第四章 光 单元测试 -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** 人教版（2019）选择性必修第一册第四章“光”单元卷，覆盖光的干涉、衍射、偏振、折射等核心知识，通过实验操作与科技情境题，适配单元复习，培养物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|7|光的干涉（肥皂膜干涉）、偏振（偏振片转动）、折射定律（玻璃砖折射）|结合生活现象，考查物理观念| |多项选择题|3|双缝干涉条纹间距（杨氏实验）、海市蜃楼（光的折射）、生物膜干涉（反射光叠加）|设置科技情境，体现科学态度与责任| |非选择题|5|测定玻璃折射率（实验操作）、双缝干涉测波长（数据处理）、全反射（盖玻片透光面积计算）|注重实验探究与科学推理，适配单元能力提升|

人教版（2019） · 选择性必修 第一册第四章 光 一、选择题 1．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，竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，用黄色平行光照射面，在面右侧可观测到干涉条纹 B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将黄光照射变为蓝光，则条纹将变疏 C．图丙中、是偏振片，当固定不动，以光的传播方向为轴，将在竖直面内转动，光屏上的光的亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆屏时发生衍射产生的 2．关于如图所示的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．用3D眼镜看立体电影利用了光的折射原理 B．光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率 C．用单色光检查工件表面的平整度利用了光的干涉原理 D．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象属于光的干涉 3．布儒斯特角是由英国物理学家大卫·布儒斯特于1815年发现的。布儒斯特角在光学、电子学、声学等领域都有广泛的应用。当光从空气中以某一入射角射入介质时，反射光与折射光互相垂直，这个角度就叫布儒斯特角。某介质的折射率为，其布儒斯特角为（　　） A． B． C． D． 4．用如图所示的装置观察光的干涉现象，单色平行光沿轴方向入射，在光屏上能观察到清晰的干涉条纹。下列方法能使光屏上的干涉条纹间距变大的是（　　） A．仅换用波长更长的单色光照射 B．仅换用双缝间距更大的双缝片 C．仅减小双缝和光屏之间的距离 D．仅适当减小单缝和双缝之间的距离 5．如图所示，真空中平行玻璃砖的折射率，一束单色光与界面成角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B，相距h=2.0cm，则下列说法正确的是（　　） A．若减小θ角，则在玻璃砖的下表面将会没有光线射出 B．该单色光射入玻璃砖的折射角为60° C．该玻璃砖的厚度 D．若减小θ角，则射出玻璃砖的光线侧移越小 6．如图所示，一束自然光经过玻璃三棱镜折射后分为几束单色光，选取了其中两种单色光a、b进行研究并作出了光路图。单色光a、b的波长分别为λa、λb，在该玻璃中的传播速度分别为va、vb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则（　　） A．λa< λb，va > vb，na > nb B．λa< λb，va = vb，na < nb C．λa> λb，va > vb，na < nb D．λa> λb，va = vb，na > nb 7．某透明均匀介质的截面如图所示，在边长为的正三角形正中心挖去一边长为L的正三角形，三角形ABC和三角形DEF的边两两平行，一束蓝光从AB边中点以入射角射入介质，正好经过D点射向AC边，不考虑光的反射，除介质外其余部分均为真空，光在真空中的传播速度用c表示，则下列说法正确的是（　　） A．该光在介质中的折射率为 B．该光在介质中的传播时间为 C．若用一束红光照射，则有可能不能从AC边射出 D．若用一束紫光照射，则与射入介质前相比，光线从AC边离开介质时的偏转角是 二、多项选择题 8． 在杨氏双缝干涉实验中，观察到屏幕上形成了明暗相间的干涉条纹。若要使相邻的明纹（或暗纹）的间距减小，可以减小下列哪些物理量（　　） A．入射光的波长 B．双缝间距 C．入射光的光强 D．双缝到屏幕的距离 9．在夏天，由于天气炎热会使道路表面上方的空气不均匀，离地面越近，折射率越小，在合适的条件下有可能观察到“海市蜃楼”现象。地面附近的空气中，光的可能传播路径为（　　） A． B． C． D． 10．生物膜干涉技术基于光的干涉现象，原理如图所示，光源发出的光沿光纤传导至传感器探头顶端，探头表面包覆一层光学膜（可固定配体），当光照射到光学膜时，会在前后两个界面发生反射，两束反射光叠加形成干涉光谱，仪器通过监测光谱变化分析分子与光学膜的结合情况。已知与膜结合的分子增大、分子与膜的结合位点增多，均会使膜增厚。初始时光学膜的厚度为300nm，不同可见光所对波长范围如下表，若各种光的强度相同，膜的最大厚度为600nm，膜的折射率略小于1.1，则（　　） 颜色 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 波长/nm 630~760 600~630 570~600 500~570 450~500 430~450 400~430 A．初始时，仪器检测到反射光强度最大的一定是橙光 B．膜上某处有分子结合，仪器可能检测到红光强度逐渐增大 C．青光强度最大位置的膜的厚度一定小于绿光强度最大位置的厚度 D．膜上可能存在一位置，使所有色光在该位置的反射光均强度最大 三、非选择题 11．如图所示，某同学在“测定玻璃折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，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必要步骤有________； A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住、的像 C．插上大头针，使仅挡住的像 D．插上大头针，使挡住和、的像 （2）如图是他在操作过程中的一个状态，请你指出第四枚大头针最可能插在图中的位置是　 　；（选填“”、“”或“”） （3）如果玻璃砖的界面和不平行，仍然用这种方法测玻璃折射率，在操作完全正确的情况下，测量值将　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 12．某物理兴趣小组采用图甲所示的双缝干涉实验装置，开展光的波长测定实验，实验过程中通过目镜清晰观测到光屏上的干涉条纹。 （1）如图乙所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行的是（　　） A．仅拨动拨杆 B．仅旋转单缝 C．仅前后移动凸透镜 D．仅旋转毛玻璃处的测量头 （2）M、N、P三个光学元件依次为______。 A．单缝、双缝、滤光片 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．滤光片、双缝、单缝 （3）在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，得到卡尺上的示数如图所示，则该干涉条纹位置是　 　cm。 （4）在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为，单缝到双缝间距为，双缝到光屏间距为，单缝宽为，双缝间距为，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为，第五条纹位置为，则该单色光的波长为　 　（答案选用，，，，，，表示）。 13． 用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度，盖玻片与物镜的间距，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速。 （1）求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）； （2）滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为，求（结果保留2位有效数字）。 14．如图所示，三角形ABC为三棱镜的横截面，真空中一细束单色光从ABC的侧面AC上中点D点入射，改变入射角i，当AC侧面的折射光线与BC边平行时，恰好没有光线从AB侧面边射出棱镜，已知，且， ， 真空中的光速为c，结果可以使用分数表示，求： （1）该棱镜对该单色光的折射率； （2）该单色光从D点入射经AB面反射后再从BC面射出在棱镜中传播的时间。 15．如图所示，ABCD是一块玻璃的截面，其中ABC是半径为R的圆弧面，圆心是O，ADC是平面，轴O1O2垂直于ADC且过AC的中点D。从P点射向圆心O的一条单色光线射到圆弧面经玻璃折射后射到O1O2轴上Q点，已知PO与O1O2轴夹角为30°，从玻璃射出的光线与O1O2轴夹角为45°，Q、O间的距离为d。 ，光在真空中传播速度为c。求： （1）玻璃的折射率； （2）这种单色光通过玻璃的时间。 参考答案 1．【答案】D 2．【答案】C 3．【答案】C 4．【答案】A 5．【答案】C 6．【答案】C 7．【答案】D 8．【答案】A,D 9．【答案】A,D 10．【答案】B,C 11．【答案】（1）B；D （2）B （3）等于 12．【答案】（1）D （2）C （3）1.725 （4） 13．【答案】（1）由折射定律可知，全反射的临界角满足 设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的半径为r，由几何关系， 所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为​​​​​​​ （2）当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 又 解得 14．【答案】（1）根据题意画出该单色光在三棱镜中的光路图如图所示 单色光在AB边恰好发生全反射，由几何关系可得全反射临界角为 根据全反射临界角公式可得 可得该棱镜对该单色光的折射率为 （2）由几何关系可得单色光的三棱镜中的传播距离为 单色光的三棱镜中的传播速度为 单色光的三棱镜中的传播时间为 15．【答案】（1）解：由于光线沿圆弧面的半径方向，所以在圆弧面没有偏折，射到直线面的M点射出玻璃，如图所示，MQ是从玻璃射出的光线，作光线在直线面的M点的法线O3O4，可得∠MOD=∠OMO4 =∠PMO3 =30° ∠MQD=∠QMO4=45° 设玻璃的折射率为n，则 解得 （2）解：在ΔMOQ中，∠QMO=15°，∠MQO=135°，QO=d，则 解得 设光在玻璃中传播速度为v，在玻璃中经过的路程为x，通过玻璃时间为t，则 解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $