第十四单元 单元提升卷《巅峰突破》2026版物理高三一轮单元突破验收卷（含答案解析）

(
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
(
姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
单元提升卷
100分,限时75分钟
一、选择题(本题共9小题,共36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—9题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.水波从深水区进入浅水区,水速变小,其折射规律类似于光的折射,若下图中实线代表波峰,则下列水波折射示意图可能正确的是　 (　　)
　　　　
　　　　
2.某通信工具单端天线长度为载波波长的时,其感应电动势在天线中将达到最大值。如果其需接收信号的载波频率为900 MHz,那么这种工具的天线设计的长度约为 (　　)
A.8 cm　　　　B.33 cm　　　　C.75 cm　　　　D.2.25 m
3.光刻机是制造芯片的核心装备,如图甲所示,它采用类似照片冲印的技术,通过曝光去除晶圆表面保护膜的方式,先将掩膜版上的精细图形印制到硅片上,然后将晶圆浸泡在腐化剂中,失去保护膜的部分被腐蚀掉后便形成电路。某光刻机使用的是真空中波长为13.5 nm的极紫外线光源(EUV),如图乙所示,在光刻胶和投影物镜之间填充了折射率为1.8的液体用于提高光刻机投影精细图形的能力,则该紫外线由真空进入液体后 (　　)
　
A.光子能量减小　　　　B.传播速度不变
C.波长变为7.5 nm　　　　D.更容易发生明显衍射
4.如图,将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,使两玻璃表面之间形成一个倾角θ很小的劈形空气薄膜,光从上方入射后,从上往下看到的干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差恒定。由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下,相邻明条纹或暗条纹的间距Δx与倾角θ(单位为rad)的关系图像可能正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　
5.隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征,使雷达难以发现、识别和跟踪。飞机隐身的途径主要有两种:一是改变飞机的外形和结构,减小回波;二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01 m~0.1 m之间的厘米波,隐形飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同,因此在常规雷达的屏幕上几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1 m~10 m之间的米波,与隐身飞机的外形尺寸相匹配,从而发生谐振,大大增强了飞机回波信号的能量,使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是 (　　)
A.米波不能产生偏振现象
B.米波的频率约为厘米波频率的10倍
C.米波的传播速度小于厘米波的传播速度
D.常规雷达的分辨率比米波雷达的更高
6.一工件由某种透明材料制作而成,其横截面如图所示。圆弧CD所对应的圆心角为60°,圆心O在AB边的中点。若将C、D用直线连接,则ABCD为矩形。AB长度和圆弧的半径均为d,一水平向左的光线射到圆弧面上的C点,折射后恰好射到A点,则该透明材料的折射率为 (　　)
A.　　　　B.　　　　C.1.5　　　　D.
7.厚度不计的透明圆柱形玻璃杯中,装有适量的两种密度不同且不相溶的透明液体1和2,液体稳定后界面清晰,液体1的密度小于液体2的密度,红光在液体1中的速度与蓝光在液体2中的速度相等,现将一根筷子竖直插入到玻璃杯左侧,由于光的折射,从侧面观察会发现筷子折断的现象,以下四个图中正确的是 (　　)
　　　　
　　　　
8.一种“光开关”的核心区如图中虚线框区域所示,其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱镜,直角边与虚线框平行,两斜面平行,略拉开一小段距离,在两棱镜之间可充入不同的均匀介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入,若能通过2,则为“开”,否则为“关”。已知棱镜对a光的折射率为1.5。下列说法正确的是 (　　)
A.单色光a在棱镜中的波长是在真空中的波长的1.5倍
B.若a光能通过两块棱镜,则出射光线可能不平行于入射光a
C.若充入的介质相对棱镜是光疏介质,则有可能实现“开”功能
D.若充入的介质相对棱镜是光密介质,则有可能实现“关”功能
9.如图为某新型光导纤维材料的一小段,材料呈圆柱状,其纵截面MNPQ为矩形,MQ为直径。与MNPQ在同一平面内的一束单色光,以入射角α=45°从空气经圆心O射入光导纤维,刚好不从MN射出,下列选项正确的是 (　　)
A.临界角为45°
B.折射率为
C.单色光由空气进入光导纤维后波长变长
D.保持入射角α不变,用频率更高的单色光射入光导纤维,则该单色光一定不会从MN射出
二、非选择题(本题共5小题,共64分)
10.(10分)某小组开展研究性学习,欲根据光学知识,测量一半圆柱体玻璃砖的折射率。具体步骤如下:
(1)如图甲所示,将白纸固定在水平桌面上,两个量角器作一同心圆O,并标上相应的刻度和度数。
(2)将被测量半圆柱体玻璃砖垂直放在白纸上,半圆柱体的圆心和同心圆的圆心对齐,半圆柱体直线边与量角器0刻度线对齐。
(3)用铅笔准确描出玻璃砖底面半圆的轮廓。
(4)用激光笔发出细束激光,对准半圆柱体的圆心沿半径方向入射,分别准确记录入射角i和折射角r,图甲中对应的入射角i=　　　　和折射角r=　　　　。
(5)改变入射角,再次记下入射角i和折射角r,根据多次测量数值,作出 sin r-sin i图像如图乙所示,则玻璃砖的折射率为n=　　　　(结果保留2位有效数字)。
(6)相对误差的计算式为δ=×100%。为了减小i、r测量的相对误差,实验中激光在O点入射时应使入射角　　　　　　(填“适当大一些”或“尽量小一些”),考虑到入射光在半圆柱体的直线边界可能发生　　　　现象,故入射角不能　　　　(填“太大”或“太小”)。
11.(8分)如图甲所示装置中的光源发出某种单色光,某实验小组用该装置观察光的干涉图样,然后进一步测量其波长。
　　
(1)对图甲中a、b两处各自放入的光学器件,以下说法正确的是　　　　。
A.a处放单缝,b处放双缝
B.a处放双缝,b处放单缝
C.单缝和双缝都放在a处
D.单缝和双缝都放在b处
(2)他们把测量头安装好,通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行,如图乙所示。若要使两者平行,该小组同学应如何调节　　　　。
A.仅旋转透镜　　　　B.仅旋转单缝
C.仅旋转双缝　　　　D.仅旋转测量头
(3)装置所用双缝间距为0.2 mm,双缝与毛玻璃屏的距离为80 cm,转动手轮,使分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定义为第1条亮条纹,此时手轮上的读数如图丙所示,读数为　　　　mm,然后继续转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的读数如图丁所示。
(4)此单色光的波长为　　　　nm(结果保留3位有效数字)。
12.(12分)在河中用鱼叉捕鱼时,渔民们都知道不能直接朝看到鱼的方向掷出鱼叉。若图中渔民(其眼睛)在距河面1.8 m处看到视线与水面成37°的方向有一条鱼,鱼在水深为1.6 m的河底,水的折射率为,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。请帮该渔民估算:
(1)鱼与他之间的实际水平距离;
(2)假设鱼叉掷出后做直线运动,为使鱼叉命中目标,他应该瞄准与水面成α角的方向掷出鱼叉,求tan α。
13.(16分)古代学者早已认识到光沿直线传播,战国时期《墨经》中就记载了小孔成倒像的实验。如图,一身高为L的实验者站在水平地面上,距他正前方s处的竖直墙上有一个圆柱形孔洞,其直径为d(d L),深度为h,孔洞距水平地面的高度是实验者身高的一半。由于孔洞深度过大,光屏上成像不完整。现用厚度等于洞深的透明均匀介质填充孔洞,不考虑光在透明介质中的反射。求:
(1)若实验者通过小孔能成完整的像,介质折射率的最小值n1;
(2)若从实验者一侧进入孔洞的光均能成功出射,介质折射率的最小值n2。
14.(18分)MiniLED是“次毫米发光二极管”,指芯片尺寸介于50~200 μm之间的LED器件。液晶电视采用了MiniLED,在屏幕后面设置多个LED灯珠,实现了对屏幕处的精准光控,极大提高了收视效果。图甲、乙为某款电视屏幕和处于屏幕后面的一个灯珠MNPQ示意图,若该LED灯珠是边长为a的正方形,厚度不计,可看成由无数个点光源构成的面光源。已知屏幕厚度为d,其面积足够大,LED光射出屏幕的最短时间为t,真空中的光速为c。
(1)求该屏幕材料的折射率n;
(2)如果折射率控制不好,我们看到的面积比实际灯珠面积大,就会形成光晕,影响收视效果,求该LED灯珠发出的光在屏幕上实际照亮的区域比自身面积大了多少。
　　
答案全解全析
1.B　水波从深水区进入浅水区,水速变小,频率不变,根据v=fλ可知,波长变小。故选B。
2.A　这种通信工具接收信号的载波波长λ== m,这种通信工具天线的理论长度L=λ≈8 cm,故选A。
3.C　紫外线由真空进入液体后,频率不变,根据公式E=hν可知光子能量不变,故A错误;由于频率不变,传播速度减小,波长变短,根据公式可得λ=λ0=×13.5 nm=7.5 nm,故B错误,C正确;由于波长变短,所以更不容易发生明显衍射,故D错误。故选C。
归纳总结　同一种光在不同介质中的频率相同,由n=可知同一种光在不同介质中的传播速度不同,由n=和v=λf可得λ=,即同一种光在不同介质中的波长与两种介质的折射率成反比。
4.D　设任意相邻明条纹或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差为d,根据几何关系可得 sin θ=,由于任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定,又倾角θ很小,则有θ≈sin θ=,可得Δx=,故选D。
5.D　米波是电磁波,能产生偏振现象,故A错误;由c=λf,可得米波的频率与厘米波的频率之比f米∶f厘米=1∶100,故B错误;米波的传播速度等于厘米波的传播速度,故C错误;雷达的分辨率与其所使用的频率有着密切关系,频率越高,分辨率也就越高,所以常规雷达的分辨率比米波雷达的更高,故D正确。故选D。
6.A　光路如图所示,由几何关系可知,入射角为60°,由正弦定理有=,由光的折射定律有n=,解得n=,故选A。
一题多解　光路如图所示,入射角为i=60°,由几何关系可知BC= tan 60°=d、AC==d,则sin ∠ACB==、 cos ∠ACB==,折射角r的正弦为sin r=sin (∠ACB-∠OCB)=sin (∠ACB-30°)=sin ∠ACB·cos 30°-cos ∠ACB·sin 30°,解得sin r=,所以折射率为n===,故选A。
7.A
思路点拨　(1)由图可知,从光密介质射向光疏介质,筷子的像向左偏移。
(2)只要判断液体1的折射率与液体2的折射率大小关系即可判断筷子的像向哪边偏移。
解析　红光的波长大于蓝光的,在同种介质中红光的速度大于蓝光的,根据v=可知,介质的折射率越大,光在其中的传播速度越小。在液体1中有v红1=,在液体2中,有v红2=,v蓝2=,因为v红1=v蓝2,所以n红1=n蓝2,又因为n红2解后复盘
v= n红28.BC　由光在介质中的速度与折射率的关系v=,速度与波长的关系v=λf可得λ==,c和频率f不变,故a在棱镜中的波长变为在真空中的,A错误。如果充入的介质折射率与棱镜相同,则传播方向一定不改变,如果充入的介质折射率与棱镜不相同,则传播方向一定改变,因此若a光能通过两块棱镜,则出射光线可能不平行于入射光a,B正确。若充入的介质相对棱镜是光疏介质,单色光a在1的斜边有可能发生全反射,则出射光线不平行于入射光;也可能不发生全反射,则有可能实现“开”功能,C正确。若充入的介质相对棱镜是光密介质,单色光a由光疏到光密,不会发生全反射,一定会进入2区域,则没有可能实现“关”功能,D错误。故选B、C。
9.BD　由于光刚好不从MN射出,则在MN界面的入射角等于临界角C,MQ界面的折射角等于90°-C,则有n=,n=,解得 sin C=> sin 45°=,则有C>45°,即临界角大于45°,A错误;根据上述可以解得n=,B正确;单色光由空气进入光导纤维后,频率不变,传播速度减小,则波长变短,C错误;该光导纤维对频率越高的单色光的折射率越大,临界角越小,若保持入射角α不变,用频率更高的单色光射入光导纤维,则该单色光在MQ界面的折射角变小,根据几何关系可知,该单色光在MN界面的入射角变大,该单色光在MN界面将发生全反射,即若保持入射角α不变,用频率更高的单色光射入光导纤维,则该单色光一定不会从MN射出,D正确。故选B、D。
10.答案　(4)30.0°(1分)　48.0°(1分)　(5)1.5(3分)　(6)适当大一些(1分)　全反射(2分)　太大(2分)
解析　(4)量角器的分度值为1°,需要估读到分度值的下一位,故示数分别为30.0°、48.0°。
(5)由光的折射定律可知,折射率n===1.5。
(6)为了减小入射角和折射角测量的相对误差,实验中激光在O点入射时应尽量使入射角适当大一些,但考虑到入射光在半圆柱体的直线边界可能发生全反射现象,故入射角不能太大。
11.答案　(1)A(2分)　(2)D(2分)　(3)2.330(2分)　(4)652(2分)
解析　(1)因为双缝干涉实验是让单色光经双缝在光屏上形成干涉图样,所以先经单缝形成相干光,再经双缝形成干涉条纹,因此a处放单缝,b处放双缝。故选A。
(2)旋转测量头,分划板的竖线随之旋转,可使分划板的竖线与亮条纹平行。故选D。
(3)由图丙可知,固定刻度的读数为2 mm,可动刻度的读数为33.0×0.01 mm=0.330 mm,此时手轮上的读数为2 mm+0.330 mm=2.330 mm,由图丁可知,固定刻度的读数为15 mm,可动刻度的读数为37.5×0.01 mm=0.375 mm,此时手轮上的读数为15 mm+0.375 mm=15.375 mm。
(4)由双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,又有Δx== mm=2.609 mm,解得λ== mm=6.522 5×10-4 mm≈652 nm。
12.答案　(1)3.6 m　(2)
解析　(1)光路如图所示, (2分)
根据i=90°-θ=53° (1分)
n= (2分)
解得r=37° (1分)
根据几何关系有
OD=DE tan i=2.4 m(1分)
AB=OB tan r=1.2 m(1分)
则鱼与他之间的实际水平距离
AC=AB+OD=3.6 m(1分)
(2)因为CE=CD+DE=3.4 m(1分)
tan α== (2分)
13.答案　(1)　(2)
解析　(1)根据题意作出光路,如图1, (3分)
当孔在人身高一半时,由几何关系可得
sin θ== (2分)
sin α= (2分)
由折射定律有n1== (3分)
(2)若沿墙面进入孔洞的光能成功出射,则可画出光路图如图2, (3分)
根据几何关系有n2== (3分)
解后复盘
找出临界光线,求其临界折射率
(1)要形成完整的像,若从头顶或脚底发出的光射向孔洞边缘且折射光线经过孔洞边缘射出,此时折射率最小,画出光路图。
(2)沿墙面进入孔洞的光能沿孔洞边缘射出,此时折射率最小,画出光路图。
14.答案　(1)　(2)
思路点拨　正方形灯珠(MNPQ)每个顶点处光源能照亮屏幕最远位置连线形成一个扇形,如图所示。
则屏幕上能被照亮的形状如图所示。
解析　(1)从灯珠发出的光垂直穿出屏幕,所走路程最短为d,用时最短。最短时间为t= (2分)
又n= (2分)
解得n= (2分)
(2)如图甲所示,设M端发出的光在屏幕上的A点发生全反射,则n= (2分)
又MB=d tan C (1分)
解得MB= (2分)
能射出的光在屏幕上的形状如图乙所示,扇形的半径R=MB (2分)
则比LED灯珠自身大的面积为
S=πR2+4Ra (2分)
整理得S=+ (2分)
代入可得S= (1分)