第四章 光及其应用 自测题-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“光及其应用”，以水立方镀点、汽车偏振片等生活科技情境及双缝干涉、洛埃德镜等经典实验为载体，覆盖反射、折射、全反射、干涉、衍射等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学探究。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择|12题|反射定律（水立方镀点）、折射率、全反射（光导纤维）、双缝干涉（波长对条纹影响）、偏振|结合科技应用，如激光通信与加工的正误判断| |填空含实验|2题|玻璃砖折射率测定（数据处理）、洛埃德镜干涉（半波损失、波长计算）|注重实验探究，如比较甲乙数据记录表的科学性| |计算|3题|棱镜折射率测量、五棱镜全反射临界角、三棱镜光路偏折与传播时间|综合科学推理，如通过几何关系推导折射率公式|

第四章　光及其应用 自测题-2025-2026学年物理教科版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、如图所示，国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点，它们被称为镀点，北京奥运会举行时正值盛夏，镀点能改变光线方向，将光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是(　 　) A．反射太阳光线，遵循光的反射定律 B．反射太阳光线，不遵循光的反射定律 C．折射太阳光线，遵循光的折射定律 D．折射太阳光线，不遵循光的折射定律 2、若某一介质的折射率较大，那么(　　) A．光由空气射入该介质时折射角较大 B．光由空气射入该介质时折射角较小 C．光在该介质中的速度较大 D．光在该介质中的速度较小 3、光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是(　　) A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 4、（双选）双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点处出现距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的绿光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是(　　) A．O点出现红光的亮条纹 B．O点上方距O点最近的红光的第一条亮条纹在P点的上方 C．O点不出现蓝光的亮条纹 D．O点上方距O点最近的蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 5、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是(　　) A．相邻干涉条纹之间距离相等 B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍 C．屏与双缝之间距离减小，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 6、(双选)如图甲、乙所示是单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样(黑色部分表示暗条纹),下列判断正确的是(　　) A.甲为单缝衍射的图样 B.乙为双缝干涉的图样 C.甲为双缝干涉的图样 D.乙为单缝衍射的图样 7、为了汽车夜间行车安全,有人提出设想:将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片,使司机只看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光,从而大大降低因对面的车灯造成的视线模糊。以下关于光的偏振的说法正确的是(　　) A.只有振动方向和透振方向一致的光才能透过偏振片 B.光的振动方向指的是磁场方向 C.光的偏振现象不可争议地证明了光是一种机械波 D.泊松亮斑就是一种偏振现象 8、下列应用激光的事例中错误的是(　　) A．利用激光进行长距离精确测量 B．利用激光进行通信 C．利用激光进行室内照明 D．利用激光加工坚硬材料 9、在“测定玻璃砖折射率”的实验中，如图所示，∠EOA＝α，∠AOM＝β，∠NOO′＝θ，插大头针P1、P2、P3、P4是(　　) A．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝ B．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝ C．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝ D．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝ 10、一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是(　　) A．该介质的折射率是 B．该介质的折射率是 C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45° D．光线从介质射入真空的过程中，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象 11、用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图像是图中的(　　) 12、如图所示,a、b、c、d 4幅明暗相间的条纹图样是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。则下面的四幅图从左到右排列,亮条纹的颜色依次是(　　) A.红　黄　蓝　紫 B.红　紫　蓝　黄 C.蓝　紫　红　黄 D.蓝　黄　红　紫 二、填空含实验题。 13、两个同学测玻璃的折射率时各设计一个表格记录数据，而且都已完成了计算，你认为 的是正确的？ 甲设计的表格是： 次数 θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 n 1 30 0.500 20.9 0.322 1.552 1.542 2 45 0.707 30.5 0.461 1.533 3 60 0.866 38.0 0.562 1.541 乙设计的表格是： 次数 1 2 3 角平均值 正弦值 n θ1 30 45 60 45 0.707 1.568 θ2 20.9 30.5 38.0 29.8 0.451 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、如图所示的装置可以测量棱镜的折射率．ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α，紧贴直角边AC放置一块平面镜．一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β角时，从AB面射出的光线与SO重合． (1)画出光线SO进入棱镜的折射光线； (2)求出棱镜的折射率n. 16、如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示) 17、一束单色光从三棱镜直角边AB边的中点E垂直射入，经过三棱镜一次折射后在光屏上形成一个光点，已知∠A＝30°，BC边长为0.3 m，三棱镜材料的折射率为，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，光屏与AB边平行．求： (1)从棱镜AC边射出的光线与入射光线的偏折角度； (2)光从射入三棱镜E点到射到光屏经历的时间． 第四章　光及其应用 自测题-2025-2026学年物理教科版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、如图所示，国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了无数白色亮点，它们被称为镀点，北京奥运会举行时正值盛夏，镀点能改变光线方向，将光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是(　 　) A．反射太阳光线，遵循光的反射定律 B．反射太阳光线，不遵循光的反射定律 C．折射太阳光线，遵循光的折射定律 D．折射太阳光线，不遵循光的折射定律 【答案】A 2、若某一介质的折射率较大，那么(　　) A．光由空气射入该介质时折射角较大 B．光由空气射入该介质时折射角较小 C．光在该介质中的速度较大 D．光在该介质中的速度较小 【答案】BD 3、光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是(　　) A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 【答案】A 4、（双选）双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点处出现距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的绿光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是(　　) A．O点出现红光的亮条纹 B．O点上方距O点最近的红光的第一条亮条纹在P点的上方 C．O点不出现蓝光的亮条纹 D．O点上方距O点最近的蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 【答案】AB 5、用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是(　　) A．相邻干涉条纹之间距离相等 B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的两倍 C．屏与双缝之间距离减小，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 【答案】A 6、(双选)如图甲、乙所示是单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样(黑色部分表示暗条纹),下列判断正确的是(　　) A.甲为单缝衍射的图样 B.乙为双缝干涉的图样 C.甲为双缝干涉的图样 D.乙为单缝衍射的图样 【答案】AB　 7、为了汽车夜间行车安全,有人提出设想:将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片,使司机只看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光,从而大大降低因对面的车灯造成的视线模糊。以下关于光的偏振的说法正确的是(　　) A.只有振动方向和透振方向一致的光才能透过偏振片 B.光的振动方向指的是磁场方向 C.光的偏振现象不可争议地证明了光是一种机械波 D.泊松亮斑就是一种偏振现象 【答案】A　 8、下列应用激光的事例中错误的是(　　) A．利用激光进行长距离精确测量 B．利用激光进行通信 C．利用激光进行室内照明 D．利用激光加工坚硬材料 【答案】C　 9、在“测定玻璃砖折射率”的实验中，如图所示，∠EOA＝α，∠AOM＝β，∠NOO′＝θ，插大头针P1、P2、P3、P4是(　　) A．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝ B．为了找出光线AO，测出的折射率为n＝ C．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝ D．为了找出光线O′B，测出的折射率为n＝ 【答案】D 10、一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是(　　) A．该介质的折射率是 B．该介质的折射率是 C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45° D．光线从介质射入真空的过程中，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象 【答案】B 11、用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图像是图中的(　　) 【答案】D 12、如图所示,a、b、c、d 4幅明暗相间的条纹图样是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。则下面的四幅图从左到右排列,亮条纹的颜色依次是(　　) A.红　黄　蓝　紫 B.红　紫　蓝　黄 C.蓝　紫　红　黄 D.蓝　黄　红　紫 【答案】B　 二、填空含实验题。 13、两个同学测玻璃的折射率时各设计一个表格记录数据，而且都已完成了计算，你认为 的是正确的？ 甲设计的表格是： 次数 θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 n 1 30 0.500 20.9 0.322 1.552 1.542 2 45 0.707 30.5 0.461 1.533 3 60 0.866 38.0 0.562 1.541 乙设计的表格是： 次数 1 2 3 角平均值 正弦值 n θ1 30 45 60 45 0.707 1.568 θ2 20.9 30.5 38.0 29.8 0.451 【答案】甲正确 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、如图所示的装置可以测量棱镜的折射率．ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α，紧贴直角边AC放置一块平面镜．一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β角时，从AB面射出的光线与SO重合． (1)画出光线SO进入棱镜的折射光线； (2)求出棱镜的折射率n. 【答案及解析】(1)光路图如图所示： (2)由图知，入射角i＝90°－β，要使从AB面射出的光线与SO重合，则AB面上折射光线必须与AC面垂直，由几何知识得到，折射角r＝α，由折射定律得 n＝ 16、如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示) 【答案】 【解析】首先画出光路图，如图所示： 设光线射向CD面上时入射角为θ1，根据两次反射的入射角相等，结合光路图可得θ1＝θ2＝θ3＝θ4＝22.5°，又玻璃的折射率n＝，当临界角C＝θ1＝22.5°时，折射率最小，故五棱镜折射率的最小值为n＝ 17、一束单色光从三棱镜直角边AB边的中点E垂直射入，经过三棱镜一次折射后在光屏上形成一个光点，已知∠A＝30°，BC边长为0.3 m，三棱镜材料的折射率为，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，光屏与AB边平行．求： (1)从棱镜AC边射出的光线与入射光线的偏折角度； (2)光从射入三棱镜E点到射到光屏经历的时间． 【答案】(1)30°　 (2)1.4×10－9 s 解析：(1)如图所示， 由折射定律知＝n 由几何关系可知，α＝30° 解得β＝60° 光从棱镜AC边射出时，光线的偏折角度为β－α＝30° (2)xEF＝＝0.15 m xFD＝＝ m 光在棱镜中的传播速度v＝ 光从射入三棱镜到射到光屏经历的时间，t＝＋ 解得t＝×10－8 s＝1.4×10－9 s 学科网（北京）股份有限公司 $