第四章 光 质量检测试卷 -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** 2026年人教版物理选择性必修第一册第四章光单元卷，以光的折射、干涉、衍射、全反射为核心，结合诺贝尔激光技术、彩虹形成等真实情境，通过基础辨析与综合应用，落实物理观念与科学思维，适配单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|激光特性、双缝干涉、全反射|第2题关联诺贝尔物理学奖，第4题结合彩虹光路，考查科学推理| |实验题|2/14|双缝干涉测波长|第11-12题注重实验操作与数据处理，培养科学探究能力| |解答题|3/40|折射定律、临界角计算|第14题以救生员观察为情境，第15题结合半圆柱玻璃砖光路，强化模型建构|

2026年物理人教版选择性必修第一册第四章光质量检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．两块完全相同的直角三角形玻璃砖，将其中一块倒置，使其斜面互相平行，且使平行斜面的区域填入某种均匀介质，如图所示，一道激光光束由左方垂直边界射入，若不考虑所有的反射光线，则右方哪些线条可能是折射光线（    ） A．1，2，3中任何一条都有可能 B．4，5，6中任何一条都有可能 C．7，8，9中任何一条都有可能 D．1～9中的所有光线都有可能 2．2023年诺贝尔物理学奖颁发给“研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”做出贡献的三位科学家。下列激光的特性及其应用，正确的是（　　） A．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光频率单一，相干性好 B．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的平行度好 C．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的相干性好 D．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的速度大 3．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　） A．增大S1与S2的间距 B．增大单缝屏到双缝屏的距离 C．将绿光换为紫光 D．将绿光换为红光 4．彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L 由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长 C．按照图中光路，a光在玻璃球中的时间比b光的短 D．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射 5．如图所示为一水下灯光装置简化图。点光源静置在水下A点处，其在水面的投影点为。先后利用两种单色光1、2作为光源，在水面形成的光斑的半径大小分别为、。已知间距离为，小于（不考虑多次反射）。则下列说法正确的是（    ） A．单色光1在水中的传播速度更大 B．单色光1在水中的波长更长 C．单色光1在水中的折射率更大，其折射率 D．改用同一双缝干涉装置，观察相邻亮条纹的间距，单色光1的间距更大 6．如图所示，一组合棱镜的横截面是边长为1.2L的等边三角形ABC，一细光束从AD边上的P点以角度入射，经折射到达AE边上恰好发生全反射。已知光在上面部分ADE的折射率，在下面部分DBCE的折射率，，，则（　　） A．光进入棱镜后频率减小 B．光在上、下介质中的波长之比为 C．入射角的正弦值为 D．该细光束无法从BC边射出 7．TN模式液晶显示器上发光位置的发光原理如图所示，若图中开关闭合，两基板间的液晶分子将在板间匀强电场作用下定向排列，不再改变偏振光偏振方向，发光位置将变暗。从开关闭合到发光位置变暗的过程中（　　） A．两偏振片方向不垂直依然能工作 B．液晶分子正电中心偏向后基板 C．液晶分子所受合静电力不为零 D．液晶分子的电势能逐渐增大 8．“日晕”是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的，如图所示，为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．光更容易发生明显衍射现象 B．光在冰晶中的传播速度大于光在冰晶中的传播速度 C．冰晶对a光的折射率小于冰晶对b光的折射率 D．相同的介质中光比光的临界角小 9．如图所示，两束单色光、分别沿半径方向由空气射入半圆形透明介质中，出射光从圆心点射出时，合成一束复色光。下列说法正确的是（　　） A．光的折射率比光小 B．光的频率比光大 C．光比光更容易发生明显衍射现象 D．由该介质入射到空气，光发生全反射的临界角比光大 10．如图所示，竖直平面内激光器悬挂在轻质弹簧下端，与水平方向的夹角始终为，其右侧竖直放置一块直径为的半圆柱形玻璃砖。激光器静止时，激光恰好从圆心点射入玻璃砖。现使激光器做简谐运动，并确保照射到玻璃砖的光均能从圆弧面射出。已知玻璃砖对该激光的折射率为，光在真空中的传播速度为，不考虑玻璃砖内的反射光，则（    ） A．激光器的最大振幅为 B．激光在玻璃砖中的传播速度为 C．圆弧上的光点做匀速圆周运动 D．若激光频率增大，激光器的振动周期将减小 二、实验题 11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距的双缝片。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝片间的距离。接通电源使光源正常工作。 测量时，使测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹的中心对齐（如图乙所示），记下此时手轮上的读数1.250cm。然后转动测量头。使分划板中心刻线与第4条亮纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数，图丙中游标卡尺的示数为______cm；所测光波的波长为______m（波长计算保留两位有效数字）。 12．如图所示，是用双缝干涉测量光的波长的实验装置。 (1)图中光具座上标注为①②③的仪器依次为______； A．单缝、双缝、滤光片 B．滤光片、单缝、双缝 C．单缝、滤光片、双缝 (2)用图示实验装置观察双缝干涉图样，用的是红色滤光片，在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹；若要增加从目镜中观察到的条纹个数，可以______； A．仅将双缝与光屏之间的距离减小少许 B．仅将单缝与双缝间距增大少许 C．仅将双缝间的距离减小少许 (3)某次实验测得双缝间距，双缝与光屏间距离，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图乙，分划板在A位置时游标卡尺读数为11.1mm，B位置时游标卡尺读数为15.6mm，单色光的波长为______m（结果保留2位有效数字） 三、解答题 13．如图所示，半径为R的半圆玻璃竖直放置，一束光从A点沿着圆心射入，光恰好在水平直径BC上发生全反射，且反射光线与BC的夹角，光在真空中的传播速度为c，不考虑光在玻璃内部的二次反射，求： (1)玻璃对该束光的折射率n； (2)该束光在玻璃中的传播时间t。 14．如图所示，救生员面向泳池坐在池边的高凳上。他的眼睛到地面的高度为H0=1.8m，眼睛距离池边缘的水平距离为d=2.4m，当泳池注满水时，水深度可达H1=2.0m，此时救生员可观察到池底离池边缘最近的点为P，P点到池边缘的水平距离为x1=1.5m，水池边缘与PO之间的范围为“视线盲区”。求游泳池水的折射率n。（结果可用分数表示或保留三位有效数字）    15．一半圆柱形透明物体横截面如图所示，直径AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，并建立图示坐标系。一束平行x轴（直径AOB）的激光在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点垂直x轴（直径AOB）向上射出。已知，圆柱形半径。求：（，计算结果可带根号） (1)透明物体的折射率； (2)激光射出点N点的坐标。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D D C C B BC BC AB 1．B 【详解】光线通过透明玻璃砖时，出射光线保持方向不变，仅发生侧移，故出射光线仍为水平光线，4，5，6中的一条。中间某种均匀介质折射率和玻璃的折射率大小未知，无法判断该种物质相对于玻璃是光密还是光疏介质，故可能出现不同的侧移方向，B正确。 故选B。 2．A 【详解】A．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光频率单一，相干性好，故A正确； B．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光亮度高，强度大，能量集中的特点，故B错误； C．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光亮度高，强度大，能量集中的特点，故C错误； D．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】AB．根据 知减小双缝S1与S2的间距d，或增大双缝到光屏的距离L，相邻条纹间距增大，故A错误，B错误； CD．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，根据 知，可增大波长，若换为红光，波长变大，可行，换为紫光波长波长变小，不可行，故C错误，D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．由光路可知a光的偏折程度大于b光，则a光折射率较大，则a光的频率大于b光的频率，选项A错误； B．a、b光在由空气进入水滴后波速减小，则波长变短，选项B错误； C．根据可知a光在玻璃中的速度较小，按照图中光路，a光在玻璃球中的路程较大，则传播时间比b光的长，选项C错误； D．根据可知a光的临界角较小，则从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射，选项D正确。 故选D。 5．C 【详解】C．设临界角为C，根据折射定律， 解得折射率 由于小于，所以单色光1在水中的折射率更大，其折射率，故C正确； A．根据单色光在水中的传播速度，所以单色光2在水中的传播速度更大，故A错误； BD．单色光1在水中的折射率更大，则单色光1在水中的波长更短，改用同一双缝干涉装置，观察相邻亮条纹的间距，单色光1的间距更小，故BD错误。 故选C。 6．C 【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，则光进入棱镜后频率不变，A错误； B．根据可知，光在上、下介质中的波长之比为，B错误； C．光在AE边上恰好发生全反射，则 在P点时 解得入射角的正弦值为，C正确；     D．如图，该光束从Q点发生全反射后射到DE边上的M点，此时光线在M点的入射角等于在P点的折射角，即为，则在M点的折射角满足解得 因光线从BC边射出时的临界角为，即，可知该细光束可从BC边射出，D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．前偏振片输出水平偏振光，后偏振片初始为竖直方向（正交），无电场时液晶旋转90°使光通过；有电场时分子沿电场排列，不旋转光，光被阻挡，发光位置变暗。若两偏振片方向不垂直时，闭合开关有可能亮度不变，因此不能正常工作，故A错误； B．图中前基板接正极，后基板接负极，电场方向水平向右，则液晶分子正电中心偏向后基板，故B正确； C．分子整体电中性，正负电荷在匀强电场中受力大小相等、方向相反，合力为零，故C错误； D．从无序到沿电场力方向排列，电场力做正功，电势能减小，故D错误。 故选B。 8．BC 【详解】AC．如图所示，a、b光线相同， 由 得 根据波长和折射率的关系 得 解得光更容易发生明显衍射现象，A错误，C正确； B．由 得，B正确； D．由 得 解得，D错误。 故选BC。 9．BC 【详解】AB．从该介质射向空气中时，出射角相同，a光的入射角为，b光的入射角为，则由折射定律可知两束光在该介质中的折射率分别为 ， 结合题图可知 由于折射率越大，则光的频率就越大，故A错误，B正确； C．由于b光的频率大于a光的频率，由 可知b光的波长小于a光的波长，而波长越长的波相对而言更容易发生衍射现象，因此a光更容易发生明显衍射现象，故C项正确； D．临界角有 折射率越小，临界角越大，所以a光发生全反射的临界角比b光的大，故D项错误。 故选BC。 10．AB 【详解】A．如图所示，激光恰好都能从圆弧面射出，玻璃砖恰好发生全反射的光路如图所示 由几何关系可得 根据 在中，根据正弦定理分别有 解得 故弹簧振子的振幅为，故A正确； B．激光在玻璃砖中的传播速度为，故B正确； C．激光器做简谐运动，其位移随时间按正弦规律变化，导致激光在圆弧上的出射点位置也随时间非均匀变化，因此光点做变速圆周运动，故C错误； D．弹簧振子的周期公式为 可知周期仅由振子质量m和弹簧劲度系数k决定，与激光频率无关，因此周期不变，故D错误。 故选AB。 11． 1.775 【详解】[1]游标卡尺的示数为 [2]相邻两亮条纹间距为 根据公式 可得所测光波的波长为 12．(1)B (2)A (3) 【详解】（1）实验中通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，可知，图中光具座上标注为①②③的仪器依次为滤光片、单缝、双缝。 故选B。 （2）A．根据 若仅将双缝与光屏之间的距离减小少许，则相邻明条纹之间的间距减小，则从目镜中观察到的条纹个数增加，故A正确； B．若仅将单缝与双缝间距增大少许，结合上述可知，相邻明条纹之间的间距不变，则从目镜中观察到的条纹个数不变，故B错误； C．若仅将双缝间的距离减小少许，结合上述可知，相邻明条纹之间的间距增大，则从目镜中观察到的条纹个数减少，故C错误。 故选A。 （3）根据图乙可知，相邻明条纹之间的间距为 结合上述有 13．(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，光在玻璃中的临界角为 则折射率为 （2）光在玻璃中的传播速度为 光在玻璃中的路程为 则该束光在玻璃中的传播时间为 14． 【详解】光线从P点射向人眼时在水面发生折射，设入射角为，折射角为，由几何关系可知 折射现象中光路是可逆的，所以水的折射率 15．(1) (2)，y=5cm。 【详解】（1）如图，透明物体内部的光路为折线（为光线反射点），、两点相对于底面 对称，、和三点共线。 设在点处，光的入射角为，折射角为，出射光线与法线夹角为，由几何关系得 光线在M点入射时，由折射定律得 光线在N点出射时，由折射定律得 联立两式可得 代入数据解得 连接、，即有 即得 又 于是由几何关系得 则 由上各式联立解得 根据折射率公式有 解得 （2）由于，所以N点横坐标，纵坐标 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 $