第四章 光 单元检测-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** 高中物理“光”单元检测，覆盖干涉、折射、全反射等核心知识，结合双缝干涉实验与防雾眼镜、溶液浓度监测等实际情境，适配单元复习，培养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|激光原理（题1）、双缝干涉（题3）、折射率计算（题5）|基础巩固，区分单选多选，考查概念辨析与规律应用| |非选择题|5题54分|实验操作（题11双缝干涉）、综合计算（题15球形元件全反射）|科学探究与模型建构，结合科技情境（题4防雾膜），梯度提升能力|

第四章 光 单元检测 第I卷（选择题） 一、选择题（共46分，本题共10小题，1-7题每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10题每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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．下列说法正确的是（　　） A．激光是自然光被放大而产生的 B．激光是原子受激辐射而得到的加强光 C．激光的能量一定大于其他光的能量 D．激光的传播速度比普通光的大 2．下列现象中属于干涉现象的是（　　） A．肥皂膜上显现彩色条纹 B．海市蜃楼 C．水中的气泡看上去特别明亮 D．泊松亮斑 3．如图所示为用红光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列说法正确的是（    ） A．若仅改用绿光，条纹间距变大 B．若仅改用白光，无法得到干涉条纹 C．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距变小 D．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距不变 4．生活中常用的“防雾眼镜”，其镜片表面涂有一层透明防雾薄膜，能防止起雾。已知空气的折射率，防雾薄膜的折射率。下列说法正确的是（　　） A．光从空气射向薄膜时，光的频率将增大 B．光从空气射向薄膜时，可能发生全反射 C．光在薄膜中的传播速度比在空气中慢 D．光在薄膜中的传播速度和空气中相等 5．机械波从第一种介质到第二种介质会发生折射，把折射率定义为机械波在第一种介质的传播速度与在第二种介质的传播速度之比。现有两种机械波甲和乙，均从水进入同种玻璃，已知甲在水中的波长大于乙在水中的波长，下列说法正确的是（　　） A．甲在玻璃中的传播速度大于乙在玻璃中的传播速度 B．甲、乙从水到同种玻璃的折射率相等 C．甲、乙的频率相等 D．由水进入同种玻璃，甲波长的改变量小于乙波长的改变量 6．在用双缝干涉测量光的波长实验中，实验装置如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．若仅将红色滤光片换成绿色滤光片，干涉条纹间距变窄 B．若单缝和双缝不平行，可调节目镜使其平行 C．若数条纹时多数了一条，则波长测量值将偏大 D．若仅将屏向远离双缝的方向移动，从目镜中观察到的条纹条数增加 7．如图所示，一束单色光平行OA边从OB边射入一个半径为R、圆心角为135°的扇形玻璃砖，该单色光在玻璃砖中的折射率为，从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行。只考虑第一次射到圆弧上的光，则（　　） A．R B． C．从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为1:2 D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射后仍然与OA边平行 8．如图所示，真空中一透明介质的截面为边长为L的菱形ABCD，其中。一束单色光从真空垂直于AB边射入透明介质，恰好射到AD边的中点并发生全反射，已知单色光在真空中的速度为c，不考虑光的二次反射，下列说法正确的是（　　） A．单色光将从CD边射出 B．单色光将从BC边射出 C．透明介质的折射率为 D．单色光在透明介质中传播的时间为 9．某兴趣小组设计了一种监测透明溶液浓度的装置。如图所示，一水平放置的长方体透明容器（容器壁厚度忽略不计）内部装有待测溶液。一束单色激光以设定的入射角θ从左侧空气斜射入溶液，经两次折射后打在竖直光屏上。已知该溶液的折射率n随浓度增大而增大。保持入射角θ及激光笔、容器、光屏的位置不变，下列说法正确的有（　　） A．若溶液浓度增大，激光在溶液中的传播速度将减小 B．若溶液浓度增大，光屏上的光斑将向上移动 C．若溶液浓度增大，激光束从容器右侧射出时的出射角将减小 D．若保持溶液浓度不变，改用频率更高的单色激光进行测试，光屏上的光斑将向下移动 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 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（4分）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中， (1)用单色光照射双缝后，在目镜中观察到如图所示的情形。若其他操作无误，则上述情形下测得的单色光波长将________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）； (2)若想对图的情形进行调整，则需要的操作是（    ） A．旋转毛玻璃屏 B．左右拨动拨杆 C．左右转动透镜 D．旋转测量头 12．（2分）按要求完成下列实验题； 如图为一梯形玻璃砖。用“插针法”测此玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范与合理的是（　　）（多选）： A．实验时可用手直接接触平行的两个光学面 B．画玻璃砖边界时，铅笔应紧贴玻璃砖侧面直接描画 C．移动玻璃砖时，用手捏住A、D棱或B、C棱较为合适 D．可用该梯形玻璃砖的AC、CD这组光学面测定折射率 三、解答题 13．（12分）如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，，真空中一束与BC边成θ=30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜。已知BC边长为，光在真空中传播的速度，棱镜对该光的折射率为。求： (1)光在BC边的折射角； (2)光在三棱镜中的传播时间。 14．（16分）某足够大景观水池的水面下方有一直径为的发光圆盘，发出的光为单色光，光源所在平面与水面平行，与水面间的竖直距离为。已知该光源发出的光传播到水面的最短时间为，光在真空中的传播速度为。求： (1)该光源发出的光在水中的折射率； (2)该光源发出的光在水面上可以射出的区域面积。 15．（18分）如图所示为一均匀透明介质制作的球形光学元件，半径为R，元件内有一单色点光源P可向各个方向发出光线，其中与OP连线垂直的光线恰好可以在元件表面M点发生全反射，元件表面存在一点N，ON与竖直方向夹角为θ（且大小未知），N点出射光线的反向延长线与OP所在直线的交点为Q。已知光源P与圆心O的距离为，求 (1)元件对该单色光的折射率n； (2)点Q与圆心O的距离d。 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 《第四章 光 单元检测》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C C B A C BCD AB AD 1．B 【详解】激光是由人工产生的光，它是由原子受激辐射而产生的加强光，它具有平行度好、相干性强和亮度高的特点，其传播速度等于光速，其能量不一定大于其他光的能量。 故选B。 2．A 【详解】A．肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜前后两个表面反射的两列相干光叠加形成的薄膜干涉现象，故A正确； B．海市蜃楼是光在密度不均匀的空气中发生折射、全反射形成的虚像，不属于干涉现象，故B错误； C．水中的气泡看上去特别明亮，是光从水射向气泡界面时发生全反射导致的，不属于干涉现象，故C错误； D．泊松亮斑是光绕过不透光的小圆板，在阴影中心形成亮斑的光的衍射现象，不属于干涉现象，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】ACD．根据条纹间距表达式，若仅改用绿光，则波长变小，则条纹间距变小；若仅减小双缝到光屏间的距离l，条纹间距变小，AD错误，C正确； B．若仅改用白光，可得到彩色相间的干涉条纹，B错误。 故选C。 4．C 【详解】A．光的频率由光源本身决定，光发生折射时频率不会改变，A错误； B．发生全反射的必要条件是光从光密介质射向光疏介质，本题中光从空气（折射率，光疏介质）射向薄膜（，光密介质），不可能发生全反射，B错误； CD．根据光速与折射率的关系，折射率越大，光的传播速度越小。因为薄膜折射率，因此光在薄膜中的传播速度小于空气中的光速，C正确，D错误。 故选C 。 5．B 【详解】A．在理想均匀介质中，不同频率的机械波传播速度相同‌，波速仅由介质本身决定‌。 机械波在同种介质中波速相同，因此甲、乙在玻璃中的传播速度相等，故A错误； B．题目定义折射率 水对甲、乙的波速相同，玻璃对甲、乙的波速也相同，因此甲、乙的折射率相等，故B正确； C．波速公式 在水中时相同，又 可得，故C错误； D．波长改变量大小为 水对甲、乙的波速相同，玻璃对甲、乙的波速也相同，又 可得，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】A．根据 ，若仅将红色滤光片换成绿色滤光片，波长变小，干涉条纹间距变窄，A正确； B．若单缝和双缝不平行，调节目镜不能使其平行，需要调节单缝或双缝，B错误； C．根据 ，若将条纹多数一条，Δx变小，则波长测量值将偏小，C错误； D．根据 ，若仅将屏远离双缝的方向移动，Δx变大，从目镜中观察到的条纹条数减小，D错误； 故选A。 7．C 【详解】AB．已知光线从M点入射的光由玻璃砖射出后恰与OA边平行，其光路图如图所示，由题意和几何关系可知由光的折射定律有 解得 则说明光线在M点的折射角与N点的入射角相等，从而可确定为直角，且 解得，故AB错误； C．若没有光射出的话，其临界角有 解得 所以当光线在圆弧面射出时的入射角为45°时将发生全反射，为圆弧边界有光射出的上边界，从O点射入的光线从圆弧面射出时为下边界，所对应圆心角为等于45°，如图所示则从玻璃砖圆弧上有光射出的与没有光射出的部分之比为，故C项正确； D．换成另一频率大的单色光平行OA边从M点入射到圆弧边出射，由于不同光的折射率不同，所以此时不会与OA边平行射出，故D项错误。 故选C。 8．BCD 【详解】AB．光路如图所示 根据几何关系可知，单色光在AD边的入射角 在CD边的入射角仍为 所以单色光不能从CD边射出，单色光将从BC边射出，故A错误，B正确； C．因为在O点发生全反射，则有 解得，故C正确； D．由几何关系知，，则 光传播的距离为 光在介质中的速度为 单色光在透明介质中传播的时间为 解得，故D正确。 故选BCD。 9．AB 【详解】A．溶液浓度增大，折射率增大，传播速度减小，故A正确； BC．溶液浓度增大，折射率增大，折射角变小，又出射光线与入射光线平行，由几何关系，光屏上的光斑将向上移动，故B正确、C错误； D．改用频率更高的单色激光进行测试，折射率大，折射角小，光屏上的光斑将向上移动，故D错误。 故选AB。 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)偏大 (2)D 【详解】（1）用单色光照射双缝后，在目镜中观察到如图所示的情形，测得的条纹间距偏大，根据公式 可知，若条纹间距偏大，则测得的单色光波长将偏大。 （2）若想对如图的情形进行调整，需要旋转测量头。 故选D。 12．CD 【详解】A B．不能用手抓光学面，不能把玻璃当尺子画线，故A、B错误； C．移动玻璃砖时，用手捏住A、D棱或B、C棱，故C正确； D．除平行的AB、CD所在的上下侧面，其他侧面也可测折射率，故可用该梯形玻璃砖的AC、CD这组光学面测定折射率，故D正确。 故选CD。 13．(1)30° (2) 【详解】（1）画出光路图如图所示 根据折射定律有 解得 （2）由几何关系可知，根据几何关系有， 其中 解得 设光在三棱镜中的传播速度为v，则有 可得光在三棱镜中的传播时间为 14．(1) (2) 【详解】（1）该光源发出的光传播到水面的最短时间 又 解得该光源发出的光在水中的折射率 （2）设该单色光自水射向空气的临界角为 该光源发出的光在水面上可以射出的区域为圆形，设半径为，有 又 解得该光源发出的光在水面上可以射出的区域面积 15．(1)2 (2)2R 【详解】（1）如图所示，M点发生全反射，入射角为α，由几何关系可得 元件对该单色光的折射率 （2）如图所示，光线PN与竖直方向的夹角为γ，PN从N点射出时，入射角为i，折射角为r， 其中，待求量，由折射定律得 由几何关系得， 在三角形OPN中正弦定理有 在三角形OQN中正弦定理 联立解得，Q与圆心O的距离d为2R。 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 $