第四章 光 章末测试题-【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）

第四章章 (时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 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.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折 射率大，则两种光() A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃 中，蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生全反射时， 红光临界角较大 D.在玻璃中传播时，蓝光与红光的速度 一样大 2.a、b两种单色光以相 同的入射角从空气中射 空气 0 介质 入介质中时，如图所 示，发现b的折射光线 更靠近法线，由此可判 第2题图 定() A.a比b偏折小，折射率也小 B.当光从介质射向空气中，a、b要发生 全反射的临界角分别为C、Cb,则C<C C.在介质中b的速度较大 D.单色光b的折射角大 3.如图所示是自行车尾灯的横截面，这种尾 灯并没有灯泡，但当夜间行驶时，后面的 第四章章未测试题 末测试题 总分：100分) 车辆灯光照到尾灯上，尾灯变 得十分明亮，引人注意，其原 理是() A.光的干涉 B.光的折射 第3题图 C.光的全反射 D.光的直线传播 4.如图所示，用单色光A做双缝干涉实验 时，P处为第二条暗纹的中心，改用频率 较低的单色光B重做实验，若其他条件不 变，则() 0 第4题图 A.第二条暗纹中点仍在P点 B.第二条暗纹中点在P点上方 C.中央亮纹的宽度变小，亮纹中点仍在 0点 D.中央亮纹的宽度变小，亮纹中点在O 点上方 5.如图所示，直角三角 形ABC为一透明介质 制成的三棱镜截面， 且∠BAC=30°，有一束 第5题图 平行光线垂直射向AC面，已知这种介质 的折射率为n>2,则() A.可能有光线垂直AB边射出 13 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） B.光线只能从BC边垂直射出 C.光线只能从AC边垂直射出 D.一定既有光线垂直BC边射出，又有光 线垂直AC边射出 6.下列应用激光的事例中错误的是() A.利用激光进行长距离精确测量 B.利用激光进行通信 C.利用激光进行室内照明 D.利用激光加工坚硬材料 7.与通常观察到的月全食不同，小虎同学在 某晚观看月全食时，看到整个月亮是红色 的。小虎画了月全食的示意图，并提出了 如下猜想，其中最为合理的是() 大气层 地 O 月球 第7题图 A.地球上有人用红色激光照射月球 B.太阳照射到地球的红光反射到月球 C.太阳光中的红光经地球大气层折射到 月球 D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉 条纹 8.根据图中的漫 (孩子，这是吃人的鱼。 画，判断下列 说法中正确的 是吃新通 是() 用 A.人看到的是 第8题图 鱼的实像，位置变浅了些 B.人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些 C.鱼看到的是人的实像，位置偏低了些 14 D.鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 9.一束白光垂直于三棱镜的一个面入射，在 三棱镜的另一个侧面出现了一个七色光 束，若红光的折射率最小，则() A.棱镜对各色光的折射率不同 B.红光比蓝光通过棱镜所用的时间短 C.红光比绿光偏折的角度小 D.在棱镜中，速度较大的单色光偏转的 角度也较大 10.有两种单色光以相同的入射角从空气进 入水中，折射角分别为01、02，它们在 水中传播相同的距离所用时间分别为t1、 2,则有() A.若t>t2,则0>02 B.若t<t2,则0<02 C.若t>t2,则01<02 D.若t1<2,则0>02 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(9分)学校开展 研究性学习，某 研究小组的同学 ：液体 根据所学的光学 知识，设计了一 第11题图 个测量液体折射率的仪器，如图所示。 在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂 直的直径BC、EF,在半径OA上，垂直 盘面插下两枚大头针P、P,并保持P、 P2位置不变，每次测量时，让圆盘的下 半部分竖直进入液体中，而且总使其与 直径BC相平，EF作为界面的法线，而 后在图中右上方区域观察P、P,的像， 并在圆周上插上大头针P,使P正好挡 住P、P2的像，同学们通过计算，预先 在圆周EC部分刻好了折射率的值，这 样，只要根据P所插的位置就可直接读 出液体折射率的值，则： (1)若∠A0F=30°，OP3与OC的夹角为 30°，则P处所对应的折射率的值 为 (2)图中P、P两位置中， (填“P”或“P”)处所对应的折射 率大。 (3)作AO的延长线交圆周于K,K处 所对应的折射率值应为 0 12.(12分)在“用双缝干涉测量光的波长” 的实验中，实验装置如图甲所示。 光源滤光片单缝双缝 遮光简 甲 35 第12题图 (1)(多选)某同学以线状白炽灯为光 源，对实验装置进行调节并观察了 实验现象后，总结出以下几点： a.灯丝与单缝和双缝必须平行放置 b.干涉条纹与双缝垂直 c.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度 有关 d.干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中，你认为正确的是 第四章章末测试题 (2)当测量头中的分划板中心刻度对准 某条纹的中心时，手轮上的示数如 图乙所示，该读数为 mm。 (3)如果测量头中的分划板中心刻度与 干涉条纹不在同一方向上，如图丙 所示。则在这种情况下，干涉条纹 的间距△x的测量值 (填 “大于”“小于”或“等于”)实 际值。 13.(11分)半径为R的玻璃半圆柱体，横 截面如图所示，圆心为O,两条平行单 色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面 垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶 点，光线2的入射点为B,∠AOB=60°， 已知该玻璃对红光的折射率n=V3。 (1)求两条光线经柱面和底面折射后的 交点与O点的距离d。 (2)若入射的是单色蓝光（蓝光折射率 比红光大)，则距离d将比上面求 得的结果大还是小？ R 0 0 第13题图 (15】 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 14.(11分)如图所示，在双缝干涉实验中， S,和S2为双缝，P是光屏上的一点，已 知P点与S1和S2距离之差为2.1×106m, 今分别用A、B两种单色光在空气中做 双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗 条纹。 (1)已知A光在折射率为n=1.5的介质 中波长为4×107m。 (2)已知B光在某种介质中波长为3.15× 107m,当B光从这种介质射向空 气时，临界角为37°。 第14题图 (16 15.(11分)单色细光束射到折射率n=V2 的透明球面，光束在过球心的平面内， 入射角i=45°，研究经折射进入球内后 又经内表面反射一次、再经球面折射后 射出的光线，如图所示（图上已画出入 射光和出射光)。 (1)在图上大致画出光线在球内的路径 和方向。 (2)求入射光与出射光之间的夹角。 (3)如果入射光是一束白光，透明球的 色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色 光的a角最大，哪种颜色光的α角 最小。 i45 第15题图次数为35，则可求得T02s:则波速=分-沿s 100m5,B此时的振动时间为工=0.05s,则波从20m 处传到B所用的时间为0.7s-0.05s=0.65s:则A、B间 的距离s=5m+wt=5m+100x0.65m=70m;此时A、B均 在最大位置处，故回到平衡位置需要的时间均为T= 0.05s。 13.(1)(4n+3)m(n=0,1,2,3,…）(2)0.8s (3)沿x轴负方向传播，判断过程见解析【解析】由波 的图像可知，波长A=4m。(1)波在空间上具有周期 性，若波向左传播，则向左传播的可能距离△=(3+n入)= (4n+3)m(n=0,1,2,3,…)。 (2)若波向右传播，传播的可能距离为△=(1+n入)m= (冬+n入m:由波的周期性，可知波传播△x的距离需 时间子M,1a=0.1,2,3,… 4n+1 当n=0时，周期有最大值，Tm=4△=0.8s。 (3)当=115m/s时，波在0.2s时间内传播的距离 为4=4=230m=20A=5A+子入，可知波沿x轴负方 4 向传播。 14.(1)133cm(2)125cm【解析】(1)由题 意，O、P两点间的距离与波长A之间满足OP-子A①， 波速：与波长的关系为=分②，在15s的时间间隔 内，波传播的路程为t。由题意知1=PQ+子③，式 中，PQ为P、Q间的距离。由①②③式和已知数据，解 得PQ=133cm。 (2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动 的时间为+？1，波源从平衡位登开始运动，每经过 ，波源运动的路程为4，由已知条件得1=25x子，放 T t1时间内，波源运动的路程为s=25A=125cm。 15.)4s75cms30cm2)y-008eos受+号 或y-00m(受+)【解标】()设振动周期为r 由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡 位置，经历的是}个周期，由此可知T=4s①，由于 质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正 参考答案与解析。 方向传播，0在=令s时回到平衡位置，而A在日1s 时回到平衡位登，时间相差子s、。两质点平衡位登的距 离除以传播时间，可得波的速度=7.5cm/s②，利用 波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长入=30cm ③。 (2)设质点O的位移随时间变化的关系式为 Acos2严+p④. (4=A coS Po, 将①式及题给条件代人上式得 0-cos) ⑤. 解得于，A=8cm⑥， 质点O的位移随时间变化的关系式为 )-08cas受+号或y008sn受+石}月 6/ "第四章章末测试题 1.C【解析】本题考查了光的折射、全反射、临界 角等相关知识，意在考查考生的理解能力及分析判断能 力。在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射 率，由=￡可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红 n 光，A、D错误；两种光的人射角相同，由sinr=sini n 可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，B错误：由sinC 1可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，C正确。 n 2.A【解析】如题图，由加8=n可知b的折射率 sin 02 大于a的折射率，A正确；由n=c可知介质中v,>,C 错误；由sinC=1可知C>C,B错误。由题图可以看 n 出，单色光a折射角大，D错误。 3.C【解析】尾灯构造与全反射棱镜类似。 4.B【解析】由A=9和△=号入可知，B正确。不 论波长如何变化，中央亮纹的中心仍在0点。 5.D【解析】因为>2，而sinC=士，所以sinC< n 分，C<30,射到AB边的人射角-30，发生了全反 射，此光线反射到AC边的入射角=60°，再次发生全反 射而垂直射到BC边上，从BC边射出。同理，射到BC 75 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 边上的光线，经两次全反射后垂直AC射出，D正确。 6.C【解析】激光的单向性好，不利于室内照明， 并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高， 且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，C错误。 7.C【解析】本题考查了月全食的成因及光的折射 和波长的知识。发生月全食时，太阳光线无法直达月 表，但是能通过地球的大气层折射到达月表，太阳光中 红光波长最长，容易发生折射穿透大气层到达月表，所 以我们便看到了红色的月全食，C正确。 8.BD【解析】人看鱼的光路如图甲所示，因入射 角i小于折射角r,则人将看到鱼的虚像，且位置比实 际情况变浅了些，B正确；鱼看到人的光路如图乙所 示，因入射角i大于折射角T,则鱼将看到人的虚像， 且比实际位置要高，D正确。 甲 第8题答图 9.ABC 10.CD【解析】通过相同距离，时间长的速度小 则其折射率大，入射角相同时折射角就小，故CD正确。 11.(1)V3(2)P(3)1 12.(1)ad(2)0.702(0.7010.703均算对) (3)大于 1B.0d号 (2)小 【解析】(1)如图所示，= 60°，T1=30°；2=30°，T2=60°，光线 R 1不发生偏折。 0C= 2 R tan60° 第13题答图 (2)玻璃对蓝光的折射率比对红光的大，蓝光偏折 更明显，故d变小。 14.(1)暗条纹(2)亮条纹【解析】已知P点与 S,和S2的距离之差，由出现亮暗条纹的条件可判断是亮 条纹或暗条纹。 (1)设A光在空气中波长为入，在介质中波长为 76 入2，由n= 入2 得入=n入2=1.5×4×10-7m=6×10-7m。 根据光程差6=2.1×106m, 所N克-2-35 由此可知，从S,和S2到P点的光程差6是波长入1 的3.5倍，所以当A光做光源时，P点为暗条纹。 (2)根据临界角与折射率的关系sinC=1 n 得sn亭。 由此可知，B光在空气巾波长AnA=号×3.15x 10-7m=5.25×107m 由光程差6和波长入的关系知 N=6=2.1x106 d25.25x107 =40 可见，用B光做光源，P点为亮条纹 15.(1)参看解析图(2)30°(3)红光的α角 最大，紫光的α角最小。 【解析】(1)光线从人 =45B 射到出射的光路如图所示。 入射光线AB经玻璃折射后， 折射光线为BC,又经球内壁 反射后，反射光线为CD,再 第15题答图 经折射后，折射出的光线为 DE。OB、OD为球的半径，即为法线 v2 2)由折射定律细，得snn- nV2-2 所以=30°。 由几何关系及对称性，有号=-(i-)-2-i。 所以a=4r-2i,把r=30°，i=45°代入得a=30° (3)由(2)问解答可知，i=45°，n越小，sinr越 大，r角越大，同时a=4r-2i越大。 所以红光的a角最大，紫光的a角最小。 ●"期末测试题 1.C【解析】篮球运动员接传来的篮球时，不能改 变动量的变化量，A、D错误；根据动量定理，也不能 改变冲量，B错误；由于延长了作用时间，动量的变化 慢了，手受到的作用力也小了，C正确 2.A【解析】白光通过三棱镜后，发生折射出现七