高中物理单元测试——第四章光（较易版01）

**基本信息** 高中物理第四章光单元复习卷（较易版），聚焦光的折射、干涉等核心知识，通过科技情境（如芯片薄膜、光导纤维）和实验设计（双缝干涉、折射率测定），培养物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|折射原因（题1）、偏振现象（题2）|基础概念辨析，结合生活实例| |多选题|3/18|干涉与衍射（题9）、三棱镜折射（题8）|综合分析能力，区分易混点| |实验题|2/15|双缝干涉测波长（题11）、测定折射率（题12）|操作与误差分析，科学探究要素| |解答题|3/39|光在介质中传播（题13-15）|几何光学综合应用，科学推理与模型建构|

高中物理单元测试 —— 第四章 光（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知（　　） A．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 B．光总会分为反射光和折射光 C．折射光与入射光的传播方向总是不同的 D．折射现象的出现说明光是纵波 【答案】A 【详解】A．根据惠更斯原理，由于光在不同的介质中传播的速度不同，所以在介质分界面处光的传播方向会发生改变。故A正确； B．当光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，则会发生全反射，只有反射光，没有折射光。故B错误； C．当入射光的入射角为零时，折射角也为零，即垂直界面入射，传播方向不变。故C错误； D．光波是一种横波，故D错误。 故选A。 2．（本题4分）如图，将手机放在水平桌面上，在手机上方依次放有偏振片无论怎样转动偏振片P和Q,无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字。撤去Q，并将手机在水平面内旋转，此过程中观察到屏幕的亮度（　　） A．变暗 B．变亮 C．不变 D．先变亮后变暗 【答案】B 【详解】无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字，说明偏振片P的透振方向与手机屏幕发出光的偏振方向垂直，则撤去Q后，将手机在水平面内旋转，手机发出光的偏振方向与偏振片P的透振方向趋近于平行，则观察到屏幕的亮度变亮。 故选B。 3．（本题4分）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．上述现象与三棱镜分光原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色 【答案】C 【详解】A．银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色，此现象属于薄膜干涉，三棱镜分光原理属于光的折射现象，故A错误； B．由于薄膜厚度均匀，光在薄膜上表面的折射角等于光在薄膜的下表面的入射角，根据光路可逆原理，光在薄膜的下表面没有发生全反射，故B错误； C．薄膜干涉现象中，入射光在薄膜上下表面的反射光发生了干涉，故C正确； D．根据光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生变化时，满足加强条件的波长也会发生改变，导致硅片呈现不同的颜色，故D错误。 故选C。 4．（本题4分）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　） A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．增大双缝间距 D．将屏幕向靠近双缝的位置移动 【答案】A 【详解】AB．根据双缝干涉条纹间距公式 红色激光的波长比绿色激光长，蓝色激光的波长比绿色激光短，则改用红色激光，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，改用蓝色激光，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故A正确，B错误； C．增大双缝间距，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故C错误； D．将屏幕向靠近双缝的位置移动，减小，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故D错误。 故选A。 5．（本题4分）某兴趣小组成员做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如图所示在屏上处出现第2级亮纹，仅改变双缝间距后，处出现第2级暗纹，则改变后双缝间距是原来的（    ）    A．倍 B．倍 C．倍 D．倍 【答案】B 【详解】设P、间的距离为x，根据双缝干涉条纹公式 处出现第2级暗纹有 则改变后双缝间距是原来的 故选B。 6．（本题4分）如图所示，一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖MNPQ上，穿过玻璃砖后从下表面射出a、b两束单色光，则下列说法正确的是（　　） A．a、b两束单色光可能不平行 B．改变入射方向，a、b两束单色光的间距不变 C．只增加玻璃砖的厚度，a、b两束单色光的间距不变 D．即使增大MN面上入射光的入射角，a、b两束单色光在PQ面上也不会因发生全反射而消失 【答案】D 【详解】A．由于光线射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，根据光路的可逆性可知光线射出玻璃砖时的折射角等于上表面的入射角，根据几何知识可知出线光线与入射光线平行，所以、两束单色光都与入射光线平行，则、两束单色光必定平行，故A错误； B．改变入射光的入射方向，考虑极端情况，如入射角为时，、两束单色光的间距减小为零，可知改变入射光的入射方向，、两束单色光的间距会发生改变，故B错误； C．只增加玻璃砖的厚度，入射光的折射角不变，根据数学知识可知、两束单色光的间距增大，故C错误； D．光线通过玻璃砖发生了两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在下表面发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖，故D正确； 故选D。 7．（本题4分）如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以的入射角射入，折射角经过一系列全反射后从光导纤维右端射出。已知光导纤维长L=3000m，真空中的光速则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】题意可得光导纤维对光的折射率 故光在光导纤维中速度为 故该激光在光导纤维中传输所经历的时间为 代入题中数据，解得 故选 C。 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光、，波长分别为、，在该玻璃中的传播速度分别为、，该玻璃对单色光、的折射率分别为、，则下列说法中正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】BC 【详解】由题图可知，光线从空气射入玻璃三棱镜时，光的偏折程度小于光的偏折程度，则玻璃对光的折射率小于对光的折射率，即，可知光的频率小于对光的频率，根据可知，光的波长大于光的波长，即；根据可知，。 故选BC。 9．（本题6分）某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布。下列说法正确的是（　　） A．这位同学在缝屏上安装的是双缝 B．这位同学在缝屏上安装的是单缝 C．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，应选用双缝间距较小的双缝 D．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变小，应增大缝屏与光屏间的距离 【答案】BC 【详解】AB．根据题意，由图乙可知，条纹中间亮、两边窄，是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝，故A错误，B正确； CD．根据题意，由公式可知，若要使干涉条纹的间距变大，应选用双缝间距较小的双缝，若要使干涉条纹的间距变小，应减小缝屏与光屏间的距离，故D错误，C正确。 故选BC。 10．（本题6分）在水池底部放置三个防水线性光源，构成如图所示的等腰直角三角形发光带。现往水池中注入不同深度的水，水面上可能形成的亮斑形状是（　　） A． B． C． D． 【答案】CD 【详解】取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为 R，三角形发光体的每一条细灯带发出的光在水面上光射出的水面形状的示意图如图 三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图所示： 如果光带的长度较小，则中间可能不存在空缺的三角形，如果光带的长度较大，则中间可能存在空缺的三角形，综上，故CD正确，AB错误。 故选CD。 三、实验题 11．（本题6分）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图甲），双缝间距，双缝到光屏间的距离，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。 (1)下列说法正确的是（　　） A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在光屏中心时，应放上单缝和双缝 B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽 D．为方便起见，可用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离，再根据求出波长 (2)正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为27.50mm，在图中B位置时游标卡尺读数如图丙所示。 该单色光的波长______m（保留两位有效数字）。 (3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，真实值______（选填“大于”“小于”或“等于”）测量值。 【答案】(1)BC (2) (3)小于 【详解】（1）A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，因为放了会无法调节光束沿遮光筒轴线照在屏中心，故A错误； B．为减小测量误差，测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确； C．根据，将滤光片由紫色换成红色，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故C正确； D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距 再根据 求出波长，故D错误。 故选BC。 （2）在图中B位置时游标卡尺读数为 由图可知，相邻两条纹间距为 由 解得该单色光的波长为 （3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的偏大，则真实值小于测量值。 12．（本题9分）在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放出玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住了P3和P1、P2的像，如图所示，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面aa′交于O点，MN表示法线。 ①请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2；( ) ②该玻璃砖的折射率可表示为n=___________（用θ1和θ2表示） ③在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材操作如下： A．甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′与bb′后，将玻璃砖垂直于aa′方向沿纸面向平移了少许，其它操作正确 B．乙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确 甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比_____，乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______（填“偏大、偏小、不变”） ④对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的_________ A、为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些 B、为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些 C、P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关 D、如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察 【答案】 图见解析； 不变 偏大 ABD 【详解】①[1]如图； ②[2]该玻璃砖的折射率可表示为 ③[3]A．经过玻璃砖的光路如图所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，测出的折射角与正确操作时相同，根据折射定律可知，测得的折射率将不变； [4]B．所作玻璃砖分界线aa'、bb'两界面的间距小于平行玻璃砖两界面的间距时，由几何知识得到测出的折射角小于正确操作时折射角，根据折射定律，测得的折射率将偏大。 ④[5]AC．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，所以P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故A正确，C错误； B．入射角θ1尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故B正确； D．如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，D正确。 故选ABD。 四、解答题 13．（本题10分）如图，某圆柱体宝石的横截面是以O为圆心，以R为半径的圆形。一单色光在横截面所在平面内，从圆周上的A点射入宝石，从B点射出，，。已知真空中的光速为c，不考虑光在玻璃球内的反射。 （1）求宝石对该单色光的折射率； （2）求该单色光在宝石中传播的时间。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）如图所示，画出光路图 由几何关系知，则折射率为 （2）由折射率与光速关系知 代入得 由几何关系知 则，单色光在宝石中传播的时间为 14．（本题13分）如图所示，三角形ABC是由某种透明物质制成的直角三棱镜的横截面，∠ABC=30°，相距为d的两束相同光线在纸面内垂直AB面射入棱镜，发现光线恰好不能从AC面射出，最后从BC面射出。求： （1）三棱镜的折射率n； （2）射出时两束光线间的距离。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由题意可知，光线从AB垂直射入，恰好在AC面发生全反射，光线最后从BC面射出，设光发生全反射的临界角为C，由几何关系可知 则 解得 （2）由折射规律可知两束光在BC面射出也是平行光，如图所示    根据几何关系有 根据折射定律有 联立解得 15．（本题16分）如图所示，一透明材料的横截面为半圆形，截面半径为，点为圆心，点到的距离为。平行光从底部沿与直径成角方向射入，从点入射的光经折射后从圆弧射出的方向与在底部的入射方向平行，求： (1)该透明材料的折射率； (2)从圆弧射出的光占全部入射光的比例（不考虑反射光）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示，入射光的入射角为，由几何关系可知由点射入的光折射后经过半圆顶点，设折射角为，有 由折射定律有 解得 （2）由点和点入射的光经折射后，射到圆弧时恰好发生全反射，恰发生全反射时有 设，则有 设，则有 解得 则出射光占入射光的比例为 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第四章 光（较易版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知（　　） A．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同 B．光总会分为反射光和折射光 C．折射光与入射光的传播方向总是不同的 D．折射现象的出现说明光是纵波 2．（本题4分）如图，将手机放在水平桌面上，在手机上方依次放有偏振片无论怎样转动偏振片P和Q,无论怎样转动偏振片Q都无法观察到屏幕上的字。撤去Q，并将手机在水平面内旋转，此过程中观察到屏幕的亮度（　　） A．变暗 B．变亮 C．不变 D．先变亮后变暗 3．（本题4分）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．上述现象与三棱镜分光原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射 C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色 4．（本题4分）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　） A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．增大双缝间距 D．将屏幕向靠近双缝的位置移动 5．（本题4分）某兴趣小组成员做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如图所示在屏上处出现第2级亮纹，仅改变双缝间距后，处出现第2级暗纹，则改变后双缝间距是原来的（    ）    A．倍 B．倍 C．倍 D．倍 6．（本题4分）如图所示，一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖MNPQ上，穿过玻璃砖后从下表面射出a、b两束单色光，则下列说法正确的是（　　） A．a、b两束单色光可能不平行 B．改变入射方向，a、b两束单色光的间距不变 C．只增加玻璃砖的厚度，a、b两束单色光的间距不变 D．即使增大MN面上入射光的入射角，a、b两束单色光在PQ面上也不会因发生全反射而消失 7．（本题4分）如图所示，一细束激光由光导纤维左端的中心点以的入射角射入，折射角经过一系列全反射后从光导纤维右端射出。已知光导纤维长L=3000m，真空中的光速则该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光、，波长分别为、，在该玻璃中的传播速度分别为、，该玻璃对单色光、的折射率分别为、，则下列说法中正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 9．（本题6分）某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布。下列说法正确的是（　　） A．这位同学在缝屏上安装的是双缝 B．这位同学在缝屏上安装的是单缝 C．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，应选用双缝间距较小的双缝 D．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变小，应增大缝屏与光屏间的距离 10．（本题6分）在水池底部放置三个防水线性光源，构成如图所示的等腰直角三角形发光带。现往水池中注入不同深度的水，水面上可能形成的亮斑形状是（　　） A． B． C． D． 三、实验题 11．（本题6分）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图甲），双缝间距，双缝到光屏间的距离，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。 (1)下列说法正确的是（　　） A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在光屏中心时，应放上单缝和双缝 B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C．将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变宽 D．为方便起见，可用测量头直接测出相邻两条亮条纹间的距离，再根据求出波长 (2)正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为27.50mm，在图中B位置时游标卡尺读数如图丙所示。 该单色光的波长______m（保留两位有效数字）。 (3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，真实值______（选填“大于”“小于”或“等于”）测量值。 12．（本题9分）在做“测定玻璃的折射率”的实验中，先在白纸上放出玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住了P3和P1、P2的像，如图所示，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面aa′交于O点，MN表示法线。 ①请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2；( ) ②该玻璃砖的折射率可表示为n=___________（用θ1和θ2表示） ③在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材操作如下： A．甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′与bb′后，将玻璃砖垂直于aa′方向沿纸面向平移了少许，其它操作正确 B．乙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确 甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比_____，乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比______（填“偏大、偏小、不变”） ④对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的_________ A、为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些 B、为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些 C、P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关 D、如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察 四、解答题 13．（本题10分）如图，某圆柱体宝石的横截面是以O为圆心，以R为半径的圆形。一单色光在横截面所在平面内，从圆周上的A点射入宝石，从B点射出，，。已知真空中的光速为c，不考虑光在玻璃球内的反射。 （1）求宝石对该单色光的折射率； （2）求该单色光在宝石中传播的时间。 14．（本题13分）如图所示，三角形ABC是由某种透明物质制成的直角三棱镜的横截面，∠ABC=30°，相距为d的两束相同光线在纸面内垂直AB面射入棱镜，发现光线恰好不能从AC面射出，最后从BC面射出。求： （1）三棱镜的折射率n； （2）射出时两束光线间的距离。    15．（本题16分）如图所示，一透明材料的横截面为半圆形，截面半径为，点为圆心，点到的距离为。平行光从底部沿与直径成角方向射入，从点入射的光经折射后从圆弧射出的方向与在底部的入射方向平行，求： (1)该透明材料的折射率； (2)从圆弧射出的光占全部入射光的比例（不考虑反射光）。 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 2 / 2 $