第四章 光 单元质量检测 （三）-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年人教版物理选择性必修第一册第四章光单元卷，通过选择、实验、解答题（10+2+3题，100分）全面覆盖光的折射、全反射、干涉等核心知识，结合生活情境与实验探究，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/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|折射定律、双缝干涉、全反射、光的衍射|生活情景（音乐喷泉、肥皂膜）与科技应用（光导纤维）结合，区分度合理| |实验题|2题|折射率测量（插针法、激光法）|注重科学探究，含误差分析与光路图绘制| |解答题|3题|玻璃球、全反射棱镜等几何光学综合|通过模型建构与科学推理，考查复杂光路分析与计算|

2026年物理人教版选择性必修第一册第四章光质量检测试卷（三） 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．图甲和图乙是两种不同频率1．如图所示，长方形EFHG为一棱镜的横截面，一细光束以入射角射向EF界面，经折射后形成两束不同颜色的光束a、b。下列说法正确的是（　　） A．a光的频率大于b光的频率 B．a光的波长大于b光的波长 C．逐渐增大时，入射光可能在EF面发生全反射 D．a、b两束光线在GH面有可能发生全反射 2．杨氏双缝干涉实验中，双缝之间的距离为，波长为的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。光屏上标记两条亮纹中心位置，测其间距为，则（　　） A．相邻两暗条纹间距为 B．相邻两亮条纹间距为 C．双缝与光屏间的距离为 D．双缝与光屏间的距离为 3．关于下列四幅生活情景图，说法正确的是（　　） A．图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的折射原理 B．图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的衍射现象 C．图丙中当声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率小于波源的频率 D．图丁中观众观看3D电影时，戴的眼镜镜片利用了光的全反射原理 4．下列关于光的说法正确的是（　　） A．光从光疏介质进入光密介质，入射角大于临界角才会发生全反射 B．水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的 C．照相机镜头上的增透膜的厚度是绿光在真空中波长的 D．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的衍射 5．一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，激光器离水面的竖直距离为h。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（　　） A．水的折射率为 B．救援人员感觉到的激光器处于水面以下的位置大于h C．当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收不到激光光束 D．当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° 6．如图所示为宽度为d，折射率为n的足够大平行玻璃砖，其下表面镀有特殊的镀层，距离上表面位置有一光源P，PQ与上下表面垂直。以入射角射入玻璃上表面，经过上表面和下表面多次反射并从上表面出射后在PQ上生成多个像。其中第一次被下表面反射并出射所生成的像最明亮，称之为主像。则下列说法错误的是（　　） A．主像到上表面的距离为 B．上表面出射的所有光线的反向延长线与PQ的交点间距相等 C．增大至一定值时经下表面反射的光线不会从上表面出射 D．沿PQ方向看到的主像到上表面的距离为 7．某长方体透明材料中有一较大空腔，用一单色光照射其上表面，在空腔部位上方形成如图所示的干涉条纹，则从长方体正面观测，该空腔可能的形状为（　　） A．B．C． D． 8．在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验装置安装在如图所示的光具座上，调节实验装置使光屏上出现清晰的干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A．单缝与双缝要平行 B．滤光片的作用是让光线变暗，取走滤光片，可看到亮度更强的单色干涉条纹 C．若测得连续n条亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹间距为 D．光的干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，本质上都属于光的叠加 9．如图，一束复色光以入射角i（0°<i<90°）从空气射入由内芯和外套组成的光导纤维后分成了a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率大于外套的折射率 B．在光导纤维内，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．i越大，a、b光越容易在内芯和外套的交界面上发生全反射 D．在发生全反射的条件下，i越小，a、b光在内芯中的传播时间越短 10．用平行红色激光束垂直照射一层透明工业薄片，观察到如图所示明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A．形成明暗相间条纹的原因是光的干涉 B．薄片左侧厚度小，右侧厚度大 C．从左向右薄片的厚度均匀增大 D．改用平行紫色激光照射，观察的条纹数会增多 二、实验题 11．甲同学利用激光测量半径半圆形玻璃砖的折射率，实验中让一细束激光沿玻璃砖半径方向射到圆心O，恰好在底边发生全反射（如图1），作光路图并测量相关数据（如图2），则该半圆形玻璃砖的折射率为________（结果保留三位有效数字）。 其他条件不变，仅将半圆形玻璃砖向左平移一小段距离，则________（填“有”或“没有”）激光从底边射出。 12．某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率，进行了如下操作：用图钉把白纸固定在木板上；在白纸上画一条直线a，并在直线a上方插上两根大头针；在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线a对齐，并画出另一条长边的对齐线；眼睛在的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使的像被的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针，使挡住的像，再插上，使挡住的像和；移去玻璃砖，拔去大头针。 (1)大头针的位置如图甲所示，请在图甲中画出光路图。 (2)实验中测出了多组入射角与折射角，并作出了图像如图乙所示，则实验时，光线是由______（选填“空气”或“玻璃”）射入______（选填“空气”或“玻璃”）；该玻璃的折射率为______。 (3)若该同学画出直线a后，放玻璃砖时稍微向上了一些，但玻璃砖长边仍然和a平行，导致直线画到如图丙所示的虚线位置，而在作光路图时直线a仍为开始所画的，则所测得的折射率与真实值相比将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 三、解答题 13．如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心，SC为直径。球面内侧单色点光源S发出的一束光经A点沿AB射出，SA与SC的夹角θ可在锐角范围内调节。不考虑光在球内的反射，玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为c。 (1)若光能从球内射出，求sinθ的取值范围； (2)当AB与SC平行时，求光从S直接传播到A的时间。 14．如图是截面为等腰直角三角形的全反射棱镜，腰长为d。垂直于底边射入的光线，恰好在腰上发生全反射。已知真空中的光速为c，求： (1)棱镜的折射率； (2)此光线在棱镜中传播的时间。（不考虑在底边的反射） 15．水晶球是利用天然水晶加工成的一种透明球形摆件。某水晶球过圆心O的截面如图所示，其中AB与CD为互相垂直的两条直径。半径AO的中点P处有一个点光源，已知从D点折射出的光线的反向延长线刚好交于A点，不考虑水晶球内的反射光线。 (1)求该水晶球的折射率； (2)光线从球面射出时，设折射角为α，求sinα的最大值。 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 B D C A AD ABD AD 1．B 【详解】AB．光束以入射角射向EF界面，由题图可知光束a的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律，可知棱镜对光束a的折射率小于对光束b的折射率，则a光的频率小于b光的频率，根据可知，a光的波长大于b光的波长，故A错误，B正确； C．由于入射光在EF面是从空气射入棱镜，从光疏介质到光密介质，不会发生全反射，所以逐渐增大时，入射光都不可能在EF面发生全反射，故C错误； D．根据图中几何关系可知，a、b两束光线在GH面射出空气的入射角等于a、b两束光线在EF面的折射角，根据光路可逆原理可知，光线从GH面射出空气的折射角为，即a、b两束光线在GH面都不可能发生全反射，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】AB．根据题意，由图可知，相邻两亮条纹（暗条纹）间距为，故A错误，B错误； CD．公式 代入 解得双缝与光屏间的距离，故C正确，D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的全反射原理，故A错误； B．图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的干涉现象，故B错误； C．图丙中根据多普勒效应可知当声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率小于波源的频率，故C正确； D．图丁中观众观看3D电影时，戴的眼镜镜片利用了光的偏振原理，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】A．全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质且入射角大于或等于临界角，故A错误； B．水中的气泡是光疏介质（空气），水是光密介质，光从水进入气泡时，若入射角大于临界角，会发生全反射，导致气泡看起来明亮，故B正确； C．增透膜的厚度设计基于薄膜干涉原理，此时前后表面的反射光的几何路程差为薄膜厚度的2倍，所以厚度应为光在薄膜介质中波长的1/4，即，而非真空中波长的1/4。故C错误； D．“疑水浅”是由于光从水（光密介质）进入空气（光疏介质）时发生折射，折射角大于入射角，使水底看起来变浅，属于折射现象，与衍射无关。故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．由题意可知，发现只有当大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，刚说明时激光恰好发生全反射，根据临界角公式则有 解得折射率，故A错误； B．救援人员感觉到激光器的深度比实际深度浅，故深度应小于h，故B错误； CD．当他以向水面发射激光时，在水面的入射角，则岸上救援人员能接收激光光束，且方向与水面夹角小于60°，故C错误，D正确。 故选D。 6．C 【详解】A．如图    主像位置为O，设折射角为r，则有 根据几何关系可知，主像到上表面的距离 将折射率关系代入解得 故A正确不符合题意； B．因为每次成像在上表面均向左移动距离2dtanr，故根据几何关系可知，上表面出射的所有光线的反向延长线与PQ的交点间距相等，故B正确不符合题意； C．根据光路可逆性可知，光线不会在上表面发生全反射，故C错误符合题意； D．沿PQ方向时，即θ=0°，所以看到的主像到上表面的距离为 故D正确不符合题意。 故选C。 7．A 【详解】AB．图中发生的是薄膜干涉，其相干光源为空腔上下表面的反射光，则有， 解得 令膜层倾角为，则相邻明条纹中心间距满足 解得 由于从内向外相邻明条纹中心间距逐渐减小，则从内向外，膜层倾角逐渐变大，即从内向外，膜层切线的倾角逐渐变大，故A正确，B错误； CD．选项所给的膜层倾角一定，结合上述可知，相邻明条纹中心间距不变，而题中所给干涉条纹从内向外相邻明条纹中心间距逐渐变小，CD错误。 故选A。 8．AD 【详解】A．单缝与双缝一定要平行，这样才能保证从单缝射出的光能够均匀地照射到双缝上，从而分割出两个相干光源，故A正确； B．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故B错误； C．若测得n条亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹间距为，故C错误； D．光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的，D正确。 故选AD。 9．ABD 【详解】A．因在内芯发生全反射，可知内芯的折射率大于外套的折射率，选项A正确； B．在光导纤维内，因a光的折射程度较大，则a光的折射率较大，根据 可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项B正确； C．i越大，则光在端面上的折射角越大，射到内芯和外套的交界面上的入射角越小，则a、b光越不容易在内芯和外套的交界面上发生全反射，选项C错误； D．在发生全反射的条件下，i越小，则光在端面上的折射角越小，射到内芯和外套的交界面上的入射角越大（设为α），则a、b光在内芯中的传播时间 则t越短，选项D正确。 故选ABD。 10．AD 【详解】A．形成明暗相间条纹的原因是光的干涉，故A正确； BC．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由透明薄膜的下表面和上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度时对应的条纹为亮条纹；在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐减小，厚度变化所用的距离逐渐减小，从左向右薄膜厚度的变化率逐渐变大，薄膜层的厚度可能逐渐增大，也可能逐渐减小，但厚度并非均匀变化，故BC错误； D．因紫光波长比红光短，则改用平行紫色激光照射，条纹间距变小，则观察的条纹数会增多，D正确。 故选AD。 11． 1.59 有 【详解】[1]激光恰能在O点全反射，则 其中 解得 [2]其他条件不变，仅将半圆形玻璃砖向左平移一小段距离，等效将入射光线向右平移一小段距离，光路图如图所示 则光线射到上底面时的入射角减小，则光线将不能发生全反射从而从底面射出。 12．(1) (2) 玻璃 空气 1.5 (3)偏大 【详解】（1）根据题意，画出的光路图如图所示。 （2）[1][2][3]由图像可知，所以光线是由玻璃射入空气；由折射定律可知，该玻璃的折射率为 （3）根据题意，所作光路图如图所示，由图可知 入射角i不变，折射角r偏小，根据折射定律可知，所测得的折射率将偏大。 13．(1) (2) 【详解】（1）设全反射临界角为C，则有 所以 （2）由折射定律可得 几何关系可知 光在介质中的传播速度 故从S传播到A的时间 14．(1) (2) 【详解】（1）光线垂直底边入射后，方向不变，到达腰时，由等腰直角三角形几何关系可知，入射角等于。光线恰好在腰上发生全反射，因此入射角等于全反射临界角，即 根据全反射临界角公式 代入​​，解得 （2）光线垂直于底边射入，由几何关系可知，总路程等于等腰直角三角形斜边的长度，则总路程 光在棱镜中的传播速度 传播时间 15．(1) (2) 【详解】（1）作出光路图如图所示 可知该水晶球的折射率为 由几何关系可知 ， 解得 （2）在圆弧面上任取一点E，连接PE和 OE，由正弦定理可知 整理得 E点在ADB上移动时，最大值取 1，则 光线射出光学元件时的临界角 由于，所以光线在 ADE 面上不会发生全反射 由折射定律可知 解得 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 $