第四章 光及其应用 单元基础测试-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** 第四章“光及其应用”单元基础测试，覆盖光的折射、全反射、干涉等核心知识点，通过选择、实验、计算题型，融合生活情境与科学探究，适配高二选择性必修一单元复习需求。 **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|光的折射（题1）、全反射（题2）、干涉（题4）、衍射（题7）、偏振（题5）|结合光盘、立体电影等生活情境，考查物理观念与科学推理| |非选择题|5题/54分|双缝干涉实验（题11）、测定玻璃折射率（题12）、光在玻璃砖中传播（题13-15）|实验题注重数据处理与误差分析，计算题融合几何关系与全反射规律，体现科学探究与模型建构|

第四章 光及其应用 单元基础测试 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第一册 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．关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　） A．观察到筷子在水中的部分发生偏折，是由于光的全反射 B．光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C．观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 D．拍摄水下景物，在相机镜头前装上偏振片可使景物的像清晰 2．某同学不慎将一红色点光源掉落在游泳池内，发现水面有一圆形区域被照亮，过圆心的切面图如图所示。已知光源距水面深度为h，圆形区域直径为d，光在真空中的传播速度大小为c。下列说法正确的是（     ） A．光穿过水面后频率将变大 B．水的折射率为 C．若将红光换为蓝光，水面照亮的区域变大 D．光传播至水上表面的最短时间为 3．玻璃砖的采光、透光功能远高于其他的装饰材料，通过光线漫散射使整个空间的光线更加柔和，所以玻璃砖在室内装饰装修中广泛应用。如图，一横截面为半圆形的透明玻璃砖，圆心为O，半径为R，AB为半圆的直径。一束宽为2R的平行光垂直下表面射入玻璃砖，这束光进入玻璃砖后，圆弧AB部分有光射出区域与没有光射出区域的面积比值为37∶53。不考虑光在玻璃砖中的多次反射，，。则玻璃砖对该光的折射率为（     ） A． B． C． D． 4．光的干涉现象在技术中有许多应用。图（a）是利用干涉检查平面平整度装置，下列说法正确的是（　　） A．图（a）中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板 B．在双缝干涉实验中，若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图（b）中的干涉条纹变密 C．若图（c）为俯视图（a）装置看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷而导致不平整 D．如图（d）所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上。让单色光垂直从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到内密外疏的明暗相间的同心圆环 5．以下四幅图均关于光学现象。甲图是双缝干涉示意图；乙图是自然光通过偏振片M、N照射到光屏P；丙图是一束复色光进入水珠后传播的示意图；丁图是一束单色光进入平行板玻璃砖后传播的示意图。下列说法正确的是（     ） A．图甲若只减小两孔间的距离，则相邻两亮条纹的间距将减小 B．图乙固定M同时缓慢转动N，光屏P上光的亮度发生变化，此现象说明光是纵波 C．图丙若光和光均能使某金属产生光电效应，则光的遏止电压高于光的遏止电压 D．图丁只要入射角大于某一临界角，光线就无法从面射出 6．某同学做双缝干涉实验，装置如图所示，虚线为双缝a、b的中垂线且垂直光屏交于O点，单缝位于虚线上。红色激光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成干涉条纹。下列说法正确的是（     ） A．若把整个装置浸没在水中，其余条件不变，则光屏上的条纹间距不变 B．若将单缝向双缝靠近，其余条件不变，则光屏上的条纹间距会变小 C．若将b缝挡住，其余条件不变，则光屏上仍会出现明暗相间的条纹 D．若将a缝挡住，其余条件不变，则光屏上就没有明暗相间的条纹 7．下列说法正确的是（    ） A．如图甲所示，肥皂泡上的彩色条纹是由于光发生了全反射现象 B．如图乙所示，光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小 C．图丙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较窄 D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，只有当P、Q的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当P、Q的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 8．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述正确的是（　　） A．图甲中，当太阳光照射铁丝圈上的肥皂膜时，膜上会呈现彩色条纹，这是光的衍射现象 B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将右侧垫得更高，条纹将变密集 C．图丙中，为防止司机在夜间行车时出现眩目情况，挡风车窗会采用偏振玻璃或偏振膜 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆盘时发生干涉产生的 9．以下四幅图片：图甲是一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光的示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是检测工件表面平整程度时得到的图样，图丁是医用纤维内窥镜。下列说法中正确的是（     ） A．图甲中，玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率 B．图乙中，若只增大光屏到挡板间距离，则两相邻亮条纹间距离将减小 C．图丙中，利用了光的干涉原理 D．图丁中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导，应用了光的干涉现象 10．将一束单色光线沿半圆柱形玻璃砖半径方向射向点，如图甲所示。当入射角时，折射角为，当入射角增大到也为时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝、后，在相同距离的光屏上得到图乙所示的衍射图样。光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是（     ） A．单缝的宽度较大 B．玻璃砖的折射率 C．此光在玻璃砖中发生全反射的临界角为 D．此光在玻璃砖中的传播速度 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．某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标卡尺（20分度）的测量头（如图乙所示）测量两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐左侧第一条的中心，此时游标卡尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标卡尺上的示数情况如图丁所示。 (1)在该实验操作和分析过程中，正确的是（　　） A．屏上看不到条纹时，应调节光源高度和亮度，使光束沿遮光筒轴线照亮屏 B．当观察到条纹模糊时，可能是单缝与双缝不平行 C．本实验必须在光源后加上滤光片才可能观察到干涉条纹 D．双缝宽度一定时，采用蓝光实验，得到的条纹间距比红光实验时大 (2)则图丙的读数x1=________，图丁的读数记为。 (3)若实验中所用的双缝间的距离d=0.30mm，双缝到屏的距离L=72cm，则实验中计算波长的表达式λ=________（用各量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长λ=________m（保留两位有效数字）。 (4)在做双缝干涉实验时，用波长λ1=0.60μm的光和另一波长未知的光一起照射到两个间距未知的狭缝上，结果发现已知波长的第4级明条纹和未知波长的第5级明条纹重合，则未知光的波长是________。 12．某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 (1)确定P3位置的方法正确的是 ； A．透过玻璃砖，P3挡住P₂的像 B．先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C．透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 (2)在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2_________； (3)经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为________（计算结果保留三位有效数字）； 13．如图所示，一平行玻璃砖的截面是一个矩形，玻璃砖的厚度为，面涂有反光材料。一束极窄的光线从点以的入射角射入玻璃砖，间的距离为，已知点的折射光线恰好射到点，间的距离为，已知光在真空中的传播速度为。求： (1)玻璃砖的折射率； (2)光线从点进入玻璃到第一次射出玻璃砖所经历的时间。 14．如图所示，一半圆形透明玻璃砖的横截面的半径为R，圆心为O，AB为水平直径，为半径AO的中点。一束单色光沿与AB夹角的方向从点射入玻璃砖，折射光线从半圆的最低点D射出。，真空中的光速为c。（计算结果可带根号） (1)求玻璃的折射率； (2)求光在玻璃砖中的传播时间； (3)若用该单色光垂直照射整个AB边，求能穿出玻璃砖的光在直径AB上的长度与AB长度的比值（不考虑光在圆弧面的反射）。 15．如图为透明材料制成的圆管横截面，用一束红光照射管外壁点，光线折射后射到管内壁点。已知该光线在点的入射角为，管内壁半径为，光线从点入射的入射角为。已知该材料对红光的折射率，光在真空中的传播速度为，求： (1)该光线在点的折射角； (2)该光线在圆管中传播所用时间。 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．筷子在水中部分偏折是光的折射现象，全反射需要光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角，与该现象无关，故A错误； B．光盘记录轨道能做得很密是利用了激光平行度好、可会聚到极小光点的特性，与激光亮度高无关，故B错误； C．立体电影利用的是光的偏振原理：两台放映机发出偏振方向不同的光，观众佩戴的偏振眼镜左右镜片偏振方向分别与之匹配，使左右眼获得不同图像从而产生立体感，与光的衍射无关，故C错误； D．水面的反射光多为偏振光，在相机镜头前加装偏振片可以过滤掉这些反射杂光，减少画面干扰，使水下景物的像更清晰，故D正确。故选D。 2．D【详解】A．光由水中进入空气中频率保持不变，A错误； B．由全反射可知，B错误； C．蓝光折射率大于红光折射率，全反射临界角小于红光，换成蓝光后水面照亮区域变小，C错误； D．光传播至液体上表面的最短时间为，D正确。故选D。 3．B【详解】光线垂直AB面射入，传播方向不变，直接射到圆弧面上。设玻璃砖的折射率为，全反射临界角为，则 光线在圆弧面上的入射角等于光线与半径的夹角。在圆弧面上，入射角小于临界角的区域有光射出，入射角大于等于临界角的区域发生全反射，无光射出。根据对称性，有光射出的区域对应的圆心角为，无光射出的区域对应的圆心角为，题目已知有光射出区域与没有光射出区域的面积比值为，对于半圆柱面，面积比等于对应的圆心角之比，即，解得，即 由，解得，故选B。 4．C【详解】A．利用干涉检查平面平整度时，待测件在下，标准样板在上，两者间形成空气薄膜。故A错误； B．条纹间距，其他条件不变，增大波长，条纹间距变大，故条纹应该变疏，故B错误； C．在劈尖干涉模型中，同一级条纹对应相同的空气薄膜厚度。图（c）中条纹向左弯曲，说明该处空气膜厚度比同一条纹应有的厚度大，意味着待测面该处是凹陷，故C正确； D．图（d）是牛顿环装置，空气薄膜厚度从中心向外递增，条纹间距内疏外密，故D正确；故选C。 5．C【详解】A．根据光的干涉条纹公式可知，若只减小两孔间的距离，则相邻两亮条纹的间距将增大，故A错误； B．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象说明光是一种横波，故B错误； C．图丙中a光的偏折程度较小，折射率更小，所以a光频率较小，根据可知，a光遏止电压较小，故C正确； D．图丁中，当入射角i逐渐增大折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，由于光线在边的入射角等于在的折射角，根据光路可逆性原理可知，光线不会在发生全反射，故光线一定会从边射出，故D错误。故选C。 6．C【详解】A．光进入水中，频率不变，波速减小，根据 可知波长变短，即 。根据双缝干涉条纹间距公式 在 和 不变的情况下， 减小，则条纹间距 变小，故A错误； B．双缝干涉条纹间距公式为 其中 为双缝到光屏的距离， 为双缝间的距离。将单缝向双缝靠近，并没有改变双缝到光屏的距离 ，也没有改变双缝间距 和入射光波长 ，因此条纹间距 不变，故B错误； C．若将 缝挡住，光通过 缝发生单缝衍射，光屏上会出现衍射条纹，衍射条纹也是明暗相间的，故C正确； D．若将 缝挡住，光通过 缝发生单缝衍射，光屏上会出现明暗相间的衍射条纹，故D错误。 故选C。 7．C【详解】A．肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜的两个表面反射回来的光发生干涉的结果，故A错误； B．光导纤维利用全反射传输光，全反射要求光从光密介质射向光疏介质，因此内芯折射率大于外套折射率，故B错误； C．根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若这是在狭缝宽度不同的情况下，上图对应狭缝较窄，故C正确； D．缓慢转动Q时，当P、Q的透振方向完全相同时光屏上最明亮，然后会逐渐变暗，当P、Q的透振方向垂直时最暗，故D错误。故选C。 8．BC【详解】A．太阳光照射肥皂膜时，膜上呈现的彩色条纹是薄膜干涉现象（前后表面反射的光叠加干涉），不是光的衍射，故A错误； B．图乙是利用光的干涉检查样板平整度，如图所示： 设样板与标准样板平面的夹角为，则相邻亮条纹间距公式为 由此可知若右侧垫得更高，则变大，变小，所以条纹会变密集，故B正确； C．夜间行车时，由于对面车灯的光多为偏振光，挡风玻璃采用偏振玻璃或偏振膜，可通过偏振片的偏振方向过滤部分强光，防止司机眩目，故C正确； D．泊松亮斑是光照射到小圆盘时发生衍射产生的，不是干涉，故D错误。故选BC。 9．AC【详解】A．图甲中，a、b两束单色光的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据光的折射定律 可知，玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率，故A正确； B．图乙中，根据双缝干涉相邻亮或暗条纹间距公式 若只增大光屏到挡板间距离，则两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误； C．图丙是利用薄膜干涉检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，利用了光的干涉，故C正确； D．图丁中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导，应用了光的全反射，故D错误。故选AC。 10．AC【详解】A．单色光的波长一定，单缝宽度越小，衍射现象越明显，中央衍射条纹越宽。由图乙可知，a的中央亮条纹更宽，说明a的衍射更显著，单缝a宽度更小，因此单缝b宽度更大，故A项正确； B．由折射定律有 又因为当入射角增大到也为时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出，所以有解得，故B项错误； C．由于玻璃的折射率为，所以其临界角为解得，故C项正确； D．此光在玻璃中的传播速度为解得，故D项错误。故选AC。 11．(1)AB(2)0.40mm(3) (4)0.48μm 【详解】（1）A．屏上看不到条纹时，应调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心在遮光筒的轴线上，使光束沿轴线照亮屏，故A正确； B．条纹模糊，很可能是单缝与双缝不平行，导致通过双缝的光强不均匀，故B正确； C．如果用激光作为光源，其本身就是相干光源，不需要加滤光片也能观察到干涉条纹，故C错误； D．蓝光波长比红光短，根据，所以蓝光的条纹间距更小，故D错误。故选AB。 （2）图丙可知 （3）[1]题意可知根据联立解得 [2]图丁可知联立以上解得 （4）已知波长的第4级明条纹，与未知波长的第5级明条纹重合，说明它们的条纹位置相同，则有解得 12．(1)C(2)(3)1.50 【详解】（1）确定P3位置的方法是：透过玻璃砖观察，P3挡住P1和P2的像。故选C。 （2）P1、P2所在直线为入射光线，P3、P4所在直线为出射光线，光路图如图所示 （3）由图乙根据折射定律，可得玻璃砖的折射率为 13．(1)(2)【详解】（1）如图所示光路图 由几何关系有由折射定律解得 （2）设在玻璃砖中的全反射临界角为C，由折射定律有 在BC面上的入射角为β，由几何关系可知β=60°>C 所以在BC面上发生全反射，直到玻璃砖的上表面F点，才开始有光线从中射出。 由折射定律有此过程经历的时间为t，有解得 14．(1)(2)(3) 【详解】（1）入射角 ，即，在直角三角形中， ，， 由此可得 根据折射定律解得。 （2）光在介质中传播的路程 光在介质中的传播速度 传播时间解得。 （3）垂直入射的光线在圆弧面上的入射角满足 发生全反射的临界角C满足 光线能够穿出的条件是，即，能够穿出的光线对应的弦长 所求比值解得比值为。 15．(1)(2) 【详解】（1）该光线在点的入射角为，该材料对红光的折射率，根据折射定律有 解得折射角 （2）光线在介质中的传播速度 设发生全反射临界角为，有解得 可得在N点发生全反射，根据几何关系可得传播路程为 可得传播所用时间 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 $