04 章末素养测评（四）(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

章末素养测评(四) 第四章　光 (本试卷满分100分,考试时间75分钟) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求) 1.下列说法正确的是 (　) A.发生多普勒效应是因为波源的频率发生了变化 B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一片偏振滤光片可以减小玻璃表面反射光的 强度 C.激光切割金属利用了激光相干性好的特点 D.光学镜头上的增透膜是利用了光的折射现象 2.[2025·华南师范大学附属中学高二月考] 如图甲所示,自行车后尾灯本身并不发光,但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮,研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成,结构如图乙所示,当光由实心材料右侧面垂直入射时,自行车尾灯看起来特别明亮的原因是 (　) A.光的折射 B.光的全反射 C.光的干涉 D.光的衍射 3.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图所示的衍射图样,据此可以判断出 (　) A.甲、乙图都是光线射到圆孔后的衍射图样,甲图中孔的直径较大 B.甲、乙图都是光线射到圆板后的衍射图样,乙图中板的直径较大 C.甲图是光线射到圆孔后的衍射图样,乙图是光线射到圆板后的衍射图样 D.乙图是光线射到圆孔后的衍射图样,甲图是光线射到圆板后的衍射图样 4.[2025·湖北武汉高二期末] 如图所示,OBCD为圆柱体玻璃的横截面.一束由三种不同频率的光组成的复色光,沿AO方向从真空射入玻璃后,从B、C、D三个不同的点射出,对应在玻璃中的传播时间分别为t1、t2、t3.下列说法正确的是 (　) A.t1<t2<t3 B.t1=t2=t3 C.t1>t2>t3 D.t1=t3>t2 5.[2026·浙江宁波镇海中学高二月考] 如图所示,一块横截面积为扇形的半径为r的柱体玻璃砖,O为截面的圆心,AB为柱体玻璃砖的圆弧面,置于空气中.现有一细光束a,垂直射到AO面上的P处,经玻璃弧面反射,之后经OB面折射平行返回.已知∠AOB=135°,玻璃对此光的折射率为,则入射点P距圆心O的距离为 (　) A. B. C.rsin 7.5° D.rsin 15° 6.[2025·北京北师大附中高二月考] 用玻璃制成的一块棱镜的截面图如图所示,其中ABOD是矩形,OED是半径为R的四分之一圆,O为圆心,OB长为.一束光线从AB面上以入射角θ1射入棱镜后,恰好在O点发生全反射后从圆弧面射出,光路图如图所示.已知光在空气中的传播速度为c,在棱镜中的传播速度为c,则该光束在棱镜中传播的时间为 (　) A. B. C. D. 7.在利用双缝干涉实验测波长时,用波长为λ的单色光实验,屏上的P点为中央亮条纹,Q点为第一级亮条纹,如图所示.则下列说法正确的是 (　) A.用波长为1.5λ的光实验时,P、Q一定为亮条纹 B.用波长为1.5λ的光实验时,第一级亮纹向上稍微移动一些 C.用波长为的光实验时,Q点为暗条纹 D.用波长为的光实验时,P、Q间没有亮条纹 二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分.在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 8.[2025·广东佛山高二期末] 如图所示分别为红光、蓝光经过狭缝装置得到的三个图样,下列说法正确的是 (　) A.三个图均为衍射图样 B.三个图均为干涉图样 C.入射光的频率相同,狭缝越窄,中央亮纹的宽度越宽 D.狭缝宽度不变,入射光的波长越长,中央亮条纹越宽 9.[2026·四川成都七中高二月考] 如图所示,一段光导纤维弯成半圆形,外半径为R,内半径为R.一细束单色光垂直于光导纤维的端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射,然后从另一端也沿内侧切线射出.已知真空中的光速为c,则以下说法正确的是 (　) A.光导纤维对该单色光的折射率为 B.光导纤维对该单色光的折射率为2 C.该单色光在光导纤维中传播的时间t= D.该单色光在光导纤维中传播的时间t= 10.某玻璃砖的横截面是底角为45°的等腰梯形,如图所示,一束由红、绿两色组成的复色光从AB边中点E平行于BC边射入后,两种色光在BC边均发生全反射后再从CD边射出玻璃砖,其中的红光的射出点是CD边中点F.除了全反射,不考虑光在玻璃砖内的多次反射,则下列说法正确的是 (　) A.绿光在CD边的出射点在F点下方 B.绿光在CD边出射的方向与BC平行 C.绿光在玻璃砖内传播的时间一定比红光要长 D.绿光在玻璃砖内传播的时间可能和红光相等 三、非选择题(本题共5小题,共60分) 11.(6分)[2026·安徽临泉田家炳中学高二月考] 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示. (1)(2分)下列措施能够提高实验准确度的是　　　　.(填选项前的字母)  A.P3和P4之间的距离适当减小 B.P1、P2连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当增大 C.选用宽度较大的玻璃砖 D.平行移动玻璃砖在纸上的位置 (2)(2分)该同学在插P4针时不小心插得偏左了一点,则折射率的测量值　　　　(选填“偏大”“不变”或“偏小”).  (3)(2分)另一同学操作正确,根据实验记录在白纸上画出光线的径迹,过入射光线上A点作法线NN'的平行线交折射光线的反向延长线于B点,再过B点作法线NN'的垂线,垂足为C点,如图乙所示,其中OB∶OA∶BC=3∶2∶,则玻璃的折射率n=　　.  12.(10分)(1)(1分)小萌同学正在用双缝干涉实验仪测量光的波长,在光具座上正确安装好仪器后,他在测量端观察的同时,不断调节仪器的A部件(如照片所示),这样做的目的是　　　　;(填选项前的字母)  A.使各部件的中心在同一直线上 B.使单缝与双缝相互平行 C.使观察到的图样呈现在视野中央 (2)(3分)若该同学分别用间距d1=0.20 mm和d2=0.25 mm的双缝来完成实验,你认为在测量头内观察到单色光的干涉条纹是　　　　和　　　　(填选项),其中对应双缝间距d1的是　　　　(填选项);  A　B　C　D　E　F (3)(6分)某同学使用间距为0.20 mm的双缝进行实验,调节双缝与屏之间的距离至100.00 cm,当十字叉丝与第k个亮条纹中心重合时,测量头刻度如图甲所示(已加箭头标注),对应的读数为　　　　,当十字叉丝与第(k+3)个亮条纹中心重合时,测量头刻度如图乙所示(已加箭头标注),对应的读数为　　　　,单色光的波长为　　　　 m(结果保留2位有效数字).  13.(10分)如图所示,一根长直棒AB竖直地插入水平池底,水深a=0.8 m,棒露出水面部分的长度b=0.6 m,太阳光斜射到水面上,与水面夹角α=37°,已知水的折射率n=,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)(4分)太阳光射入水中的折射角β; (2)(6分)棒在池底的影长l. 14.(16分)[2025·安徽合肥一中高二月考] 如图所示,AOB是某新型材料制成的透明砖块的横截面图,其顶角θ=44°,今有一细束单色光在横截面内从OB边上的D点射入砖块,光线直接到达AB面且恰好未从AB面射出.经AB反射后垂直OA的方向从E点射出砖块,已知OE=OA,cos 53°=0.6,试求: (1)(6分)透明砖块对光线的折射率n; (2)(10分)光线从OB射入时入射角的正弦值. 15.(18分)[2026·湖北华师一附高二月考] 中国空间站上有一个水球处于微重力环境下,如果向水球中心注入空气,并形成球形气泡,使得水球内外两球面球心均在O点,如图所示.一束单色光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中.已知水的折射率为,内球面半径为3R,外球面半径为5R,真空中光速为c,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8.求: (1)(8分)光在水中的传播速度v; (2)(10分)能使光在内球表面上刚好发生全反射时的入射角i. 学科网（北京）股份有限公司 $ 章末素养测评(四) 1.B　[解析] 发生多普勒效应是因为波源和观察者之间的相对位移发生了变化,并不是波源的频率发生了变化,故A项错误;由于反射光是偏振光,拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一片偏振滤光片可以减小玻璃表面反射光的强度,故B项正确;激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点,故C项错误;光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象,故D项错误. 2.B　[解析] 光在自行车后尾灯内部发生了全反射,因此看起来特别明亮,故选B. 3.C　[解析] 用激光束照射圆孔和不透明圆板后,圆孔形成明暗相间的、不等亮、不等间距的圆环,不透明圆板背后阴影中心有一个亮斑,则知甲图是光线射到圆孔后的衍射图样,乙图是光线射到圆板后的衍射图样,故C正确,A、B、D错误. 4.A　[解析] 根据n=,可知,三束光的入射角相同,折射角关系为rB>rC>rD,可知折射率关系为nB<nC<nD,根据v=,可知在玻璃内的传播速度关系为vB>vC>vD,因在玻璃内的传播距离xB<xC<xD,根据t=,可知t1<t2<t3,故选A. 5.C　[解析] 光线进入玻璃砖后的光路图如图所示.在OB面上,折射角r=45°,根据折射定律得=n,则入射角i=30°,根据几何关系得2α=r-i=15°,所以α=7.5°,根据直角三角形的知识得OP=rsin 7.5°,故选C. 6.D　[解析] 棱镜对光线的折射率为n==,光线在O点恰好发生全反射,入射角等于临界角C,则有sin C==,则光束在棱镜中传播的距离为s=+R=R,则传播时间为t==,故选D. 7.B　[解析] 屏上的P点为中央亮条纹,说明P点两狭缝的距离差等于0,Q为第一级亮条纹,说明Q点到a、b两狭缝的距离差等于波长的一倍,用波长为1.5λ的光实验时,P点到两狭缝的距离差仍为0,所以P点还是亮条纹,Q点到两狭缝的距离差仍为λ,所以Q点既不是亮条纹也不是暗条纹,在第一级暗条纹和第一级亮条纹之间,可知,第一级亮条纹向上稍微移动一些,故A错误,B正确;用波长为的光实验时,Q点到两狭缝的距离差仍为λ,且该距离差等于波长的两倍,此时Q点为第二级亮条纹,所以P、Q间还有一条亮条纹,故C、D错误. 8.ACD　[解析] 三个图均为衍射图样,故A正确,B错误;由前两个图样比较可知,入射光的频率相同,狭缝越窄,中央亮纹的宽度越宽,故C正确;红光的波长大于蓝光的波长,由第一个和第三个图样比较可知,狭缝宽度不变,入射光的波长越长,中央亮条纹越宽,故D正确. 9.AC　[解析] 单色光垂直于端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射,由几何关系可得sin C==,解得n=,故A正确,B错误;单色光在光导纤维中的传播光路图如图所示,单色光在外侧发生全反射,与内侧恰好相切,由几何关系可得总光路长为3R,所以单色光在光导纤维中的传播时间t=,v=,解得t=,故C正确,D错误. 10.BC　[解析] 画出光路图,由于红光经过左边中点E,又经过右边中点F,根据对称性可知,红光从AB边进入玻璃砖后射到BC边的中点G,发生全反射,平行于BC边射出,同一介质对绿光的折射率大于对红光的折射率,所以绿光在E点的出射角小于红光在E点的出射角,通过光路图,容易看出绿光从右边射出的出射点在F的上方,A错误;射出玻璃砖时,由几何关系可知F点出射角与E点入射角相等,所以绿光出射光线也平行于BC边,B正确;设光在E点折射角为 γ,根据折射定律有n=,设AB与CF'间的距离为d,则光在玻璃砖内传播的时间t==,因为n绿>n红>1,所以2γ绿<2γ红<90°,绿光在玻璃砖内传播的时间一定比红光的长,C正确,D错误. 11.(1)BC　(2)偏小　(3)1.5 [解析] (1)为减小作图误差,P3和P4之间的距离应适当增大,A项错误;P1、P2连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当增大,折射现象更明显,误差较小,B项正确;光在宽度较大的玻璃砖中的传播路程较长,入射点与出射点之间的距离较大,角度测量较准确,误差越小,C项正确;平行移动玻璃砖在纸上的位置,会使测量出现误差,D项错误. (2)P4针插得偏左一点会导致出射光线在玻璃砖上的出射点右移,从而导致折射角的测量值偏大,根据n=可知,折射率的测量值偏小. (3)由几何知识得sin ∠AOC=,sin ∠BOC=,则玻璃的折射率n===1.5. 12.(1)B　(2)E　F　E　(3)2.76 mm　11.16 mm　5.6×10-7 [解析] (1)调节仪器的A部件是为了保证单缝与双缝相互平行,故选B. (2)因为单色光的干涉条纹与单缝和双缝都平行,应沿竖直方向,分划板中心刻度应对准干涉条纹的中心,故选E和F.根据Δx=λ,可知d越小,则条纹间距越大,所以对应于d1的是E. (3)图甲对应的读数为2 mm+38×0.02 mm=2.76 mm,图乙对应的读数为11 mm+8×0.02 mm=11.16 mm,则条纹间距为2.80 mm,根据Δx=λ,可计算出λ=5.6×10-7 m. 13.(1)37°　(2)1.4 m [解析] (1)根据折射定律有n= 解得β=37° (2)影长l=btan (90°-α)+atan β=1.4 m 14.(1)　(2) [解析] (1)光路图如图甲所示 因光线恰好未从AB面射出,所以AB面入射角为临界角C,根据反射定律和几何关系有sin C== 得C=53° 由sin C= 得n= (2)光路图如图乙所示 设OB面入射角、折射角分别为θ1、θ2,由几何关系和折射定律得 θ2=180°-2C-θ=30° n= 解得sin θ1= 15.(1)c　(2)37° [解析] (1)根据公式n= 可得v==c (2)光在内球面上恰好发生全反射时的光路如图所示 因为sin C== 所以sin ∠ABO=sin C= 对△ABO,由正弦定理可得= 解得sin r= 光在外球面折射有n= 所以sin i=nsin r=×= 解得i=37° 学科网（北京）股份有限公司 $