暑假培优：专题03 光 专题训练（基础卷）-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 高中物理暑假光专题基础训练，以题载知构建光现象认知体系，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光的特性|1题|概念辨析|从激光特性切入，建立光的本质认知| |折射与全反射|2、4、6、7、8题|情境分析|通过光路图考查折射定律与临界角关系| |波动光学|3、5题|图像识别|对比干涉衍射图样，理解光的波动性| |实验探究|11、12题|操作分析|围绕折射率测量与波长测定，培养科学探究能力| |综合应用|13-15题|问题解决|结合生活情境，强化物理观念与科学推理|

暑假培优：专题03 光 专题训练（基础卷） 考试范围：选择性必修第一册 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.使激光束的宽度在纳米级范围内，可恢复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除，这主要是利用激光的(　　) A．单色性 B．方向性 C．高能量 D．偏振性 2.一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的(　　) A．频率小，发生全反射的临界角小 B．频率大，发生全反射的临界角小 C．频率小，发生全反射的临界角大 D．频率大，发生全反射的临界角大 3.在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍。则P0处和P1处将分别呈现(　　) A．亮条纹、暗条纹 B．亮条纹、亮条纹 C．暗条纹、亮条纹 D．暗条纹、暗条纹 4.如果光以同一入射角从真空斜射入不同介质，则折射率越大的介质(　　) A．折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越大 B．折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越小 C．折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大 D．折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越小 5.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是黄光、紫光各自通过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样以及红光、蓝光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　) A．黄蓝紫红 B．黄红紫蓝 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 6.如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知(　　) A．介质的折射率为2 B．光是从真空射入介质的 C．光的传播速度保持不变 D．反射光线与折射光线的夹角为90° 7.如图所示，一束白光通过三棱镜时发生折射，各色光偏折程度不同，a、b是其中的两束单色光，这两束光相比较(　　) A.在真空中，a光的速度大 B.在真空中，a光的波长大 C.三棱镜对b光的折射率小 D.光从三棱镜中射向空气，b光的临界角大 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是(　　) A.绿光一定能发生全反射 B.红光一定能发生全反射 C.黄光在水中的波长比红光在水中的波长长 D.这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大 9.将精度很高的标准玻璃板(样板)放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的右端垫薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面的反射光干涉形成的 B．眼睛应从入射光的另一侧观测干涉条纹 C．图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处有凸起 D．增大薄片的厚度，条纹间距增大 10.如图所示，半圆形玻璃砖放在水平面上，玻璃砖底部涂有反射层，由a、b两束单色光组成的复色光以水平方向射到圆弧面上的P点，光束折射后经玻璃砖底面反射，单色光a从圆弧面上的A点射出，单色光b从圆弧面上的B点射出，则下列判断正确的是(　　) A．a光的频率大于b光的频率 B．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度 C．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距 D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.(6分)在“测量玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是________。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应竖直地插在纸面上 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些 (2)小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交法线于B点和D点，如图甲所示，她测得AB＝6.4 cm，CD＝4 cm，则可求出玻璃的折射率n＝__________。 (3)小明在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 12.(9分)某同学利用图所示装置测量某种单色光的波长。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。回答下列问题： (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。 A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 (2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝______。 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)。 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.(10分)如图所示，一个储水用的圆柱形的水桶的底面直径为8d，高为6d。当桶内没有水时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B，当桶内注满水时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距3.5d。已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s。 (1)画出桶内注满水时的光路图； (2)求水的折射率n； (3)求光在水中的传播速度v。 14.（14分）在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？(光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s) 15．(18分)公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景平台，如图所示为其竖直截面图，观景台下表面恰好与水面相平，P点为观景台右侧面在湖底的投影，湖底水平，水深H＝4 m，在距观景平台右侧面d＝4 m处有垂直湖面足够大的幕布，幕布下边缘刚好和水面接触。在P点左侧l＝3 m处的Q点装有一单色点光源，该光源发出的光最高能照射到幕布上距水面h＝3 m的高处，求： (1)水对该单色光的折射率n； (2)若将该光源从Q点沿湖底向左移动，则移动多大距离时刚好没有光照到幕布上？ 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 暑假培优：专题03 光 专题训练（基础卷） ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 三．填空题（共2题，共1 5 分） 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （1 0 分） 14.（ 14 分） 15.（ 18 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 暑假培优：专题03 光 专题训练（基础卷）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.使激光束的宽度在纳米级范围内，可恢复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症彻底根除，这主要是利用激光的(　　) A．单色性 B．方向性 C．高能量 D．偏振性 答案　C 解析　激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上做“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术，故C正确。 2.一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的(　　) A．频率小，发生全反射的临界角小 B．频率大，发生全反射的临界角小 C．频率小，发生全反射的临界角大 D．频率大，发生全反射的临界角大 答案　C 解析　由光路图可知a光的偏折程度比b光的小，因此a光的折射率小，频率小，由sin C＝可知，折射率越小发生全反射的临界角越大，故选C。 3.在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍。则P0处和P1处将分别呈现(　　) A．亮条纹、暗条纹 B．亮条纹、亮条纹 C．暗条纹、亮条纹 D．暗条纹、暗条纹 答案　C 解析　光源S到缝S1、S2的路程差为实验所用光波波长的1.5倍，S1、S2到P0处的路程一样，则光源S到P0处的路程差就等于光波波长的1.5倍，所以是暗条纹；光屏上P1点到S2、S1的路程差为实验所用光波波长的2.5倍，则光源S到P1处的光程差等于光波波长，所以为亮条纹。故选C。 4.如果光以同一入射角从真空斜射入不同介质，则折射率越大的介质(　　) A．折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越大 B．折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越小 C．折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大 D．折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越小 答案　C 解析　根据折射率n＝，当光以同一入射角从真空斜射入不同介质时，sin i一定，n越大，sin γ就越小，γ越小，说明光偏离原来传播方向的角度就越大，则这种介质对光的偏折作用越大，故C正确。 5.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是黄光、紫光各自通过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样以及红光、蓝光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　) A．黄蓝紫红 B．黄红紫蓝 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 答案　A 解析　双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故1、3是双缝干涉图样，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可知波长λ越大，Δx越大，故1是黄光的干涉图样，3是紫光的干涉图样。单缝衍射条纹的中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，故2、4为单缝衍射图样，根据波长越长衍射现象越明显，可知4为红光的衍射图样，2为蓝光的衍射图样。故从左向右依次是黄光(双缝干涉)、蓝光(单缝衍射)、紫光(双缝干涉)和红光(单缝衍射)，故选A。 6.如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知(　　) A．介质的折射率为2 B．光是从真空射入介质的 C．光的传播速度保持不变 D．反射光线与折射光线的夹角为90° 答案　D 解析　由光路图可知，光是由介质射向真空的，根据折射定律n＝＝，选项A、B错误； 光从介质进入真空中，则光速变大，选项C错误； 由几何关系知，则反射光线与折射光线的夹角为90°，选项D正确。 7.如图所示，一束白光通过三棱镜时发生折射，各色光偏折程度不同，a、b是其中的两束单色光，这两束光相比较(　　) A.在真空中，a光的速度大 B.在真空中，a光的波长大 C.三棱镜对b光的折射率小 D.光从三棱镜中射向空气，b光的临界角大 答案　B 解析　在真空中光速都相同，都为3.0×108 m/s，故A错误；由题图可看出，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律有＝n知na<nb，则fa<fb，由λ＝知λa>λb，故B正确，C错误；根据sin C＝，可知Ca>Cb，故D错误。 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是(　　) A.绿光一定能发生全反射 B.红光一定能发生全反射 C.黄光在水中的波长比红光在水中的波长长 D.这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大 答案　AD 解析　红、黄、绿三种单色光，红光的折射率最小，绿光的折射率最大，则根据sin C＝可知，红光的临界角最大，绿光的临界角最小，若黄光在界面上恰好发生全反射，则红光不能发生全反射，绿光一定能发生全反射，选项A正确，B错误；根据λ＝＝，红光的折射率最小，频率最小，则在水中的波长最长，选项C错误； 根据v＝，可知红光在水中传播的速率最大，选项D正确。 9.将精度很高的标准玻璃板(样板)放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的右端垫薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面的反射光干涉形成的 B．眼睛应从入射光的另一侧观测干涉条纹 C．图乙条纹弯曲处对应着被检查平面处有凸起 D．增大薄片的厚度，条纹间距增大 答案　AC 解析　干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面的反射光干涉形成的，故A正确；干涉发生在样板上侧，所以眼睛应从入射光的一侧观测干涉条纹，故B错误；题图乙条纹弯曲，表明k级条纹在原有k＋1级条纹位置滞后出现，即此处光程差变小，空气膜厚度变小，对应着被检查平面处有凸起，故C正确；增大薄片的厚度，在被检查平面同一位置处光程差增大，对应干涉级数增大，而此位置到首级干涉条纹的距离不变，所以条纹间距减小，故D错误。 10.如图所示，半圆形玻璃砖放在水平面上，玻璃砖底部涂有反射层，由a、b两束单色光组成的复色光以水平方向射到圆弧面上的P点，光束折射后经玻璃砖底面反射，单色光a从圆弧面上的A点射出，单色光b从圆弧面上的B点射出，则下列判断正确的是(　　) A．a光的频率大于b光的频率 B．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度 C．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距 D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角 答案　AC 解析　光路图如图所示， 由图可知，在P点，a光的偏折程度比b光的偏折程度大，即玻璃砖对a的折射率大，因此a光的频率大于b光的频率，故A正确； 由v＝可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度，故B错误； a光的波长比b光的波长短，用同一装置进行双缝干涉实验，由Δx＝λ可知，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故C正确； 由sin ic＝可知，从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小于b光的临界角，故D错误。 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.(6分)在“测量玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是________。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应竖直地插在纸面上 C．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些 (2)小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交法线于B点和D点，如图甲所示，她测得AB＝6.4 cm，CD＝4 cm，则可求出玻璃的折射率n＝__________。 (3)小明在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案　(1)B　(2)1.6　(3)偏小 解析　(1)为了减小测量的误差，入射角应适当大些，故A错误；为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应竖直地插在纸面上，故B正确；为了准确确定入射光线和折射光线，减小入射角与折射角测量的误差，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，故C错误。 (2)题图甲中AO所确定的为入射光线，OO′为折射光线，设圆的半径AO为R，光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何关系有sin i＝＝，sin r＝＝ 则由折射定律可得n＝＝＝＝1.6。 (3)光路图如图所示 实线折射光线是实际光线，实际折射角是r，虚线光线是边界间距过大的理论折射光线，对应的折射角为r′，由几何关系可知r′>r 则折射率的实际值n＝ 折射率的测量值n′＝ 可得n>n′，即折射率的测量值偏小。 12.(9分)某同学利用图所示装置测量某种单色光的波长。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。回答下列问题： (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。 A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 (2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝______。 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)。 答案　(1)B　(2)　(3)630 解析　(1)相邻明(暗)干涉条纹的宽度Δx＝λ，要增加观察到的条纹个数，即减小Δx，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，选项B正确。 (2)第1条到第n条暗条纹间的距离为Δx，则相邻暗条纹间的距离 Δx′＝ 又Δx′＝λ，解得λ＝。 (3)由λ＝ 代入数据解得λ＝630 nm。 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.(10分)如图所示，一个储水用的圆柱形的水桶的底面直径为8d，高为6d。当桶内没有水时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B，当桶内注满水时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距3.5d。已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s。 (1)画出桶内注满水时的光路图； (2)求水的折射率n； (3)求光在水中的传播速度v。 答案　(1)见解析图　(2)　(3)2.25×108 m/s 解析　(1)光路图如图所示。 (2)由几何关系可知∠AOE＝∠BOD，可得 sin∠AOE＝＝， 又CD＝4.5d，sin∠COD＝＝， 则水的折射率为n＝＝ (3)根据n＝，可得光在水中的传播速度为v＝＝2.25×108 m/s。 14.（14分）在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？(光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s) 答案　见解析 解析　如图所示，双缝S1、S2到光屏上任意一点P的路程之差Δr＝PS2－PS1＝0.6 μm，当Δr等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互加强，P点出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互抵消，出现暗条纹。 频率为f1的单色光的波长 λ1＝＝ m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm 频率为f2的单色光的波长 λ2＝＝ m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm 即Δr＝λ1，Δr＝λ2 可见，用频率为f1的单色光照射时，P处应出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，P处应出现暗条纹，且为第二条暗条纹。 15．(18分)公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景平台，如图所示为其竖直截面图，观景台下表面恰好与水面相平，P点为观景台右侧面在湖底的投影，湖底水平，水深H＝4 m，在距观景平台右侧面d＝4 m处有垂直湖面足够大的幕布，幕布下边缘刚好和水面接触。在P点左侧l＝3 m处的Q点装有一单色点光源，该光源发出的光最高能照射到幕布上距水面h＝3 m的高处，求： (1)水对该单色光的折射率n； (2)若将该光源从Q点沿湖底向左移动，则移动多大距离时刚好没有光照到幕布上？ 答案　(1)　(2) m 解析　(1)点光源Q发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到幕布，照射到幕布上的位置最高，如图 则sin α＝＝ sin β＝＝ 水对该单色光的折射率 n＝＝ (2)刚好没有光照到幕布上，光照射到水面时刚好发生全反射，如图 则sin ic＝＝ 设光源到P点的距离为L，可得 sin ic＝ 解得L＝ m 则光源向左移动Δx＝L－l＝ m。 1 学科网（北京）股份有限公司 $