【解析】(1)由n＝得，光在玻璃中的传播速度为： v＝＝ m/s＝×108 m/s. (2)作出光路图，如图所示： 由几何知识得到：入射角θ1＝60°， 根据折射定律得：n＝，代入解得折射角θ2＝30°. 由几何关系可知，折射光线三角形上方两条边分别平行，则圆形光斑直径为L，光斑的面积S＝πL2。 16、1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示，一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束单色光从图中O1点进入内芯，斜射到内芯与外套的介质分界面，在M点上恰好发生全反射，O1O2为内芯的中轴线，真空中的光速为c。求： (1)该单色光在内芯与外套的介质分界面上发生全反射时临界角C的正弦值； (2)该单色光在光导纤维中的传播时间． 【答案】(1)　 (2) 【解析】(1)由光的折射定律， 得：n21＝＝ 当θ1＝90°时，sin C＝； (2)根据几何关系，则有：x＝ 因传播速度v＝； 而传播时间t＝； 联立上式，可解得：t＝。 17、如图所示，由某种透明介质构成的棱镜横截面为一等腰梯形，其中∠A＝30°，AB的边长为a，BC的边长为a，AE为AB长度的，一束光线刚好从E点沿与AD平行的方向射入棱镜，该光线在棱镜内恰好通过AD的中点F.已知光在真空中的光速为c.求： (1)此种介质的折射率； (2)光线在介质中的传播时间。 【答案】(1)　(2) 【解析】(1)光路图如图所示． 在E点折射时有i＝60°，AE＝a. AF＝ABcos 30°＋＝2a＝AE. △AEF中，由正弦定理 ＝， 解得r＝30°. △AEF为等腰三角形，由折射定律 n＝＝＝. (2)在F点β ＝60°，由sin β>sin C ＝ 判断光线在F点发生全反射．由几何关系可知光线在棱镜中通过的路程s＝2EF＝2AE＝2×a＝a， 由折射定律有n＝＝， 故光线在棱镜中的传播时间t＝＝。 学科网（北京）股份有限公司 $