第四章 光 感知高考-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

角公式sinC=1可知该材料的折射率n=1.2,A正确。 3.C【解析】画出光路图，设从O点射人的光线的 折射角为，由折射定律n=血45°，解得=30。由几 sinr 何关系可知，在MN边的人射角为60°，大于全反射临 界角，所以光线不能从MN边射出，C正确。 4.D【解析】根据薄膜干涉现象，可知该区域薄膜 厚度山随坐标x逐渐减小。由于干涉条纹间隔逐渐增 大，所以d随坐标x的变化图像，可能正确的是D。 5.D【解析】根据双缝干涉条纹间隔公式，△x= 分，可知A>1。由两束光通过三棱镜的光路图可知， N是波长为入的光出射位置，D正确。 6.C【解析】垂直界面作出法线，可知b光的折射 角小于a光，由光的折射定律可知，b光的折射率大于 a光的折射率，根据光的频率越高折射率越大，可知a 光的频率小。根据全反射临界角公式sinC=1可知a光 发生全反射的临界角大，C正确，A、B、D错误。 7.D【解析】如图所 d 示由几何关系可得入射 角为i=45°，折射角为r= 30°，根据折射定律有n= sin45° sin30° =V2, 第7题答图 所以A错误；光在光盘内的速度为=c=V2 c,所以 2 B错误：光束在b、c和d的强度之和小于光束a的强 度，因为在Q处光还有反射光线，所以C错误：光束c 的强度与反射光线PO强度之和等于折射光线OP的强 度，所以D正确。 8.C【解析】光束a经圆心0射人半圆形玻璃砖， 出射光为b、c两束单色光，这是光的折射现象，A错 误：由图可知，相同入射角，光束b的折射角小于c, 根据折射定律可知，玻璃砖对光束b的折射率大于对 光束c的折射率，C正确：由光的频率越高，波长越 短，折射率越大，可知在真空中光束b的波长小于光 束c的波长，B错误；由光速与折射率关系公式可知， 在玻璃砖中光束b的传播速度小于光束c的传播速度」 D错误。 9.AB【解析】肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚， 参考答案与解析。 因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯 形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上 的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形 成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强 点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下 面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变 化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金 属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力，表面张力和 黏滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因 此并不会跟着旋转90°，D错误。 "感知高考 1.A【解析】由题图可知光从棱镜进人液体中时， 入射角小于折射角，根据折射定律可知n<o。根据速度 表达式u=C，,可得>o。故选A。 2.B【解析】根据几何关系画 出光路图，如图所示。标注入射角 x=8℃m 0,折射角02，根据折射定律可得 n=0经青-8.若4m 则n=2,故A错误；若h=6cm,则 第2题答图 n=专，放B正确；若n=,则h=号cm,放C铅误： 若=子，则cm,放D错误。放选B。 3.C【解析】b与a位于同一条干涉条纹上，说明 两处空气膜的厚度相同，则滚珠b与标准滚珠a直径相 等，所以合格；c与a位于不同干涉条纹上，说明两处 空气膜的厚度不同，则滚珠c与标准滚珠a直径不相 等，所以不合格。故选C。 4A【解析】由于干涉条纹间距A=子，可知： 换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹 中央间距△x变小，故A正确；换用红色激光照双缝， 波长变长，则相邻两条亮纹中央间距△x变大，故B错 误：增大纸板与墙面的距离1，则相邻两条亮纹中央间 距△x变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会 影响相邻两条亮纹中央间距△x,故D错误。故选A。 5.ABC【解析】根据几何关系可知从材料内发生折 射时光线的折射角为60°，故折射率为n=s0=V3、 故A正确；设临界角为C,得sinC=L=1< 1 n√3<Vn 69 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 故C<45°，故若A-45°，会发生全反射，光线c消失，故 B正确：由于光线b为反射光线，反射角等于人射角， 故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确；对 同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为 紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错 误。故选ABC。 6.AD【解析】根据光的反射的对称性可知光源S 与平面镜中的虚像距离为2a,根据条纹间距公式可知， A山=A元入，放A正确，B错误：若将整套装登完全 浸人折射率为的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据 f=,=入f=。,其中c为在真空中的光速，则=A, 故C错误：若将整套装置完全没人某种透明溶液中，光 屏上相邻两条亮条纹的中心间距为△x,根据条纹间距 公式有4=名，可得A2aA，结合C选项的分析可 】 知A24A=分，所以△，故D正确。故选AD。 n 7.(1)A(2)C(3)a、b的像和cn=sn8 sin 02 【解析】(1)干涉条纹是平行等距明暗相间的条 纹，根据A=入，红光的泼长大于紫光，可知红光的 条纹间距大于紫光的条纹间距，故A正确：(2)根据 偏振原理，偏振片B每转过半周透光强度从最小到最 强，再到最小，可知光屏上两个光强最小的时间间隔为 0.5T,故选C。(3)若从c侧观察，插入c时，应遮住 a、b;插人d时，应遮住c以及a、b的像；该玻璃的折 射率为n=sin0 sin 02 8.(1)V2(2)(0,45]或[135°，180) 【解析】(1)根据题意得出光路图如图1所示，根 据几何关系可得sina= 40 V2R V3R R cosy= 2 R, a=3。可得B=45°，y=30°， 图1 根据折射定律n=si型= siny V2。 (2)发生全反射的临 界角满足sinC=上，可得 n 图2 C=45°。要使激光能在圆 第8题答图 心0点发生全反射，激光必须指向0点射人，如图2所示。 70 只要人射角大于45°，即可发生全反射，则使激光 能在圆心0点发生全反射，人射光线与x轴之间夹角的 范围(0,45°]。由对称性可知，人射光线与x轴之间夹 角的范围还可以为[135°，180)。 9.(1)V5(2)19Y5R【解析】根据题意可 5c 知B点与O0的距离为Y3R,OB=R,所以si0,= 2 V3R 2 刀一三Y3,可得=60°。又因为单色光射出后恰 2 好经过0'点，0点为该光学器件上表面圆弧的圆心，则 该单色光在上表面垂直人射，光路不变；因为OB=O0'= R,所以根据几何关系可知2=30°，介质对该单色光的 折射家器温=V了。 (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入 介质，第一次射出介质的点为D,且0B=R,可 V2R 知sin0= 2 R 2。由于sin9 2 0 2>sinc=1= 2 n 3, 所以光线 3 在上表面D点发 生全反射，轨迹 3 2 如图1。 图1 如图2，根据几 何关系有则光在介质 中传播的距离为L= 2(GE+MF)=gR,光 在介质中传播的速度 为==V3c,所 Γn-3 以光在介质中的传播 19R 时间t=L=5 图2 第9题答图 3 19V3R 5cN 高中物理选择性必修第一册（人教版） 感知 1.(2024·贵州卷)一种测量液体折射率的V 形容器，由两块材质相同的直角棱镜粘 合，并封闭其前后两端制作而成。容器 中盛有某种液体，一激光束从左边棱镜 水平射入，通过液体后从右边棱镜射出！ 其光路如图所示。设 棱镜和液体的折射 率分别为o、n,光 在棱镜和液体中的 棱镜 传播速度分别为vo、 第1题图 ,则() A.n<no,v>vo B.n<no,v<vo C.n>no,v>Uo D.n>no,v<vo 2.(2024·重庆卷)某同学设计了一种测量液 体折射率的方案。容器过中心轴线的剖 面图如图所示，其宽度为16cm,让单色 光在此剖面内从空气入射到液体表面的中 心。调整入射角，当反射光与折射光垂直 时，测出竖直器壁上的反 射光点与液体表面的距离 h,就能得到液体的折射 率n。忽略气壁厚度，由 16 cm 该方案可知() 第2题图 A.若h=4cm,则n=V3 B.若h=6cm,则n=4 ,则h=10cm C.若n=5 D.若n=,则h=5cm (90)练 高考 3.(2024山东卷)检测球形滚珠直径是否合 格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与 待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间， 用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成 如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与 标准滚珠的直径相等为合格，下列说法 正确的是( 甲 乙 第3题图 A.滚珠b、c均合格 B.滚珠b、c均不合格 C.滚珠b合格，滚珠c不合格 D.滚珠b不合格，滚珠c合格 4.(2024·辽宁卷)某同学自制双缝干涉实验 装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝 中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形 成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如 图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面 上观察到干涉条纹。下列做法可以使相 邻两条亮纹中央间距变小的是() 头发丝 光源 第4题图 A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照双缝 C.增大纸板与墙面的距离 D.减小光源与纸板的距离 5.(2024.甘肃卷)（多选）如图为一半圆柱 形均匀透明材料的横截 面，一束红光a从空气沿 半径方向入射到圆心0， 当0=30°时，反射光b和 折射光c刚好垂直。下列 第5题图 说法正确的是() A.该材料对红光的折射率为V3 B.若0=45°，光线c消失 C.若入射光a变为白光，光线b为白光 D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍 然垂直 6.(2024·广西卷)（多选）如图，S为单色 光源，S发出的光一部分直接照在光屏 上，一部分通过平面镜反射到光屏上。 从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的 虚像发出的，由此形成了两个相干光源。 设光源S到平面镜和 到光屏的距离分别为 a和l,a≤l,镜面与 7777 平面镜 光屏垂直，单色光波 长为入。下列说法正 第6题图 确的是() A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为 品入 B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为 a 第四章光。 C.若将整套装置完全浸入折射率为n的 蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为入 D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液 中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间 距为4，则该液体的折射率为2入 7.(2025·上海卷)光是从哪里来，又回到哪 里去？光是一个物理学名词，其本质是一 种处于特定频段的光子流。光源发出光， 是因为光源中电子获得额外能量。如果 能量不足以使其跃迁到更外层的轨道， 电子就会进行加速运动，并以波的形式 释放能量。如果跃迁之后刚好填补了所 在轨道的空位，从激发态到达稳定态， 电子就停止跃迁。否则电子会再次跃 迁回之前的轨道，并且以波的形式释放 能量。 (1)以下哪个选项中的图样符合红光和 紫光的双缝干涉图样() 红光 紫光 A B C D (2)如图所示，自然光经过两个偏振片， 呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转 动且周期为T,则光屏上两个光强最 小的时间间隔为() 自然光 00 A.2T B.T C.0.5T D.0.25T 练 91 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） (3)物理兴趣小组在做“测量玻璃的折 射率”实验时，若从c侧观察，插入 c时，应遮住 a、b;插入d 时，应遮住 依 据图中所标数 据，可得出该 乙 玻璃的折射率 第7题图 为 8.如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半 圆，圆心为0点，直径与x轴重合。一束 平行于x轴的激光，从横截面上的P点由 空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P 点到x轴的距离为V2R,P、Q间的距 2 离为V3R. (1)求玻璃砖的折射率。 (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的 位置和入射方向，使激光能在圆心O 点发生全反射，求入射光线与x轴之 间夹角的范围。 第8题图 (92)练 9.由透明介质制作的光学功能器件截面如图 所示，器件下表面圆弧以O点为圆心，上 表面圆弧以O'点为圆心，两圆弧的半径 及O、O两点间距离均为R,点A、B、C 在下表面圆弧上。左界面AF和右界面 CH与00'平行，到00的距离均为9R。 10 (1)B点与00'的距离为V3R,单色光 线从B点平行于O0'射入介质，射出 后恰好经过O'点，求介质对该单色 光的折射率n。 (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直 AF射入介质，并垂直CH射出，出 射点在GE的延长线上，E点在O0 上，O、E两点间的距离为V2R, 2 空气中的光速为c,求该光在介质中 的传播时间t。 2 第9题图