第四章 光 单元检测 -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** 2026年物理人教版选择性必修第一册第四章光单元检测卷，以光的干涉、衍射、折射及全反射为核心，通过实验探究与真实情境问题，落实物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **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|多普勒效应、薄膜干涉、全反射临界角|结合肥皂膜干涉、激光切割等生活情境，基础概念与综合分析结合| |实验题|2题|插针法测折射率、双缝干涉测波长|注重实验操作规范与数据处理，如累积法测条纹间距| |解答题|3题/40分|空心玻璃圆柱体光路、智能阳光导入系统|创设科技情境（如阳光导入系统），考查光路建模与全反射应用，体现科学态度与责任|

2026年物理人教版选择性必修第一册第四章光检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 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，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．下列说法正确的是（　　） A．多普勒效应产生的原因是波源频率发生了变化 B．可以利用薄膜干涉来检测光学元件表面的平整程度 C．“空山不见人，但闻人语响”，说明光波比声波更容易发生明显衍射现象 D．做简谐运动的物体所受合力大小与位移大小成正比，合力方向与位移方向相同 2．关于以下四张图片，下列说法不正确的是（　　） A．图甲所示竖直的肥皂膜上出现的水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的 B．图乙中，激光切割金属利用了激光能量大的特点 C．图丙中，当偏振片M固定不动缓慢转动偏振片N时，透射光的强度变化，表明光波是纵波 D．图丁中，影的中心存在一个亮斑，是光线通过一个不透光的小圆盘得到的衍射图样 3．城市公园亮化设计为城市树立了良好形象，如图所示，某公园水池底面有一半径为r的圆形线光源，圆面离水面的距离为h，在水面上形成一个亮环，已知水对光的折射率为n，则亮环的面积大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图1所示，利用光的干涉检验平面的平整度，将一块标准平板玻璃放置在待测平面上，一端用垫片适当垫高，从而在两面间形成劈形空气薄膜。当红光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，若轻微按压平板玻璃，平板玻璃下表面会形成图2所示弧面，关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．若将红光改为绿光，则条纹间距变宽 B．若减小垫片厚度，则条纹间距变窄 C．若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处有凸起 D．轻微按压平板玻璃时，看到条纹间距左侧变宽，右侧变窄 5．如图所示，棱镜截面为等腰直角三角形，两个直角边外侧分别放置照明光源和摄像机，光垂直入射时，利用棱镜对光的全反射，摄像机所在位置可以清楚地获得光源信息。下列说法正确的是（　　） A．棱镜对照明光的折射率可能为 B．棱镜对照明光的折射率可能为2 C．棱镜对照明光的折射率可能为 D．棱镜对照明光的折射率可能为 6．一半圆形玻璃砖的截面如图所示，截面内一细束单色光以的入射角从上射入，在入射点由缓慢移动到的过程中，不考虑光的反射，圆弧上有一半区域有光线射出。已知玻璃砖的半径为，单色光在真空中的传播速度为，为半圆的中点，下列说法正确的是（　　） A．圆弧上没有光线射出区域的长度与圆弧长度之比为 B．出射光线与水平方向最大夹角为 C．出射光线与入射光线均不平行 D．能从圆弧上射出的光线中，在玻璃砖内的最大传播时间为 7．如图所示，一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖，该单色光在玻璃砖中的折射率为，从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光，则（　　） A．R B． C．从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为1:2 D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行 8．摄影师在水下竖直向上拍摄岸上的景物，光的传播路径如图所示，已知水的折射率为，，，空气中的光速，下列说法正确的是（　　） A．光线射入水中，波长增大 B．摄影师看到的水上景物的像比实际位置高 C．光进入水中后的速度可能变为 D．进入镜头的光线与竖直方向的最大夹角的正弦值为 9．用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源射出白光，白光通过蓝色玻璃片后产生单色平行光。单色平行光射向距离为的双缝并发生干涉现象。当双缝到屏幕距离为时屏幕上条纹的间距为。则以下说法正确的有（　　） A．条纹间距与成反比 B．条纹间距与成正比 C．仅将蓝色玻璃片换成红色，条纹间距将变大 D．仅去除有色玻璃片，屏幕上将出现黑白相间的干涉条纹 10．一拱形透明材料截面如图所示，其圆弧半径，。一束平行光从面上方以与竖直方向成角的方向射入。已知从点射入的光恰好沿圆弧半径射出，圆弧上有光射出的区域为（图中未画出），不考虑光的反射，下列说法正确的有（　　） A．该材料的折射率为2 B．从点射入的光在材料中的传播时间为 C． D．适当增大，可使光恰好在点发生全反射 二、实验题 11．在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，某同学在完成了光路图以后，以入射点O为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线P1P2于A点，交入射点O与出射点O'连线的延长线于C点。过A点、C点作法线NN'的垂线AB、CD，垂足为B点、D点，如图所示。      （1）如果实验室有几块宽度（指aa'、bb'之间的距离）大小不同的矩形玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_________（填“大”或“小”）的玻璃砖来完成实验。 （2）用刻度尺量得AB=8.50cm，CD=5.00cm，由此可得出玻璃的折射率n=_______。（结果保留2位有效数字） （3）如果实验中该同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如上图所示，则该甲同学测得的折射率与真实值相比将________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12．某同学利用图（a）所示装置测量某种单色光的波长。回答下列问题： (1)图（b）中______（选填“甲”或“乙”）为单色光形成的双缝干涉图样； (2)在实验中，下列说法正确的是______（多选） A．去掉滤光片后，干涉现象消失 B．如发现条纹不清晰，可调节单缝位置，使单缝与双缝平行 C．若把红色滤光片换成绿色滤光片，则屏上的亮条纹宽度会变大 D．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以减小单缝到双缝的距离 E．测量相邻两亮条纹间距离的方法与“用单摆测量重力加速度”实验中测量单摆周期的方法类似 (3)已知实验过程中观察到分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮的读数如下方左图所示；转动手轮，分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时，手轮的读数如下方右图所示，则相邻两条亮条纹之间的距离为______mm。 (4)已知双缝到光屏之间的距离为L=500mm，双缝之间的距离为d=0.4mm，则该红色光的波长为λ =______m。 三、解答题 13．如图是内径为，外径为空心玻璃圆柱体横截面图，玻璃的折射率为，圆柱体空心部分为空气，在横截面内，两束单色平行光射向圆柱体，光的折射光线在圆柱体内表面恰好没有折射进空心部分，光的折射光线恰好与圆柱体内表面相切，求： (1)光射向圆柱体外表面的入射角； (2)光射向圆柱体外表面的入射角； (3)、两束光的间距。 14．2023年9月，厦门北站甬广场投入运营，它是国内首个大规模应用智能阳光导入系统的铁路站房，照射面积7000平。每年节电相当于减排960吨二氧化碳。“智能阳光导人系统”可以跟随并收集太阳光，并过滤掉紫外线等有害射线，再通过反射率高达的光纤导入室内或者是地下空间，可以解决采光问题。某同学受其启发，为增强室内照明效果，在水平屋顶上开一个厚度为，直径的圆形透光孔，将形状、厚度与透光孔完全相同的玻璃砖嵌入透光孔内，玻璃砖的折射率，下图为透光孔的侧视图。求： (1)入射到透光孔底部中央点处的光线范围比嵌入玻璃砖前增加了多少度； (2)嵌入折射率至少多大的玻璃砖可使入射到透光孔底部中央点处的光线范围最大。 15．如图所示，某透明溶液介质中有一个半径为的球形气泡和一个半径为的水平放置的圆形面光源，面光源位于气泡正上方，面光源的圆心与气泡的球心在同一竖直线上，面光源可以竖直向下发射均匀分布的平行单色光，已知该介质折射率为2，光在真空中的传播速度为。 (1)求面光源发射出的光进入气泡占发出所有光的比例； (2)若气泡球心到该面光源的距离为，求恰好发生全反射的光线从发射到返回面光源所在水平面所需的时间。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C D B A C BD BC AC 1．B 【详解】A、多普勒效应产生的原因是波源频率不变、但观察者接收到的频率发生了变化，故A错误； B、可以利用薄膜干涉来检测光学元件表面的平整程度，故B正确； C、“空山不见人，但闻人语响”，说明声波比光波更容易发生明显衍射现象，故C错误； D、做简谐运动的物体所受合力大小与位移大小成正比，合力方向与位移方向相反，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．图甲所示竖直的肥皂膜上出现的水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故A正确，不符合题意； B．乙图中，激光切割金属是利用激光亮度高、能量大的特点，故B正确，不符合题意； C．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故C错误，符合题意； D．图丁泊松亮斑是光线通过不透光的小圆盘得到的光的衍射图样，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】根据题意，作出光线恰好在A点和B点发生全反射的光路图，其中AB部分有光线射出 根据几何关系可得 ， 根据全反射临界角有 可得 则有 则亮环的面积大小为 联立解得 故选C。 4．D 【详解】A．令膜层厚度为d，根据薄膜干涉原理有 （n=1，2，3…） 由于绿光波长小于红光，则水平方向上的条纹数目增多，可知，若将红光改为绿光，则条纹间距变窄，故A错误； B．若减小垫片厚度，结合上述可知，水平方向上的条纹数目减少，则条纹间距变宽，故B错误； C．若发现某处条纹向左侧弯曲，则待测面对应处膜层厚度变大，即对应处有凹下，故C错误； D．轻微按压平板玻璃时，根据图2可知，平板玻璃下表面对应的虚线的切线的斜率从左往右逐渐变大，左侧膜层的厚度变化很小，右侧膜层的厚度变化很大，结合上述可知，在相等的水平间距内，左侧的条纹数目比右侧的条纹数目少一些，可知，条纹间距左侧变宽，右侧变窄，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】若恰好在斜面发生全反射，则由 可知 由题知棱镜的全反射临界角，则棱镜对照明光的折射率。 故选B。 6．A 【详解】A．如图所示 设P和Q分别是半圆上光线射出的临界位置，因为半圆上有一半区域有光线射出，可知 设光线射入玻璃砖后的折射角为θ，全反射临界角为C，由几何关系可知 即 则 折射率 又由折射定律可知 解得 则 故圆弧AN上没有光线射出的区域的长度与圆弧AN长度之比为 故A正确； B．结合几何知识可知，出射光线与水平方向夹角最大为75°，故B错误； C．由对称性可知，从A点出射的光线与入射光平行，故C错误； D．玻璃砖内的光线路径最长的是从A点出射的光线，故最大传播时间为 故D错误。 故选A。 7．C 【详解】AB．已知光线从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行，其光路图如图所示，由题意和几何关系可知由光的折射定律有 解得 则说明光线在M点的折射角与N点的入射角相等，从而可确定为直角，且 解得，故AB错误； C．若没有光射出的话，其临界角有 解得 所以当光线在圆弧面射出时的入射角为45°时将发生全反射，为圆弧边界有光射出的上边界，从O点射入的光线从圆弧面射出时为下边界，所对应圆心角为等于45°，如图所示则从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为，故C项正确； D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射，由于不同光的折射率不同，所以此时不会与OA边平行射出，故D项错误。 故选C。 8．BD 【详解】AC．光进入水中后的速度，传播速度变小，变为 根据，光进入水后频率不变，速度变小，故波长变小，故AC错误； B．如图所示 摄影师看到的水上景物的像在实物的上方，故比实际位置高，故B正确； D．根据全反射的临界条件可知，临界角满足，故进入镜头的光线与竖直方向的最大夹角的正弦值为，故D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】A．光线经过有色玻璃片后并没有发生发散或者偏折，光线沿着直线传播，故条纹宽度跟没有关系，A错误； B．根据可知与成正比，B正确； C．红光波长比蓝光波长长，条纹间距大，故蓝色换红色后Δx变大，C正确； D．去除有色玻璃片后，光源为白光，白光包含多种波长的光，不同波长光的干涉条纹间距不同，故屏幕上出现彩色相间的干涉条纹，而非黑白相间的干涉条纹，D错误。 故选BC。 10．AC 【详解】A．根据勾股定理，可求得 所以折射角的正弦值为 单色光在该材料中的折射率为，故A正确； B．光在材料中传播的速度为 从点射入的光在材料中的传播时间为，故B错误； C．单色光在材料中发生全反射的临界角为 可求得临界角的大小为30°，如图所示 根据光路图的对称性，圆弧上有光射出的区域相对O点张开的角度为60°，故C正确； D．从射出的光可类比于平行玻璃砖，因此一定不会在点发生全反射，故D错误。 故选AC。 11． 大 1.7 偏小 【详解】（1）[1] 为了减少测量误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量。 （2）[2] 根据几何关系知，入射角的正弦为 折射角的正弦为 根据折射定律得 （3）[3] 如图，实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小。    12．(1)甲 (2)BE (3)0.75 (4) 【详解】（1）干涉图样中的条纹间距是相等的，单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的，中间最宽、最亮；所以图（b）中甲为单色光形成的双缝干涉图样。 （2）A．去掉滤光片后，干涉现象没有消失，在屏上可得到中央为白色的亮条纹，两侧为明暗相间的彩色条纹，故A错误； B．如发现条纹不清晰，可调节单缝位置，使单缝与双缝平行，故B正确； C．若把红色滤光片换成绿色滤光片，根据 由于绿光波长小于红光波长，所以屏上的亮条纹宽度会变小，故C错误； D．根据 可知减小单缝到双缝的距离，不影响条纹间距，不能增加从目镜中观察到的条纹个数，故D错误； E．测量相邻条纹间距时，先测量多条条纹之间的间距，再除以条纹相应的间距数目，采用了累积法，可知测量相邻两亮条纹间距离的方法与“用单摆测量重力加速度”实验中测量单摆周期的方法类似，故E正确。 故选BE。 （3）当分划板中心刻线与第1条亮条纹中心对齐时，手轮的读数为 分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐时，手轮的读数为 所以相邻两条亮条纹之间的距离为 （4）根据条纹间距公式 可得该红色光的波长为 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）设光的入射角为，折射角为。由于光的折射光线恰好与圆柱体内表面相切，由几何关系可知 根据折射定律   解得 故 （2）设光在圆柱体外表面的入射角为，折射角为。由于光的折射光线在圆柱体内表面恰好没有折射进空心部分，所以光在内表面恰好发生全反射，即光的折射光线在内表面的入射角恰为全反射的临界角C，根据全反射的临界角和介质的折射率的关系 解得 根据正弦定理有 解得 再根据折射定律     解得 故 （3）设、两束光的间距为，根据几何关系可知 代入数据解得 14．(1) (2)2 【详解】（1）由几何关系知折射角为 根据折射定律 解得 入射角 则入射角比嵌入玻璃砖前增大 所以入射光线范围比嵌入玻璃砖前增大了。 （2）要使入射到透光孔底部中央点处的光线范围最大，则入射光范围接近，即入射角为，而折射角不变，则折射率 15．(1) (2) 【详解】（1）如图所示，为面光源的垂线，假设由B点射入的光恰好发生 全反射，由临界角公式 解得 所以AD长度为 则面光源发射出的光进入气泡占发出所有光的比例为 （2）由图可得， 由光速与折射率的关系可得 则恰好发生全反射的光线从发射到返回面光源所在水平面所需的时间为 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 $