第四章 光及其应用 单元测试（基础卷） -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第一册

**基本信息** 高二物理粤教版选择性必修第一册第四章“光”基础卷，覆盖光的折射、全反射、干涉等核心知识，通过实验与计算结合，适配单元复习，强化物理观念与科学探究。 **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（题2）、全反射（题5）、干涉（题6）|结合光导纤维、增透膜等科技情境，辨析概念（如临界角、偏振）| |非选择题|5题/54分|测定折射率（题11）、双缝干涉（题12）、光路计算（题14）|实验题注重操作逻辑（如大头针插法），计算题融合几何关系与折射定律，体现科学思维|

第四章 光-2025-2026学年下学期高二物理粤教版选择性必修第一册（基础卷） 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1．下列说法正确的是（　　） A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖，随入射角 的增大，将在面发生全反射 B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大 C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D．图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始顺时针绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上的光亮度逐渐减小 2．如图所示，一束复色光斜射到上下表面平行的玻璃砖上表面，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（　　） A．玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度 B．真空中a光的波长大于b光的波长 C．两束光从玻璃砖下表面出射时，出射角大小相等 D．增大上表面的入射角，折射光在玻璃砖的下表面可能会发生全反射 3．如图为某同学用激光照射一半圆形透明玻璃砖，研究光的传播规律，下面说法正确的是（     ） A．AO为入射光，OB为反射光，OC为折射光 B．若入射光绕O点逆时针转动，反射光和折射光也随之逆时针转动 C．若入射光绕O点逆时针转动，反射光越来越弱，折射光越来越强 D．若入射光与界面MON成θ角时，折射光恰好消失，则折射率 4．在做测量某种玻璃折射率的实验中，两细束单色光a、b从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角分别为和，光路如图。则（　　） A．若a光是黄光，则b光可能是红光 B．在棱镜中的传播时间a光大于b光 C．玻璃对a光的折射率为 D．玻璃对b光的折射率为 5．如图所示，某四分之三圆形透明砖固定在水平桌面上，半径为R。一细单色光束垂直照射到OA上的M点，并恰好能在透明砖中发生全反射。已知，，光在真空中的传播速度为c。下列判断正确的是（　　） A．该透明砖的折射率为2 B．光束在透明砖中发生两次全反射 C．光束在透明砖中的传播速度为 D．光束在透明砖中的传播时间为 6．为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，真空中波长为λ的单色光垂直增透膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为d，增透膜对该单色光的折射率为n，光在真空中速度为c。下列说法不正确的是（　　） A．该单色光由空气进入增透膜，波长变短 B．该单色光通过增透膜的时间为（不考虑光的反射） C．增透膜的最小厚度为 D．增透膜的最小厚度为 7．一束由两种波长不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则、两束光（     ） A．a光的波长较长 B．从玻璃射向空气发生全反射时，a光临界角比光的小 C．a光在玻璃中传播速度较大 D．通过相同的双缝干涉装置时，光干涉条纹间距更小 8．通过对光现象的深入研究可以进一步了解光的本质规律。以下光学现象示意图：图甲为光经过不透明圆板后形成的泊松亮斑；图乙是雨后彩虹原理示意图；图丙为光通过劈尖后形成的干涉条纹；图丁为用偏振眼镜观看立体电影示意图。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，出现亮点核心原理是光的干涉 B．图乙中，雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射而形成的 C．图丙中，若将垫板向右移动，条纹间距变大 D．图丁中，通过立体电影说明光是纵波 9．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源O，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（如图乙）。设b光的折射率为nb，下列说法正确的是（　　） A．在水中，a光的波长比b光大 B．在水中，a光的传播速度比b光小 C．复色光圆形区域的面积为 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，b光的干涉条纹间距比a光大 10．反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图所示，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的单色光MN照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，经折射后恰射到B点。玻璃微珠可视为球体且右侧涂有反光膜，O为球体球心，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光进入此玻璃材料中波长变长 C．光在此玻璃材料中传播的速度为 D．光线MA从射入玻璃微珠到第一次射出玻璃微珠所用时间为 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题10分，14题12分，15题16分，共54分） 11．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，为直线与的交点，在直线上竖直地插上、两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，连接，过作垂直于的直线，测图中角和的大小，则玻璃砖的折射率_____ (3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 C．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 D．不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出 (4)如图所示如果误将玻璃砖的边画到（与平行），折射率的测量值将偏_____。 12．某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，光源正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)该同学在测量相邻亮条纹的间距时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个亮条纹的间距再求出。下列测量采用了类似方法的是（　　） A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量 B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量 C．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 (2)该同学转动手轮，使测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时手轮上的示数如图乙所示为_______mm。 (3)若相邻亮条纹的间距为、单缝与屏的距离为，双缝与屏的距离为，单缝宽为，双缝间距为，则光的波长用上述部分物理量可表示为________。 (4)关于此实验，下面几种说法正确的是（　　） A．仅将单缝移近双缝，光屏上观察到的条纹数变少 B．仅撤掉滤光片，光屏上不能观察到干涉图样 C．仅撤掉双缝，光屏上可能观察到明暗相间的条纹 13．如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。求： (1)透明介质材料的折射率； (2)在棱镜中传播的时间。 14．如图所示为某种透明材料制成的正方体，其横截面ABCD是边长为d的正方形。一单色光平行于横截面从AD边的中点O射入该材料，当入射角α为60°时，其折射光线和反射光线恰好垂直。已知真空中的光速为c，求： (1)此种材料对该单色光的折射率n； (2)该单色光从O点到第一次射出此材料的过程中，所用的时间t。 15．如图所示，一个半径为r的圆柱形软木塞，在它的底部圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方各个方向看向液体中，恰好看不到大头针。已知光在真空中的速度为c。求： (1)液体的折射率n； (2)从大头针顶端发出的光到达软木塞边缘（A点）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 参考答案 1．D【详解】A．单色光进入平行玻璃砖时，在出射面的入射角等于入射面的折射角，该角始终小于临界角，不会发生全反射，故A错误； B．光导纤维利用全反射传递信息，根据全反射的条件，则要求内芯折射率大于外套折射率，故外套折射率比内芯小，故B错误； C．劈尖干涉是等厚干涉，同一级条纹对应相同的空气膜厚度。条纹向棱边空气膜薄的一侧弯曲，说明弯曲处空气膜厚度与条纹平直处相等，即P处工件凹陷；条纹向远离棱边方向弯曲，说明Q处工件凸起，故C错误； D．偏振片M固定，N从与M偏振方向平行的位置转动，两偏振片的偏振方向逐渐变为垂直，则透射光强随夹角增大而减小，光屏亮度逐渐减小，故D正确。故选D。 2．C【详解】由图可知，a光折射角小于b光折射角，二者入射角相同，由折射定律可知，则 A．介质中光速，由得，故A错误； B．波长，由得，故B错误； C．光线从空气进入玻璃砖上表面再经下表面射回空气，因为两面平行，出射光线与入射光线方向平行，两束光入射角相等，因此两束光从玻璃砖下表面出射时，出射角大小相等，故C正确； D．全反射发生的条件是，光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角。 折射光在玻璃砖的下表面时，入射角，出射角，在上表面，入射角，由折射定律，为临界角，所以永远有，即下表面的入射角永远小于临界角，不可能全反射，故D错误；故选C。 3．A【详解】A．界面为直径，玻璃砖在左上侧，入射光从玻璃（光密介质）射向界面点，在玻璃中与入射光分居法线两侧，符合反射规律，是反射光；进入空气（光疏介质），符合折射规律，且折射角大于入射角，符合玻璃到空气的折射规律，故A正确； B．入射光绕逆时针转动时，入射角逐渐增大，反射角随入射角增大而增大，反射光顺时针转动；折射角随入射角增大而增大，折射光在空气侧远离法线，为逆时针转动，故B错误； C．入射光逆时针转动，入射角逐渐增大，越来越接近全反射临界角，全反射发生前，反射光能量越来越强，折射光能量越来越弱，故C错误； D．折射光恰好消失时，刚好发生全反射，入射角等于临界角。入射角是入射光与法线的夹角，入射光与界面成角，因此 由全反射临界角公式，得，即，故D错误。故选A。 4．C【详解】A．由图可知，玻璃棱镜中入射角相等，但是b光空气中折射角更大，则b光折射率更大，频率更大，因此b光不可能是红光，故A错误； B．根据，a光在玻璃中的传播速度大于b光，光程相等，则在棱镜中的传播时间a光小于b光，故B错误； C．由几何关系，a光空气中折射角为，则，故C正确； D．由几何关系，b光空气中折射角为，则，故D错误。故选C。 5．D【详解】AC．光路如图所示 由图中几何关系可知，由临界角公式有，解得 则光束在透明砖中的传播速度为，AC错误； B．根据光路图，由对称性可知，光束在透明砖中发生三次全反射后垂直射出，B错误； D．光在介质中传播的路程 光在介质中传播的时间，D正确。故选D。 6．D【详解】A．光在增透膜中的波长为 因为，所以该单色光由空气进入增透膜，波长变短，A正确； B．光通过增透膜的时间为，光在增透膜中的速度为 ，解得 ，B正确； CD．增透膜是膜前后反射光叠加减弱，波程差为， 解得，厚度d最小值为，C正确，D错误。本题选不正确的，故选D。 7．B【详解】A．由图可知，a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，即，折射率越大，频率越大，波长越短，所以a光的波长较短，故A错误； B．根据全反射临界角公式，因为，所以a光的临界角较小，故B正确； C．根据光在介质中的传播速度公式，因为，所以a光在玻璃中的传播速度较小，故C错误； D．根据双缝干涉条纹间距公式，因为b光波长较长，所以b光干涉条纹间距更大，故D错误。故选B。 8．BC【详解】A．光垂直照射到一个不透明圆形障碍物上时，在障碍物后方观察屏上，其几何阴影中心会出现一个亮斑，周围环绕着明暗交替同心圆环，其核心原理是光的衍射，故A错误； B．雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射而形成的综合结果，故B正确； C．劈尖干涉满足几何关系，当垫板向右移动时，L增大，条纹宽度增大，故C正确； D．立体电影是通过偏振眼镜来观看的，说明光具有偏振现象，偏振是横波特有的性质，故D错误。 故选BC。 9．AC【详解】AB．a光的照射面积大，知a光的临界角较大，根据，知a光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大，根据知，在水中a光的传播速度比b光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由可知，在水中a光的波长比b光大，A正确，B错误。 C．设复色光圆形区域半径为r，在复色光圆形区域边缘，b光恰好发生全反射，依据 结合几何关系有；复色光圆形区域的面积 联立解得，C正确； D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的波长比b光大，根据干涉条纹间距公式，则b光的干涉条纹间距比a光小，D错误。故选AC。 10．ACD 【详解】A． 如图，入射光线平行于光轴，入射角， 中，，由几何关系可得折射角 根据折射定律，故A 正确； BC．由折射率与光速关系，得 光进入玻璃，频率不变，传播速度变小，由可得波长变短，故B错误，C正确； D．由几何关系可求得，同理可得反射段，总路程 传播时间 ，故D正确。故选ACD。 11．(1)BD；(2)；(3)BD；(4)小 【详解】（1）该实验插大头针的要求为：需要挡住、透过玻璃砖的像 需要挡住，同时挡住、的像，故BD正确，AC错误。故选BD。 （2）根据折射定律，本题中空气中的入射角，玻璃中的折射角 因此折射率 （3）A．入射角越小，角度测量的相对误差越大，折射率测量误差越大，A错误； B．、距离适当取大些，可以减小作图误差，提高精度，B正确； C．全反射只发生在光从光密介质射向光疏介质时，光从空气入射玻璃砖，不会发生全反射，一定能进入玻璃砖，C错误； D．平行玻璃砖上下界面平行，光在处的入射角等于处的折射角，一定小于玻璃的临界角，因此无论入射角度多大，都能从射出，D正确。 故选BD。 （4） 上图中的ON为玻璃中实际光线，误将画到外侧的时，为作图得到的光线 可看出，作图得到的玻璃内折射角比真实折射角偏大，由，偏大时偏大，因此折射率的测量值偏小。 12．(1)C；(2)11.652；(3)；(4)C 【详解】（1）该同学在测量相邻亮条纹的间距时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个亮条纹的间距再求出。使用了积累法，减小了测量误差，“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，同样使用了积累法，减小了测量误差。 故选C。 （2）螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，图乙的读数为 （3）根据干涉条纹间距公式有；整理得 （4）A．根据干涉条纹间距公式有 光屏上观察到的条纹数与单缝移和双缝距离无关，故A错误； B．仅撤掉滤光片，通过单缝和双缝的是复色光，满足干涉条件，光屏仍能观察到干涉图样，故B错误； C．仅撤掉双缝，光通过单缝发生衍射，在光屏上能观察到明暗相间的条纹，故C正确。故选C。 13．(1)；(2) 【详解】（1）由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律得 （2）由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度；传播时间 14．(1)；(2) 【详解】（1）入射角等于反射角，由几何关系得 则光在AD面的折射角r=30°    ；根据折射定律有     （2）光在材料中发生全反射的临界角为C，有 所以临界角C小于，由几何关系可知，光在AB面上发生全反射，光在BC面不发生全反射，光从BC面射出，如图所示 由几何关系可知，光在该材料中传播的路程     光在材料中的传播速度    ；光在材料中的传播时间 15．(1)；(2)；【详解】（1）从大头针顶端到 A点的连线与竖直方向的夹角满足 此时沿此方向射向液面的光线恰好发生全反射，即入射角C等于临界角，则 （2）大头针顶端到A点的距离为 光在液体中的传播速度；所需时间 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 $