第四章 光 单元质量检测 （七）-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、解答题考查光的折射、全反射、双缝干涉等核心知识，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习检测。 **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（第1题）、全反射临界角（第5题）、光的色散（第2题）|结合彩虹、玻璃半球等真实情境，基础与综合题梯度分布| |实验题|2题|双缝干涉测波长（11题、12题）|聚焦实验操作与数据处理，强化科学探究能力| |解答题|3题34分|综合几何光学与折射率计算（15题）|多过程问题设计，考查模型建构与科学推理|

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（七） 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．如图所示是一玻璃球体，其半径为R，О为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，则（　　） A．此玻璃的折射率为 B．光从玻璃射入空气频率变大 C．来自B点的光线，第一次到达M点，不能从M点射出 D．光线从B到D需用时 2．彩虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的光学现象，其光路如图所示，、、、是其中四条不同颜色的出射光线，下列说法正确的是（　　） A．、、、光的颜色依次可能为红光、黄光、蓝光和紫光 B．在水滴中光的频率小于光的频率 C．在水滴中光的波长小于光的波长 D．在水滴中光的速度大于光的速度 3．如图所示，玻璃砖上表面水平，下表面是以为圆心、半径为的圆弧，，是的中点。一束红光从下表面各处沿半径方向入射，从上表面出射后，与的交点为。已知玻璃砖对红光的折射率为，不考虑光在玻璃砖内的二次反射，下列说法正确的是（　　） A． 减小，长度减小 B．光在玻璃砖中的波长比真空中长 C．上表面有光出射的区域长度为 D．若换成蓝光，上表面有光出射的区域更多 4．如图，光沿AO从空气射入折射率为n的介质中，以O点为圆心、R为半径画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM（设为r）为半径画另一圆。则以下关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图，在平静的湖面下深h处有一点光源S，则湖面上有光线射出的区域的面积为（湖水的折射率为）（　　） A． B． C． D． 6．如图（a），玻璃半球半径为R，O为球心，AB为直径，现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面。已知玻璃对单色光的折射率为，如图（b）所示，球冠（不含圆底面）的表面积为，只考虑首次射到球面的光。下列说法正确的是（    ）    A．所有射入到半球底面的光有1/3会发生全反射 B．整个半球面透光的面积为 C．从半球球面射出的光中，在玻璃内的传播时间最短为 D．仅将单色光换为频率更高的单色光，则半球面透光的面积增大 7．在桌面上铺上白纸，长方形玻璃砖ABCD放在白纸上，用铅笔画出玻璃砖的轮廓线，然后作出直线MN，让直线MN与玻璃砖的AB边平行。作玻璃砖AD边平行线与CD、AB分别交于O、。拿一只激光笔，让红色激光束从O点以某一入射角射到玻璃砖上，经过玻璃砖两次折射后红色激光束照射到直线MN上的P点，在其他条件不变的情况下，仅取走玻璃砖，红色激光束照射到直线MN上的Q点，是直线OQ与AB的交点，测得，，，则玻璃砖的折射率为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从空气中射向水面，进入水面后变成a、b两束光，折射角分别为和，且。下列说法正确的有（    ） A．若光束a是红光，光束b有可能是紫光 B．若光束a是紫光，光束b有可能是红光 C．增大复色光的入射角，则光束a可能发生全反射 D．光束a与光束b在水中的速率之比 9．如图所示，一束复色光斜射入一平行玻璃砖后分成a、b两束单色光，折射角分别为30°和45°。已知该复色光入射时与玻璃砖上表面成30°角，下列说法中正确的是（　　） A．a、b两束单色光在玻璃砖中的折射率之比为 B．a、b两束单色光在玻璃砖中的传播速率之比为 C．在相同条件下，a光比b光更容易产生明显的衍射现象 D．射出玻璃砖后，a、b两束光一定平行 10．图甲是水下灯光装置简化图，轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，y表示偏离平衡位置的位移，规定向上为正方向，水的折射率为。下列说法中正确的是（　　） A．时，点光源处于失重状态 B．光斑边缘的振动周期为 C．光斑的最大面积为 D．光斑边缘上某点振动的振幅为 二、实验题 11．小明同学又做了‘利用双缝干涉测定光的波长’的实验如下： 小明同学按照甲图摆好实验仪器，测量出双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)某种红光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，小明同学将红光改为绿光，则条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）； (2)实验中小明同学和其他同学进行了讨论，下列说法正确的是______（填标号）； A．实验中还需测出单缝到光屏的距离 B．将单缝向双缝移动一小段距离，干涉条纹间距变窄 C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 (3)若小明同学去掉单缝和滤光片，把光源内灯泡换成激光光源，能否观察到干涉条纹？______（填“能”或“不能”） 12．某同学用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图1所示。 (1)下列说法正确的是________（多选）。 A．透镜的作用是使射向单缝的光更集中 B．各元件的中心应位于遮光筒的轴线上，且保证单缝和双缝垂直 C．若将光源换成红色激光，不需要单缝也能获得清晰的干涉条纹 (2)若实验时从目镜中看到干涉条纹太密集，可以________（选填“增大”或“减小”）双缝到屏的距离，从而减少目镜中观察到的条纹数量。 (3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹中心，读出手轮的读数为x1=1.25 mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第5条亮纹中心，如图2所示，读出手轮的读数x2=________mm。已知双缝间的距离d=0.3 mm，双缝到光屏的距离L=1.0 m，则所测光的波长是________m。 三、解答题 13．如图，某圆柱体宝石的横截面是以O为圆心，以R为半径的圆形。一单色光在横截面所在平面内，从圆周上的A点射入宝石，从B点射出，，。已知真空中的光速为c，不考虑光在玻璃球内的反射。 （1）求宝石对该单色光的折射率； （2）求该单色光在宝石中传播的时间。 14．如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组成，半圆的直径为d，正三角形的边长也为d。一束单色光从AB边的中点D垂直于BC射入玻璃砖中，折射光线刚好通过半圆的圆心O。已知光在真空中传播速度为c。求： （1）玻璃砖的折射率； （2）光从D点第一次射到玻璃砖半圆弧的传播时间。 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 C C C A A B A AD AD AC 1．C 【详解】A．由题图及几何关系可知光线在D点的入射角为，折射角为，由折射定律可得 故A错误； B．光从玻璃射入空气频率保持不变，故B错误； C．来自B点的光线，第一次到达M点，由几何关系可知入射角为，光从玻璃射出空气发生全反射的临界角满足 可知来自B点的光线，第一次到达M点，光发生全反射，不能从M点射出，故C正确； D．光线在玻璃中的传播速度为 由几何关系可得 则光线从B到D需用时 故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．可见光从红光到紫光，频率越来越大，波长越来越小。而频率越大的光，在同一介质中折射率越大，由图当太阳光经过水滴的第一次折射时，根据 可得入射角相同，折射角越小，则折射率越大。所以、、、光的颜色依次可能为紫光、蓝光、黄光和红光，故A错； B．进入不同介质，光的频率不变，所以在水滴中光的频率仍然大于光的频率，故B错； C．由， 得 则a光的频率最大，折射率最大，因而最小，故C正确； D．由 可知折射率越大，传播速度越小，在水滴中光的速度小于光的速度，故D错。 故选C。 3．C 【详解】A．作出光路图，如图所示 根据几何关系，可知 根据折射定律有 联立可得 可知当减小时， 减小，则，故减小，则出射光线向上偏，即PM长度变大，故A错误； B．设光的频率为，光速为，在真空中的波长为，在玻璃中的波长为，速度为，因光从玻璃到真空中，频率不变，则有 又 联立可得，故B错误； C．设光在玻璃中的D点发生全反射的临界角为，则有 解得 作出光路图，如图所示 根据光路图可知，在AM之间有光线射出的长度为DM的长度，由几何知识可知 故直角三角形OMD中，根据几何关系可得 在直角三角形OMA中，斜边， 根据几何关系可得 联立可得 同理在BM之间也存在同样一段长为的区域有光射出，故上表面有光出射的区域长度为，故C正确； D．若换成蓝光，其折射率更大，根据 蓝光的全反射角更小，根据 则上表面有光出射的区域长度为 其中 可得 可知变短，所以上表面有光出射的区域更少，故D错误。 故选C。 4．A 【详解】设入射角为i，折射角为r，根据折射定律可得 由几何关系可知 则 故选A。 5．A 【详解】光线发生全反射的临界角满足 根据几何关系有 湖面上有光线射出的区域的面积为 联立解得 故选A。 6．B 【详解】A．如图所示    设发生全反射的临界角为，则 解得 发生全反射的光入射位置的面积 故所有射入到半球底面的光有会发生全反射，故A错误； B．结合题图（b）可知 则透光面积 故B正确； C．射出的光中，在玻璃内的传播路径最短为，单色光在玻璃中的传播速度 则 故C错误； D．光的频率越高，折射率越大，临界角越小，半球面透光的面积越小，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】设 ，， 设在O点时，光线入射角为、折射角为，根据折射定律有 由于玻璃砖使光线发生侧移，如图所示 则 ， 所以三角形是等腰直角三角形 ， 联立解得 故选A。 8．AD 【详解】AB．紫光的折射率比红光的折射率大，则入射角相等时，紫光的折射角更小，若光a是红光，则光束b有可能是紫光，故A正确，B错误； C．只有从光密介质到光疏介质才能发生全反射，所以增大复色光的入射角，则光束a不可能发生全反射，故C错误； D．设复色光的入射角为，则光束a与光束b的折射率分别为， 光束a与光束b在水中的速率分别为， 则，故D正确。 故选AD。 9．AD 【详解】A．根据折射定律得玻璃砖对a、b两束单色的折射率为 所以a与b在玻璃砖中的折射率之比为 故A正确； B．根据 可得 故B错误； C．由于波长越大折射率越小，则b的折射率小波长大，在相同条件下，波长越大，越容易产生明显的衍射现象，故b光比a光更容易产生明显的衍射现象，故C错误； D．a、b两单色光从玻璃砖下表面射出时，入射角分别等于从上表面射入时的折射角，根据对称性可知，a、b光从下表面射出时的折射角都是60°，由几何关系可知，a、b光从玻璃砖下表面射出后是平行光，故D正确； 故选AD。 10．AC 【详解】A．0.75s 时，点光源向上减速，加速度向下，属于失重，A正确； B．光斑边缘即光刚好发生全反射的位置，当点光源在最低点时，光斑边缘距离最远，当点光源在最高点时，光斑边缘距离最近，故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同，由图乙可知光源振动周期为2s，故光斑边缘的振动周期也为2s，故B错误； C．设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C，根据全反射临界角公式 ，光源在最低点时，光斑的面积最大，此时，由几何关系 ,光斑的最大面积为，C正确； D．根据几何关系可得光斑振幅满足 ，光斑边缘上某点振动的振幅为 ，故D错误。 故选AC。 11．(1)变小 (2)C (3)能 【详解】（1）根据条纹间距公式，小明同学将红光改为绿光，由于绿光的波长小于红光的波长，所以条纹间距将变小。 （2）AB．根据条纹间距公式，可知不需测出单缝到光屏的距离，将单缝向双缝移动一小段距离，干涉条纹间距不变，故AB错误； C．根据条纹间距公式，将屏移近双缝，即减小，则干涉条纹间距变窄，故C正确。 故选C。 （3）若小明同学去掉单缝和滤光片，把光源内灯泡换成激光光源，由于激光是相干光源，单色性好，所以能观察到干涉条纹。 12．(1)AC (2)增大 (3) 7.25 【详解】（1）A．透镜的作用是使射向单缝的光更集中，故A正确； B．各元件的中心应位于遮光筒的轴线上，且保证单缝和双缝平行，故B错误； C．若将光源换成红色激光，由于激光的单色性强，不需要单缝也能获得清晰的干涉条纹，故C正确。 故选AC。 （2）若实验时从目镜中看到干涉条纹太密集，由可知可以增大双缝到屏的距离，增大相邻条纹间距离，从而减少目镜中观察到的条纹数量。 （3）[1]分划板中心刻线对准第5条亮纹中心时手轮的读数 [2]相邻条纹间距离 又，解得 13．（1）；（2） 【详解】（1）如图所示，画出光路图 由几何关系知，则折射率为 （2）由折射率与光速关系知 代入得 由几何关系知 则，单色光在宝石中传播的时间为 14．（1）；（2） 【详解】（1）根据题意作出光路图 设光在AB面上的入射角为i，折射角为r，玻璃砖折射率为n，由几何关系，有 ， 根据折射定律 （2）由几何关系可知，光在玻璃砖中传播的路程为s，则 设光在玻璃砖中传播速度为v，则 从D点第一次射到玻璃砖半圆弧的传播时间为t，则 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 $