第四章 光质量检测试卷（九）-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** 以光现象为核心，融合3D电影、指纹识别等真实情境，通过选择、实验、解答题梯度考查折射、干涉等知识，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、偏振光、全反射、薄膜干涉|结合3D电影偏振原理（题2）、指纹识别全反射条件（题8）考查应用| |实验题|2题|玻璃折射率测量|通过操作误差分析（题11）、光路设计（题12）培养科学探究能力| |解答题|3题|光的反射、折射、全反射计算|结合球形介质（题13）、三棱镜（题14）等模型，考查几何光学推理与综合应用|

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（九） 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．现在高速公路上的标志牌常贴有“回归反光膜”，它采用高折射率的微小玻璃珠制成，并在后半表面镀铝膜，如图甲所示。一光线沿平行于玻璃珠水平直径AB方向射入玻璃珠，发生折射后到达B处发生反射，再经折射后平行入射方向射出，光路及角度如图乙所示，O为球心。已知光在空气中的传播速度c，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃珠的折射率为 B．该光线在玻璃珠中的传播速度为 C．该光线在玻璃珠中发生全反射的临界角为30° D．如果没有铝膜，该光线不能在B处发生全反射 2．2025年春节期间3D电影《哪吒2》热播，开启了中国动画电影文化输出新纪元。观众在观看3D电影时需要佩戴用偏振镜片特制的眼镜，屏幕上显示左眼图像时，左眼镜片为透光状态，而右眼镜片为不透光状态，屏幕上显示右眼图像时，右眼镜片为透光状态，而左眼镜片为不透光状态，这样通过两只眼镜就看到了不同的电影画面，形成了立体效果。关于观看3D电影，下列说法正确的是（　　） A．从屏幕上发出的光为偏振光，且左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同 B．从屏幕上发出的光为自然光 C．佩戴的眼镜左眼镜片和右眼镜片的透振方向相同 D．如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，则看不到电影画面 3．如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为弧AC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．入射角θ小于 B．由B点出射的光线与在A点入射的光线不平行 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 4．如图所示，为一矩形玻璃砖。现有一束仅由黄色和紫色两种颜色组成的复合细光束，照射到玻璃砖的上表面，在玻璃砖中分成的两束单色光从P1和P2点射出，则下列说法正确的是（　　） A．从P1点射出的光为黄色光，从P2点射出的光为紫色光 B．若不断增大入射角，则紫光先在下表面发生全反射 C．从P1和P2点射出后的光束不平行 D．分别通过同一单缝时，从P2点射出的光衍射现象更明显 5．薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列说法正确的是（　　） A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样 B．干涉条纹的分布上密下疏 C．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变 D．若换用红光照射，则条纹间距将变小 6．如图，折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形，，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光在BC边上O点反射后，恰好射向顶点A，O点图中未标出，下列说法正确的是（　　） A．在M点折射角为 B．在BC上反射角为 C．M位于AB中点 D． 7．检测微小球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠c与待测滚珠a、b放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．图乙中a所在位置的玻璃板间距是这个单色光半波长的奇数倍 B．滚珠a、b均不合格 C．滚珠a、b中有一个不合格，另一个合格 D．同时增大滚珠a、b的直径，条纹间距一定变密 8．如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部）处，入射光在棱镜界面发生全反射；在指纹脊线（凸部）处，入射光被部分吸收或漫反射到别的地方。这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　） A．在指纹谷线处，入射角大于45°可以满足全反射的条件 B．在指纹脊线处，入射角小于30°可以满足全反射的条件 C．没有手指放入时，光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像 D．手指湿润时，光在棱镜界面更不容易发生全反射，识别率降低 9．图甲是双缝干涉示意图，、是两个相互平行的狭缝，a、b两种不同颜色的单色光通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．b光的频率比a光的频率大 B．通过同一单缝，b光比a光能发生更明显的衍射 C．若只减小挡板上两个狭缝间距d，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小 D．若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大 10．如图甲所示，实验中水波从深水区A传向浅水区B，沿垂直波面（振动相同的点构成的面）方向画出波线（波的传播方向）得水波在深浅水分界线上的入射角为，折射角为，已知水波的折射原理与光的折射原理相同（在光的折射中，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度与光在这种介质中的传播速度之比）。是轴上的两个完全相同的波源，它们到原点的距离相等，质点在轴上，点位于第一象限，如图乙所示。都在A区时，是振动极弱点，且连线上还有3个振动极弱点。则（　　） A．水波在浅水区B中的波速比深水区A中的小 B．浅水区B中水波的波长是深水区A中水波波长的倍 C．若都在B区，连线上（不包括点）有3个振动极弱点 D．若都在B区，连线上（不包括点）有5个振动极弱点 二、实验题 11．（1）在测量玻璃折射率的实验中，某同学利用插针法得到的图如图1所示。关于此实验的操作和误差分析，下列说法正确的是____________（选填字母代号）； A．实验中入射角过大可能导致图中光线发生全反射 B．适当减小CD两大头针的距离，可以减小实验误差 C．选择aa＇两面间距较大的玻璃砖可以减小实验误差 D．若换用aa＇两面不平行的玻璃砖，实验误差会增大 （2）此玻璃砖的折射率可表示为n＝____________（用、表示）； （3）某同学在纸上画出的界面aa＇，bb＇与玻璃砖位置的关系如图2所示，他的其他操作均正确，且均以aa＇，bb＇为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值____________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。    12．如图，标有直角坐标系的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，是画在白纸上的直线，、是竖直插在直线上的两枚大头针，是竖直插在白纸上的第三枚大头针，是直线与y轴正方向的夹角，是直线与y轴负方向的夹角，只要直线画得合适，且的位置取得正确，测得角和，便可求得玻璃的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线上竖直插上了、两枚大头针，但在的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到、的像. (1)若他已透过玻璃砖看到了、的像，并确定了位置，其方法是透过玻璃砖，挡住______。 (2)若他已正确地测得了的、的值，则玻璃的折射率______； (3)他应该采取的措施是______和y轴正方向的夹角（填“增大”或“减小”）； 三、解答题 13．夜晚用光照射透明小球，小球晶莹剔透，仿佛一颗夜明珠。如图所示，一束单色光从点平行直径射入透明小球，在、两点发生反射后回到点。已知小球的半径为，入射点与直径间的距离为，光在真空中的传播速度为，为等边三角形。 (1)请通过计算说明单色光能否在点发生全反射； (2)求单色光从A点射入到第一次回到A点所用的时间。 14．如图1、2所示为同一种透明材料制成的两个三棱柱的横截面，两横截面均为直角三角形，∠CAB=45°，∠EDF=30°，两束频率相同的平行于底边的光分别射到BC边与EF边。已知射到三角形ABC的光，在AC边恰好发生全反射，射到三角形DEF的光第一次到达DF边的H点（图中未标出），H点到D点的距离为d，真空中的光速为c，求： (1)该透明材料的折射率； (2)光从H点到DE边传播的时间。 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 D A D D C D B AD BD AD 1．D 【详解】A．如图乙所示，根据光的折射定律，玻璃球的折射率为 A错误； B．光在玻璃球中的传播速度为 B错误； C．根据光的折射定律，临界角满足 可知临界角C大于30°，C错误； D．光线在B处的入射角为30°，由于满足 可知如果没有铝膜，该光线在B处不会发生全反射。D正确。 故选D。 2．A 【详解】ABC．从屏幕上发出的光为偏振光，左眼图像和右眼图像发出的光偏振方向不相同，左眼镜片的透振方向与左眼图像的偏振方向相同，右眼镜片的透振方向与左眼图像的偏振方向不相同，这样左眼只能看到左眼图像，同理，右眼只能看到右眼图像，从而产生立体效果，故A正确，BC错误； D．如果将3D眼镜反着戴，左眼戴右眼镜片，右眼戴左眼镜片，这样右眼看到的是左眼图像，左眼看到的是右眼图像，仍可看到电影画面，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】AB．根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有 则有， 可得入射角θ大于；根据图中几何关系可知，光线在B点出射时的入射角为45°，则折射角为θ，所以由B点出射的光线与在A点入射的光线平行，故AB错误； C．根据题意，由 可知 即 增大入射角，光路图如图所示 由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误； D．减小入射角，光路图如图所示 由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．黄色光折射率比紫色光小，根据折射定律可知，空气中入射角相等时，黄色光的折射角大一些，可知从P2出射的光为黄色光，故A错误； B．根据几何关系可知，上界面的折射角等于下界面的入射角，根据光路可逆原理可知，下界面的折射角等于上界面的入射角，不断增大入射角，两种色光均可从下表面射出，不会发生全反射，故B错误； C．结合上述，两种色光从下表面射出时的出射角均与上表面的入射角相同，则射出的光线平行，故C错误； D．结合上述，从P2点射出的为黄色光，波长较长，故通过同一单缝时，衍射现象更加明显，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．薄膜干涉是膜层前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，即实验者应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误； B．令对应条纹处膜层的厚度为d，则有 （n=1，2，3…） 根据图像可知，图中薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，则从上到下条纹越来越密集，即明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B错误； C．结合上述可知 ， 解得 即任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是半倍的波长，即任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变，故C正确； D．如果换成红光照射，则波长变长，根据上述可知，相邻条纹间距变大，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．画出光路图，如图所示 光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为，由于棱镜折射率为，根据折射公式 可求出折射角为，故A错误； B．折射角为，可得，，可得光线在BC上反射角为，故B错误； CD．根据角度关系，可求出且为等腰三角形，可得 和相似，设，故有 即，故M不在AB中点，故D正确，C错误。 故选D。 7．B 【详解】A．劈尖干涉中，亮纹处的空气层厚度满足2d=kλ（k=0,1,2⋯） 图乙中 a 位于亮纹中心，因此对应的空气层厚度，是半波长的整数倍，而非奇数倍。故A错误； BC．只要空气膜厚度相等，会位于同一条干涉条纹上。由图乙可知，待测滚珠a、b位于同一条干涉条纹上，但和标准滚珠c处于不同级的干涉条纹上，说明a、b直径都和标准滚珠不相等，因此二者都不合格，故B正确，C错误； D．同时增大a、b的直径，两块平板玻璃的夹角θ减小，根据条纹间距公式，则增大，条纹间距变大，条纹变疏，故D错误。 故选B 。 8．AD 【详解】AB．全反射临界角为 根据几何关系可得 所以入射角大于45º可以满足全反射的条件，故A正确，B错误； C．没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，故C错误； D．因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此，手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，故D正确。 故选AD。 9．BD 【详解】A．根据干涉条纹公式有 图乙相邻明条纹中心间距小于丙图相邻明条纹中心间距，则b光的波长比a光的波长大，波长越大，频率越小，即b光的频率比a光的频率小，故A错误； B．结合上述，b光的波长比a光的波长大，则通过同一单缝，b光比a光能发生更明显的衍射，故B正确； C．根据上述干涉条纹公式可知，若只减小挡板上两个狭缝间距d，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大，故C错误； D．根据上述干涉条纹公式可知，若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大，故D正确。 故选BD。 10．AD 【详解】A．根据题意分析可知，光的折射率 水波折射时 ，水波在深水区 A 波速较大，故A正确； B．根据题意分析可知，波的传播过程中，频率不变，波长与波速成正比，所以 B 区水波的波长是 A 区水波波长的 倍，故B错误； CD．根据题意分析可知，因 P 点到两波源的路程差为 0，Q 点与 P 点的连线上有 3 个振动极弱点，Q 点本身也是振动极弱点，意味着 Q 点到两波源的路程差为 ，，若 S1、S2、P、Q 都在 B 区，PQ 连线上有 5 个振动极弱点，故C错误，D正确。 故选AD。 11． C 小于 【详解】（1）[1]A．实验中光线从空气射入玻璃中，即使入射角再大也不可能导致图中光线发生全反射，从玻璃中射出时的入射角等于射入时的折射角，也不可能在射出时发生全反射，故A错误； B．适当增加CD两大头针的距离，可以增加测量出射光线方向的精确度，可以减小实验误差，故B错误； C．选择aa＇两面间距较大的玻璃砖可使光线射出玻璃砖后的侧移量更大，从而可以减小实验误差，故C正确； D．若换用aa＇两面不平行的玻璃砖，只要实验方法正确也不会使实验产生较大的误差，故D错误。 故选C。 （2）[2]此玻璃砖的折射率可表示为 （3）[3]如图为在图中分别做出的实际光路图和以aa'、bb'为界面，以大头针留的痕迹做出出射画的实验光路图（图中虚线）    比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知，折射角测量值偏大，则折射率偏小。 12．(1)、的像 (2) (3)减小 【详解】（1）透过玻璃砖看到了、的像，确定位置的方法是：同时挡住、的像。 （2）由于光线从玻璃射入空气，则由折射定律可得 （3）在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法使同时挡住、的像，是因为入射角太大，发生了全反射，所以采取的措施是减小入射角。 13．(1)不能发生全反射 (2) 【详解】（1）设光线在A点的入射角为，则 光线在A点的折射角为 则折射率为 设单色光发生全反射的临界角为，则 又因为点处的入射角为，且 所以单色光能从点射出，不能发生全反射。 （2）光在透明材质中的传播速度为 由几何关系得 光从A点射入到第一次回到点所用的时间为 14．(1) (2) 【详解】（1）在AC边恰好发生全反射，则有 解得 （2）作出光路图如图所示 由几何关系知光射到DE边G点时入射角为30°，可以射出，由几何关系可知 光在介质中的速度 则光从H点到DE边传播的时间 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 $