第四章 光及其应用（单元分层自测·能力提升卷）物理粤教版选择性必修第一册

2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测 第四章 光及其应用·能力提升 （满分100分，考试用时75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 5．测试范围：选择性必修一第一章。 6．难度系数：0．85。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1．如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，分别用紫、绿、黄、红四种单色光从空气中以相同入射角斜射到平行玻璃砖上表面，从下表面射出的光线相对入射光线侧移量最大的是（     ） A．紫光 B．绿光 C．黄光 D．红光 【答案】A 【详解】光的散射图像如图所示 可知入射光和折射光之间的偏折角，红光<黄光<绿光<紫光。 偏折角为折射光线与原来入射光线延长线之间的夹角，如图所示 平行玻璃砖中的折射图像如图所示 偏折角越大，折射角越小，侧移量越大。 所以，紫光从下表面射出的光线相对入射光线侧移量最大。 故选A。 2．如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹，下列说法正确的是（　　） A．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 B．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距相同 C．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 D．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距相同 【答案】A 【详解】该彩色条纹是薄膜干涉现象：入射光分别在肥皂膜的前表面、后表面反射，两束反射光满足相干条件发生干涉，不同位置液膜厚度对应不同的光程差，从而形成干涉条纹；重力作用下肥皂膜的厚度并非均匀变化，越靠下的位置，液膜厚度随竖直向下的距离增加得越快。根据薄膜干涉的亮纹条件，相邻亮纹对应的液膜厚度差是固定值，厚度变化越快的区域，要达到相同的厚度差所需的竖直距离就越小，因此自上而下相邻条纹的间距越来越小 故选A。 3．某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（     ） A．双缝的作用是获得线光源 B．单缝的作用是获得相干光源 C．双缝间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少 D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越少 【答案】D 【详解】A．单缝用于从普通光源中获得线光源，双缝使同一单缝发出的光形成相干光源，故A错误； B．单缝不能直接获得相干光源，相干光源由双缝获得，故B错误； CD．双缝干涉条纹的间距为，在，不变时，越小，越大，测量头的固定范围内条纹数越少，故C错误，D正确。 故选D。 4．冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在空气中，光的波长较小 B．冰晶对光的折射率较大 C．光在冰晶中的传播速度较大 D．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大 【答案】D 【详解】B．、两种单色光进入冰晶时，入射角相同，但b光的偏折程度大，故冰晶对b光的折射率较大，故B错误； A．因冰晶对b光的折射率较大，故b光的频率较大，由可知，在空气中b光的波长较小，故A错误； C．根据可知，光在冰晶中的传播速度较小，故C错误； D．根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大，故D正确。 故选D。 5．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，竖直放置的铁丝框上附有肥皂膜，用黄色平行光照射面，在面左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，若将黄光照射变为紫光，则条纹间距变大 C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆孔发生衍射产生的 【答案】A 【详解】A．肥皂膜厚度不均，黄色平行光照射时，来自薄膜前、后表面的反射光叠加会发生干涉，在面左侧可看到干涉条纹，故A正确； B．紫光的波长小于黄光，干涉条纹间距随波长减小而减小，故B错误； C．光通过偏振片后成为偏振光，转动偏振片会改变两片偏振片透振方向的夹角，光屏上的光强随之改变，故C错误； D．泊松亮斑是平行光绕不透明小圆板发生衍射形成的，不是光通过小圆孔形成的，故D错误。 故选A。 6．汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图，激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处，入射角为时恰好发生全反射，反射光被接收器Q接收，接收器Q内装有光敏传感器。下列是对智能雨刮器工作原理的一些理解和判断，你认为不正确的是（     ） A．可算出前挡玻璃折射率等于 B．当外界有雨落在点处时，不能发生全反射现象 C．当外界有雨落在点处时，Q接收的反射光光强将变弱 D．若光源P发出的光频率提高，雨刮器启动的灵敏度会提高 【答案】D 【详解】A．光从玻璃射向外侧空气时恰好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角，根据全反射临界角公式，可得玻璃折射率，故A正确； B．当N点落有雨水时，界面从“玻璃-空气”变为“玻璃-水”，水的折射率大于空气折射率，全反射的临界角条件变为​​，新的临界角远大于原来的入射角，此时入射角小于新临界角，无法发生全反射，故B正确； C．N点落雨时，原本全反射的光有一部分会折射进入水滴，从玻璃反射回接收器Q的光能量减少，因此Q接收的反射光光强变弱，故C正确； D．光的频率提高时，玻璃对该光的折射率会增大，由临界角公式可知，全反射临界角会变小。原本的入射角是原频率光的临界角，频率提高后大于新的临界角，即使没有雨水也会满足全反射条件，落雨时需要更厚的水层才能破坏全反射，雨刮器的触发灵敏度会降低而非提高，故D错误。 题目要求选择不正确的选项，故选D 。 7．如图，某大型音乐喷泉广场建有一个蓄水深度的景观安全水池，水的折射率为，池底有一景观灯，灯可视为点光源。则水面上圆形“发光”区域的面积为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】光从水射向空气，发生全反射的临界角C满足公式 设水面圆形发光区域的半径为r，如图所示 由几何关系可知 代入数据解得 发光区域面积 故选C。 二、多选题（共3小题，每题6分，少选得3分，错选不得分，共18分） 8．工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凹陷 B．a光的频率小于b光的频率 C．若将图1中的薄片稍微右移，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，b光发生的衍射现象比a光更明显 【答案】BC 【详解】A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，A错误； B．图2中a的条纹间距宽，说明a的波长大于b的波长，根据知a的频率小于b 的频率，B正确； C．设空气薄膜的倾角为，根据几何关系可得 可得条纹间距为 若将图1中的薄片向右移动少许，则增大，图2中条纹间距变窄，故C正确; D．衍射明显程度与波长有关，波长越长，衍射越明显,a光波长较大，因此a光衍射比b光更明显，D错误。 故选BC。 9．如图为太阳光入射球形雨滴经过折射和反射形成彩虹的示意图，关于光线1和光线2，下列说法正确的是（     ） A．光线1的频率更大 B．光线1从玻璃进入空气时更容易发生全反射 C．用相同单缝做衍射实验时，光线2的衍射条纹间距更大 D．用相同双缝做杨氏干涉实验时，光线1的干涉条纹间距更大 【答案】ABC 【详解】A．由图可知，光线1的偏折更明显，说明其折射率更大，所以光线1的频率更大，故A正确； B．全反射临界角满足 由于光线1的折射率更大，故其全反射临界角小，更容易发生全反射，所以光线1从玻璃进入空气时更容易发生全反射，故B正确； C．光的波长满足 因为光线1的频率大，所以光线1的波长小，光线2的波长大。衍射现象的明显程度、衍射条纹间距随波长增大而变大，所以光线2的衍射条纹间距更大，故C正确； D．双缝干涉的条纹间距满足 可知波长越小，干涉条纹间距越小，因此光线1的干涉条纹间距更小，故D错误。 故选ABC。 10．如图所示，a、b两束单色光沿相同方向从同一点P正对圆心O射入半圆形玻璃砖，其中a光刚好发生全反射，b光沿图示方向射出，角，则下列说法正确的是（     ） A．a光的折射率小于b光的折射率 B．在玻璃砖中，a光传播速度小于b光传播速度 C．a光的波长小于b光的波长 D．单色光a的折射率为 【答案】BC 【详解】AD．设两束光在玻璃中的入射角均为，由题意 光刚好发生全反射，说明光的入射角等于其临界角，即，因此 解得 光没有发生全反射，发生折射，设出射角为，由题图 由折射定律 解得 因此光的折射率大于光的折射率，，故AD错误； B．由可知，折射率越大，光在介质中的传播速度越小，由，所以，故B正确； C．折射率越大，光的频率越大，由可知，光的频率越大，在真空中波长越短。因此光波长小于光波长，故C正确。 故选BC。 3、 非选择题（共54分） 11．光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 (1)观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的_____现象，这个现象说明光是横波。 (2)某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方体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。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。 下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是_____。 A．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B．正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C．实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 (3)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)偏振 (2)BC (3) 变大 不变 【详解】（1）[1]3D电影利用了光的偏振现象。荧幕上偏振方向不同的光，通过对应的偏振方向不同的左右镜片，使得进入左右眼的图像不同，进而形成立体视觉。 （2）[2] A．A项中的操作会使折射角的测量值偏大，如图所示，由折射率 导致玻璃砖折射率的测量值偏小，故A错误； B．B项中的操作折射角的测量值不变，如图所示，对玻璃砖折射率的测量值没有影响，故B正确； C．C项中的操作对玻璃砖折射率的测量值没有影响，如图所示，故C正确； D．D项中的操作可能会对玻璃砖折射率的测量值产生影响，如图所示，对于从射出的光线，若在出射点c左侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏小，若中间光线是出射光线则玻璃砖折射率的测量值准确，若在出射点c右侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏大，故D错误。 故选BC。 （3）[3][4]根据双缝干涉条纹间距 可知增大双缝到屏的距离，相邻两亮条纹间距变大；为双缝间距而不是单缝与双缝间距，所以增大单缝与双缝间距对无影响，相邻两亮条纹间距不变。 12．“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 (1)有关该实验的说法正确的是________（填标号）。 A．如果光在界面的入射角偏大，光可能不会进入玻璃砖 B．不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出 C．可以用铅笔沿玻璃砖的边缘画边界线和 (2)另一位同学在“测量玻璃的折射率”实验中，画出的玻璃砖界面、如图乙所示（玻璃砖两边界均与和平行）。其他操作均正确，该同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)入射光线和出射光线之间的距离叫做平行玻璃砖的侧移距离，如图丙所示，侧移距离随折射率的增大而________（填“增大”“减小”或“不变”）；随玻璃砖厚度的增大而________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)偏小 (3) 增大 增大 【详解】（1）A．发生全反射的条件必须是：①光由光密介质射向光疏介质的交界面时；②入射角大于临界角。所以即使光在界面的入射角偏大，光也不会发生全反射，而一定会折射进入玻璃砖，故A错误； B．因为和平行，从射出的光线一定平行于从射入的光线，所以不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出，故B正确； C．用铅笔沿玻璃砖的边缘画边界线和属于不规范操作，容易损坏玻璃砖光学面，故C错误。 故选B。 （2）根据题意画出光路图如下图所示： 图中实线为实际的光路图，虚线为实验中作出的折射光线。从图中可以看出：作出的折射光线相比实际折射光线沿逆时针转动了一个角度，所以折射角的测量值大于真实值，而由于玻璃砖上表面与平行，所以入射角的测量值等于真实值，根据可知，玻璃砖折射率的测量值比真实值偏小。 （3）[1][2]根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入玻璃时，折射率越大，折射角越小，光线在玻璃中传播的路径偏离原来方向的程度越大，那么侧移距离就会增大；而玻璃砖厚度越大，光线在玻璃中传播的水平距离越长，侧移距离也会增大。 13．如图，由、两种单色光组成的复色光，沿半球形透明材料的半径方向入射，折射后分成两种单色光、。其中，光与界面的夹角为30°，光的折射率为，光与法线的夹角为45°，光在空气中的传播速度为，半球形透明材料的半径为。求： (1)光的折射率； (2)光在半球形透明材料中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据折射定律，对b光有 对a光有 解得 （2）根据， 解得光在半球形透明材料中的传播时间 14．如图为空气中两个完全相同的透明半球体介质，半径均为R，底面水平平行错开放置且竖直间距为，其折射率未知，一束单色光与竖直方向成45°角沿半球体甲的半径射入，光线恰好未从半球体甲的底面射出。当该单色光与竖直方向成30°角同样沿半球体甲的半径射入时，射出后恰好射向另一半球体乙底面的圆心处，并从半球体乙射出。求： (1)该介质的折射率n； (2)两半球体球心错开的水平距离s。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，入射光与竖直方向成时，恰好不能从半球体甲的底面射出，即全反射的临界角为 可得介质的折射率为 （2）当入射光与竖直方向成30°时，在半球甲底面发生折射现象，如图所示 设折射角为，根据折射定律有 解得 根据几何关系有 解得 15．在一次家庭物理自主探究活动中，某同学从冰箱冷冻室里取出一块用正方形冰格制成的冰块。该冰块呈规则的正方体，其横截面为正方形ABCD，边长为a。如图所示，他让一束激光从冰块上表面AB的中点M处入射，入射角为60°。激光从M点折射入冰块后，照射到右侧面BC的N点，且在N点恰好发生全反射，随后反射光线从下表面CD上的P点射出，真空中的光速为c。求： (1)该冰块的折射率n； (2)光线在冰块内从M点传播到右侧面BC所用的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线在点的折射角为，在点的入射角为。由折射定律得，在点恰好发生全反射，故临界状态满足 上表面的法线与右侧面的法线互相垂直，因此 结合临界状态的关系可得 将与分别平方后相加，得 所以 （2）真空光速记为。由折射率的速度表达式，冰中光速为 由点处的折射关系可得 点到右侧面的水平距离为，故光线在冰中从点传播到点的路程为 因此所用时间为 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测 第四章 光及其应用·能力提升 （满分100分，考试用时75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 5．测试范围：选择性必修一第一章。 6．难度系数：0．85。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1．如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，分别用紫、绿、黄、红四种单色光从空气中以相同入射角斜射到平行玻璃砖上表面，从下表面射出的光线相对入射光线侧移量最大的是（     ） A．紫光 B．绿光 C．黄光 D．红光 2．如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹，下列说法正确的是（　　） A．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 B．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距相同 C．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距越来越小 D．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距相同 3．某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（     ） A．双缝的作用是获得线光源 B．单缝的作用是获得相干光源 C．双缝间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少 D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越少 4．冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在空气中，光的波长较小 B．冰晶对光的折射率较大 C．光在冰晶中的传播速度较大 D．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大 5．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，竖直放置的铁丝框上附有肥皂膜，用黄色平行光照射面，在面左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，若将黄光照射变为紫光，则条纹间距变大 C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆孔发生衍射产生的 6．汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图，激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处，入射角为时恰好发生全反射，反射光被接收器Q接收，接收器Q内装有光敏传感器。下列是对智能雨刮器工作原理的一些理解和判断，你认为不正确的是（     ） A．可算出前挡玻璃折射率等于 B．当外界有雨落在点处时，不能发生全反射现象 C．当外界有雨落在点处时，Q接收的反射光光强将变弱 D．若光源P发出的光频率提高，雨刮器启动的灵敏度会提高 7．如图，某大型音乐喷泉广场建有一个蓄水深度的景观安全水池，水的折射率为，池底有一景观灯，灯可视为点光源。则水面上圆形“发光”区域的面积为（     ） A． B． C． D． 二、多选题（共3小题，每题6分，少选得3分，错选不得分，共18分） 8．工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凹陷 B．a光的频率小于b光的频率 C．若将图1中的薄片稍微右移，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，b光发生的衍射现象比a光更明显 9．如图为太阳光入射球形雨滴经过折射和反射形成彩虹的示意图，关于光线1和光线2，下列说法正确的是（     ） A．光线1的频率更大 B．光线1从玻璃进入空气时更容易发生全反射 C．用相同单缝做衍射实验时，光线2的衍射条纹间距更大 D．用相同双缝做杨氏干涉实验时，光线1的干涉条纹间距更大 10．如图所示，a、b两束单色光沿相同方向从同一点P正对圆心O射入半圆形玻璃砖，其中a光刚好发生全反射，b光沿图示方向射出，角，则下列说法正确的是（     ） A．a光的折射率小于b光的折射率 B．在玻璃砖中，a光传播速度小于b光传播速度 C．a光的波长小于b光的波长 D．单色光a的折射率为 3、 非选择题（共54分） 11．光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 (1)观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的_____现象，这个现象说明光是横波。 (2)某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方体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。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。 下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是_____。 A．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B．正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C．实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 (3)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”）。 12．“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 (1)有关该实验的说法正确的是________（填标号）。 A．如果光在界面的入射角偏大，光可能不会进入玻璃砖 B．不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出 C．可以用铅笔沿玻璃砖的边缘画边界线和 (2)另一位同学在“测量玻璃的折射率”实验中，画出的玻璃砖界面、如图乙所示（玻璃砖两边界均与和平行）。其他操作均正确，该同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)入射光线和出射光线之间的距离叫做平行玻璃砖的侧移距离，如图丙所示，侧移距离随折射率的增大而________（填“增大”“减小”或“不变”）；随玻璃砖厚度的增大而________（填“增大”“减小”或“不变”）。 13．如图，由、两种单色光组成的复色光，沿半球形透明材料的半径方向入射，折射后分成两种单色光、。其中，光与界面的夹角为30°，光的折射率为，光与法线的夹角为45°，光在空气中的传播速度为，半球形透明材料的半径为。求： (1)光的折射率； (2)光在半球形透明材料中的传播时间。 14．如图为空气中两个完全相同的透明半球体介质，半径均为R，底面水平平行错开放置且竖直间距为，其折射率未知，一束单色光与竖直方向成45°角沿半球体甲的半径射入，光线恰好未从半球体甲的底面射出。当该单色光与竖直方向成30°角同样沿半球体甲的半径射入时，射出后恰好射向另一半球体乙底面的圆心处，并从半球体乙射出。求： (1)该介质的折射率n； (2)两半球体球心错开的水平距离s。 15．在一次家庭物理自主探究活动中，某同学从冰箱冷冻室里取出一块用正方形冰格制成的冰块。该冰块呈规则的正方体，其横截面为正方形ABCD，边长为a。如图所示，他让一束激光从冰块上表面AB的中点M处入射，入射角为60°。激光从M点折射入冰块后，照射到右侧面BC的N点，且在N点恰好发生全反射，随后反射光线从下表面CD上的P点射出，真空中的光速为c。求： (1)该冰块的折射率n； (2)光线在冰块内从M点传播到右侧面BC所用的时间。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测参考答案 第四章 光及其应用·能力提升 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1．A 2．A 3．D 4．D 5．A 6．D 7．C 二、多选题（共3小题，每题6分，少选得3分，错选不得分，共18分） 8．BC 9．ABC 10．BC 3、 非选择题（共54分） 11．（8分）【答案】(1)偏振（2分） (2)BC（2分） (3) 变大 （2分） 不变（2分） 【详解】（1）[1]3D电影利用了光的偏振现象。荧幕上偏振方向不同的光，通过对应的偏振方向不同的左右镜片，使得进入左右眼的图像不同，进而形成立体视觉。 （2）[2] A．A项中的操作会使折射角的测量值偏大，如图所示，由折射率 导致玻璃砖折射率的测量值偏小，故A错误； B．B项中的操作折射角的测量值不变，如图所示，对玻璃砖折射率的测量值没有影响，故B正确； C．C项中的操作对玻璃砖折射率的测量值没有影响，如图所示，故C正确； D．D项中的操作可能会对玻璃砖折射率的测量值产生影响，如图所示，对于从射出的光线，若在出射点c左侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏小，若中间光线是出射光线则玻璃砖折射率的测量值准确，若在出射点c右侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏大，故D错误。 故选BC。 （3）[3][4]根据双缝干涉条纹间距 可知增大双缝到屏的距离，相邻两亮条纹间距变大；为双缝间距而不是单缝与双缝间距，所以增大单缝与双缝间距对无影响，相邻两亮条纹间距不变。 12．（8分）【答案】(1)B（2分） (2)偏小（2分） (3) 增大（2分） 增大（2分） 【详解】（1）A．发生全反射的条件必须是：①光由光密介质射向光疏介质的交界面时；②入射角大于临界角。所以即使光在界面的入射角偏大，光也不会发生全反射，而一定会折射进入玻璃砖，故A错误； B．因为和平行，从射出的光线一定平行于从射入的光线，所以不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出，故B正确； C．用铅笔沿玻璃砖的边缘画边界线和属于不规范操作，容易损坏玻璃砖光学面，故C错误。 故选B。 （2）根据题意画出光路图如下图所示： 图中实线为实际的光路图，虚线为实验中作出的折射光线。从图中可以看出：作出的折射光线相比实际折射光线沿逆时针转动了一个角度，所以折射角的测量值大于真实值，而由于玻璃砖上表面与平行，所以入射角的测量值等于真实值，根据可知，玻璃砖折射率的测量值比真实值偏小。 （3）[1][2]根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入玻璃时，折射率越大，折射角越小，光线在玻璃中传播的路径偏离原来方向的程度越大，那么侧移距离就会增大；而玻璃砖厚度越大，光线在玻璃中传播的水平距离越长，侧移距离也会增大。 13．（12分）【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据折射定律，对b光有（2分） 对a光有（2分） 解得（2分） （2）根据，（4分） 解得光在半球形透明材料中的传播时间（2分） 14．（13分）【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，入射光与竖直方向成时，恰好不能从半球体甲的底面射出，即全反射的临界角为（3分） 可得介质的折射率为（2分） （2）当入射光与竖直方向成30°时，在半球甲底面发生折射现象，如图所示 设折射角为，根据折射定律有（2分） 解得（2分） 根据几何关系有（2分） 解得（2分） 15．（13分）【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线在点的折射角为，在点的入射角为。由折射定律得，在点恰好发生全反射，故临界状态满足（2分） 上表面的法线与右侧面的法线互相垂直，因此（2分） 结合临界状态的关系可得（1分） 将与分别平方后相加，得 所以（1分） （2）真空光速记为。由折射率的速度表达式，冰中光速为（2分） 由点处的折射关系可得（2分） 点到右侧面的水平距离为，故光线在冰中从点传播到点的路程为（2分） 因此所用时间为（1分） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $