第四章 光质量检测试卷（四）- 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，以彩虹形成、日晕现象等自然情境及珠宝设计等生活场景为载体，覆盖光的折射、全反射、双缝干涉等核心知识点，适配周测巩固与能力梯度提升。 **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|折射定律（彩虹题）、全反射（宝石题）|情境真实，如第2题彩虹折射分析，第7题玻璃砖全反射计算| |实验题|2题|双缝干涉测波长|操作与计算结合，如第11题手轮读数与波长计算| |解答题|3题|折射率、光速（三棱镜题）|综合应用，如第15题玻璃砖折射与全反射综合推理|

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（四） 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．为增加视觉效果，某珠宝商在一颗半径为的透明球形宝石下方放一发光二极管，如图所示。二极管向球内各个方向发射单色光，恰好有个球面有光线射出，则该宝石对该单色光的折射率为（　　） A．2 B． C． D． 2．如图是彩虹形成的原理图，由于水对不同颜色光的折射率不同，一束红、紫两色的复色光射入水滴后，经两次折射和一次反射后，分为和两束单色光。已知水对红光的折射率小于对紫光的折射率，则关于光和光，下列说法正确的是（　　） A．是红光，且在水中传播速度较小 B．是紫光，且在水中传播速度较大 C．是红光，且在水中传播速度较大 D．是紫光，且在水中传播速度较小 3．半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，现将该玻璃砖放在真空环境中，一束由a、b两种不同单色光组成的复色光沿玻璃砖的半径方向射入点之后，光沿着不同路径分开传播。下列说法正确的是（　　） A．光的频率比光的小 B．a光在该玻璃砖中的传播速度比b光的大 C．该玻璃砖对a光的折射率比b光的大 D．用同一装置做双缝干涉实验，光的相邻干涉条纹间距比光的大 4．太阳光通过云层时，经冰晶的折射或反射会形成日晕现象．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射的光路图，、为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．、光在冰晶中传播时，光的速度较大 B．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大 C．用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄 D．遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显的衍射现象 5．如图所示是用透明材料制成的直角三棱镜MNP，其中，。一束单色光垂直MN面从MN的中点位置处射入棱镜，在MP面恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速率为c，则单色光在棱镜中的传播速率为（　　） A．c B． C． D． 6．如图所示，ABC是顶角为的等腰三棱镜的横截面，两束相同的单色光a和b分别从AB边上的O点以相等的入射角θ射入棱镜，OC为法线，a、b光线均位于ABC的平面内，且a光恰好垂直AC射出棱镜。已知该单色光在棱镜内的折射率为，不考虑没有发生全反射光线的二次反射，则下列说法正确的是（　　） A．两束光的入射角大小为 B．仅增大入射角，a光可能不会从AC面上射出 C．b光离开棱镜时的出射光线相对入射光线的方向偏转了90° D．a光离开棱镜时的出射光线相对入射光线的方向偏转了15° 7．如图所示，一个半径为的薄半圆形玻璃砖放置在平面镜上。在其圆心上方距离镜面处存在一点光源，可以向各个方向发射出某种颜色的光使得薄半圆形玻璃砖发光。假设该色光在玻璃砖表面全反射的临界角为，除第一次经平面镜反射的光外，不考虑其余反射光，下列说法正确的是（　　） A．当时，玻璃砖对这种光的折射率 B．当时，不可能使得半圆面全部发光 C．当时，半圆玻璃砖的不发光部分弧长为 D．当时，半圆玻璃砖的发光部分弧长为 8．关于光学现象，下列说法正确的是（　　） A．炎热的夏天看到柏油马路像被水淋过一样，是因为光射到地面上发生了干涉现象 B．利用光的干涉现象可检测元件表面的平整度 C．潜水员在水面下看天空中的飞鸟（位于潜水员的斜上方）时，鸟的实际高度比看到的要高 D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 E．在同一种透明物质中，波长越短的光波波速越小 9．如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（    ） A．在玻璃砖中的传播速率a光小于b光 B．在玻璃砖中a光的波长大于b光的波长 C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若增大光束的入射角，a光先消失 10．如图所示，半圆ABC为半球形玻璃砖的截面（处于真空中），半径R为3 m，圆心为O，AC为水平直径。一束波长为600 nm的单色光斜射到AC边上的D点，D点到O点距离为，入射角，折射光线刚好射到半圆的最低点B，光速，下列说法正确的是（    ） A．玻璃砖对该单色光的折射率 B．光在玻璃砖中的波长为 C．若入射光的方向不变，要使折射光线不射出玻璃砖，入射点水平左移至少 D．若入射光的方向不变，要使折射光线不射出玻璃砖，入射点水平右移至少 二、实验题 11．如图甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置图。    （1）已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏间的距离，双缝间距。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度线对准第1条亮纹的中心（如图乙所示），此时手轮的读数如图丙所示，是______mm，转动测量头，使分划板中心刻度线对准第4条亮纹的中心，此时手轮的读数如图丁所示。则该被测光的波长为______m（保留两位有效数字）。      （2）图戊为上述实验装置的简化示意图。S为单缝，S1，S2为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到______。    A．干涉条纹消失 B．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移 C．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移 12．（1）如图（甲）所示是用双缝干涉测量光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是( )    A．增大③和④之间的距离 B．增大④和⑤之间的距离 C．将绿色滤光片改成红色滤光片 D．增大双缝之间的距离 （2）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图（乙）所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读出手轮的读数如图（丙）所示。则相邻两亮条纹的间距是( )mm（结果保留三位有效数字）。    （3）在（2）前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是( )m。（结果保留三位有效数字） 三、解答题 13．夜晚，景观水池中央底部的光源发出的光在水面形成一个发光圆，若水中点光源离水面距离为1m，在水面上观察到发光圆的半径为，已知真空中光速，求： (1)水的折射率n； (2)光在水中传播的速度v。 14．如图，直角三棱镜的顶角是，一束单色光垂直于斜边AC射入，从一直角边AB射出，出射光线与入射光线的夹角为，真空中光速。 (1)画出光路图，求该三棱镜的折射率n； (2)求光在该棱镜里的传播速度大小v。 15．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为，为直径，为圆心，对称轴垂直于，在玻璃砖的右侧放置一个完全相同的另一玻璃砖，已知。位于点的光源发出一束与平行的单色光，射向玻璃砖上的点，进入玻璃后的折射角，经玻璃砖折射后，从点射出。光线射入另一玻璃砖表面的点后，最后在玻璃砖内表面点（图中未画出）恰好发生全反射。已知平行于，，光在真空中的传播速度为。求： (1)玻璃的折射率； (2)光从点传播到点所经历的时间； (3)已知为右玻璃砖的圆心，与、共线，求点到的距离。 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 D C C C B D C BDE AD ACD 1．D 【详解】由题意可知球形宝石有球面发生全反射，光路如图所示，根据临界角公式 由题意可知 由以上两式可得 故选D。 2．C 【详解】由于水对红光的折射率小于对紫光的折射率，则红光的偏折角小于紫光的偏折角，因此a为紫光，b为红光，结合可知，红光在水中传播的速度大于紫光在水中传播的速度。故选C。 3．C 【详解】AC．由题图可知，在相同入射角条件下，a光发生全反射，b光发生折射，则a光在该玻璃砖中发生全反射的临界角比b光的小，根据可知，该玻璃砖对a光的折射率比b光的大，则a光的频率比b光的大，故A错误；C正确； B．根据，由于该玻璃砖对a光的折射率比b光的大，所以a光在该玻璃砖中的传播速度比b光的小，故B错误； D．由于a光的频率比b光的大，即a光的波长比b光的短，用同一装置做双缝干涉实验，由可知，a光的相邻干涉条纹间距比b光的小，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，由可知、光在冰晶中传播时，光的速度较大，故A错误； B．根据全反射临界角公式，同种玻璃对光的折射率比对光的折射率小，可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大，故B错误； C．因光的折射率小于对光的折射率，则光的频率小于光的频率，由可知光的波长比光的波长大，根据条纹间距公式可知，用同一装置做双缝干涉实验光的条纹间距比光的宽，故C正确； D．波长越小，衍射现象越不明显，因光的波长比光的波长大，则光比光更容易发生明显的衍射现象，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】光路如图所示 由题意可知，全反射临界角 则棱镜对该单色光的折射率 则单色光在棱镜中的传播速率，故选B。 6．D 【详解】A．a、b两束光的光路图如图所示，两束光在AB面上入射角相等，则折射角相等，设折射角为，由a的光路可知折射角 根据折射定律有 得 故A错误； B．仅增大入射角，a光的折射光向A点移动，但入射角不会超过，不会发生全反射，a光会从AC面上射出，故B错误； C．由几何知识可得 ∠EOB=90°-∠EOC=60° ∠B=∠C=75° ∠OEB=180°-60°-75°=45°b光在BC面的入射角为 i=45° 恰好发生全反射 ∠FEC=∠OEB=45° ∠EFC=60° 设光线EF在AC面的法线为MN，则入射角为 ∠NFE=90°-∠EFC=30° 设折射角为α，有 则有 ∠NFG=α=45° ∠DOG=∠DOC+∠COG=75° 待求的角为 ∠G=180°-∠NFG-∠DOG=60° 故C错误； D．a光离开棱镜时的出射光线相对入射光线的方向偏转了 故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．当时，玻璃砖对这种光的折射率，故A错误； B．当时，作出该点光源关于平面镜对称的点光源，则由点光源发出的光经平面镜反射到玻璃砖表面，相当于从点光源发出的光直接射到玻璃砖表面，这些光线射到玻璃砖表面时的入射角都小于，都未发生全反射，故半圆面全部发光，故B错误； CD．点光源发出的光直接射到玻璃砖表面，当入射角等于时，如图所示 根据正弦定理有 解得 即 则 根据左右对称可知，不发光部分的弧长为，发光部分的弧长为，故C正确，D错误。 故选C。 8．BDE 【详解】A．炎热的夏天看到柏油马路像被水淋过一样，是因为光射到路面上方的水蒸气中发生了全反射现象，故A错误； B．利用光的干涉现象可检测元件表面的平整度，故B正确； C．潜水员在水面下看天空中的飞鸟时，由于空气中的入射角大于水中的折射角，鸟的实际高度比看到的要低，故C错误； D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，根据 因为红光的波长更长，所以用红光时得到的条纹间距更宽，故D正确； E．由 可知，在同一种透明物质中，波长越短的光波，频率越大，折射率越大，则波速越小，故E正确。 故选BDE。 9．AD 【详解】A．由图可知，光线从玻璃射向空气，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律 可知玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，即 根据 可知，在玻璃砖中a光的传播速率小于b光的传播速率，故A正确； B．因为，所以a光的频率大于b光的频率，真空中a光的波长小于b光的波长。在玻璃砖中，波长 因为且，所以，即在玻璃砖中a光的波长小于b光的波长，故B错误； C．由A选项分析可知，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误； D．根据全反射临界角公式 因为，所以。若增大光束的入射角，a光先达到临界角，先发生全反射而消失，故D正确。 故选AD。 10．ACD 【详解】A．在中，，即 折射角是折射光线与法线的夹角，因此 根据折射定律，故A正确； B．光进入玻璃砖后频率不变，光速 真空中波长，满足 玻璃砖中波长,故B错误； C．发生全反射的临界角满足 得，即当折射光线在圆弧面的入射角时，发生全反射，不会射出玻璃砖。 入射方向不变，折射角不变，所有折射光线平行，如图所示 在（为折射光线与圆弧的交点）中由正弦定理 临界情况 代入得 左移情况：入射点在左侧，原，临界，因此左移距离，即左移至少，故C正确； D．右移情况：若入射点在右侧，如图所示 同理由正弦定理可得，临界位置，计算得右移距离，故D正确； 故选ACD。 11． 2.190 B 【详解】（1）[1] [2]对准第1条亮纹中心时手轮的读数为 对准第4条亮纹中心时手轮的读数为 相邻两亮条纹的间距为 根据 得波长为 （2）[3] A．实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A错误； BC．对于中央亮纹来说，从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0 那么 则中央亮纹O的位置略向向上移动，故B正确，C错误。    故选B。 12． BC/CB 1.61 5.37×10-7 【详解】（1）[1] A．由可知相邻两亮条纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离无关，故A错误; B．增大④和⑤之间的距离即是增大l，增大，故B正确; C．红光的波长大于绿光的波长，将绿色滤光片改成红色滤光片可以增大相邻两条纹间距，故C正确; D．增大双缝之间的距离，减小，故D错误。 故选BC。 （2）[2]乙图读数是 丙图读数是 相邻两亮条纹间距是 （3）[3]待测光波长 13．(1) (2) 【详解】（1）光从水中射向空气，当入射角达到某一角度时，发生全反射，如图所示 由几何关系可以得到此时入射角满足 由全反射条件， 解得 （2）光在水中传播的速度 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）光路图如图 当光垂直入射时，由于入射角为零，所以折射角也为零。由于三棱镜的顶角是可知，当光再次入射时，入射角为 折射角为 由折射定律有 （2）由 代入数据得光在棱镜里的传播速度 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）光从A点射出后经B点到P点的光路如图所示 由折射定律 又 解得 （2）光在玻璃中的传播速度为 在三角形BPO中由正弦定理     光从B点传播到P点经历的时间为 得 （3）如图所示，从M点射入右侧玻璃砖的光线，入射角 根据折射定律可知， 又， 光线在E点发生全反射，则 在中，由正弦定理得 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 $