《创新课堂》第四章 光 章末检测卷（四）　光 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版）

(共41张PPT)
章末检测卷（四）　光
（满分：100分）
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，只有一项是符合题目要求的）
1. （2025·安徽合肥期中）关于光的干涉、衍射、偏振等现象，下列说法
正确的是（　　）
A. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
B. 光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑是光的衍射现象
C. 白光经过狭窄的单缝得到彩色图样是光的干涉现象
D. 利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明光是纵波
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解析：　衍射是波的特有现象，激光的方向性好，激光仍然能发生衍射
现象，故A错误；光照射不透明圆盘，在它的阴影中心出现亮斑，这是泊
松亮斑，是光的衍射现象，故B正确；白光经过狭窄的单缝得到彩色图样
是光的衍射现象，故C错误；利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明
光是横波，故D错误。
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2. （2025·福建福州期末）某实验小组在光的传播方向上分别放置单缝、
双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是
（　　）
A. 甲是单缝衍射图样
B. 乙是双缝干涉图样
C. 丙是光的偏振现象
D. 丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
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解析：　衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮且宽的条纹，越向
两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则甲是双缝干涉图样，乙是
单缝衍射图样，故A、B错误；单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中
央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，
亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向
外逐渐变亮，可知丙是小圆孔衍射图样，丁是小圆板“泊松亮斑”衍
射图样，故C错误，D正确。
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3. （2025·四川自贡期末）激光被誉为“神奇的光”，关于其应用的说法
错误的是（　　）
A. 激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很
小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B. 激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息
C. 能用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影
响
D. 能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好、方向
性好
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解析：　激光的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空
间某个小区域内产生极高的温度，所以可以用来控制核聚变，故A正确；
激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故B正确；能用激光拦截
导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，故C错误；能利用激光
测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好、方向性好，在传播很
远距离后还可以保持一定的强度，故D正确。
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4. （2025·河南商丘期末）抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，
如图所示，观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗
细的变化（　　）
A. 这里应用的是光的干涉现象
B. 这里应用的是光的直线传播性
C. 如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D. 如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
解析：　由题图可知，这里应用的是光的衍射现象，A、B错误；由光的
单缝衍射现象特点可知，如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细，C错
误，D正确。
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5. （2025·河北保定月考）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光
学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反
射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地
方，这样，指纹模块可接收到明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为
1.33，玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　）
A. 指纹模块接收光线较亮的部位是指纹脊线指纹模块
B. 指纹模块接收光线较暗的部位是干涉减弱的地方光源
C. 没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块不会接收到光信号
D. 手指湿润时，指纹识别率会降低
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解析：在指纹凸部（脊线），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，并不是因为干涉而光线较暗；在指纹凹部（谷线），入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，故A、B错误；没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，故C错误；因玻璃的折射率大于水的折射率，因此手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，故D正确。
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6. （2025·内蒙古锡林郭勒盟期中）如图，一透明圆柱体轴线上有一点光
源向下底面发射红光，下底面恰好有一半的面积有光透出。不考虑二次反
射，则下列做法可以使下底面透出光的面积变大的是（　　）
A. 将点光源向上移动
B. 将点光源向下移动
C. 将点光源向左移动
D. 将点光源发出的光改为绿光
√
解析：　设光线在底面A点刚好发生
全反射，如图所示
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将点光源向上移动，由于全反射临界角不变，则刚好发生全反射底面A点向左移动，即底面透出光的圆形半径变大，则底面透出光的面积变大，故A正确；将点光源向下移动，由于全反射临界角不变，则刚好发生全反射时底面A点向右移动，即底面透出光的圆形半径变小，则底面透出光的面积变小，故B错误；将点光源向左移动，则图中透出光的圆形向左移动，不会使底面透出光的面积变大，故C错误；将点光源发出的光改为绿光，由于绿光的频率大于红光的频率，圆柱体对绿光的折射率大于对红光的折射率，根据全反射临界角公式sin C＝可知绿光发生全反射的临界角小于红光发生全反射的临界角，则底面透出光的圆形半径变小，底面透出光的面积变小，故D错误。
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7. 下列关于各图中情景的说法正确的是（　　）
A. 图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的衍射现象
B. 图乙中，激光切割主要利用了激光的亮度高的特性
C. 图丙中，DNA双螺旋结构的发现利用了干涉现象
D. 图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影是利用了光的衍射现象
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解析：　太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反
射回来的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，故A错误；激光切
割是利用了激光的亮度高的特性，故B正确；DNA双螺旋结构的发现利用
了光的衍射现象，故C错误；戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的
偏振现象，故D错误。
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二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. （2025·湖北武汉月考）对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　）
A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B. 图乙中若只减小屏到挡板的距离l，则相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向
右移动，干涉条纹间距将变大
D. 若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度会发生变化
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解析：　根据光路图可知，由于a光的折射率较小，
入射时折射角较大，根据sin C＝可知临界角较大，
第一次出射时入射角较大，而b光的折射率较大，则
临界角较小，出射时入射角较小，故无法确定哪种
光先发生全反射，A错误；由条纹间距公式Δx＝λ
可知只减小屏到挡板的距离l，相邻亮条纹间距离将减小，B正确；
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图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向右移动，即增大空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距将会变小，C错误；自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D正确。
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9. （2025·重庆北碚区期末）图甲是某物理老师于2024年8月2日下午5点拍
摄的青海湖“日晕”照片，“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云
时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角
形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，设a、b光
在冰晶中折射率为na、nb，临界角为Ca、Cb。下列说法正确的是（　　）
A. na＞nb B. na＜nb
C. Ca＞Cb D. Ca＜Cb
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解析：由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误，B正确；根据全反射临界角公式sin C＝，又na＜nb，可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故Ca＞Cb，故C正确，D错误。
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10. （2025·浙江台州期末）某款手机防窥屏原理如图所示，在透明介质中
有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角
度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相
邻两屏障的正中间。为减小θ角，下列操作可行的是（　　）
A. 仅增大防窥屏的厚度D
B. 仅减小屏障的高度d
C. 仅减小透明介质的折射率n
D. 仅减小相邻屏障的间距L
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解析：　如题图所示，根据折射定律得n＝，
由几何关系得sin r＝，联立解得sin ＝
n，可得视角度与防窥屏的厚度无关，即防窥屏的厚度大，可视角度不变，故A错误；屏障的高度d越小，光线射到界面的入射角越大，则在空气中的折射角越大，则可视角度越大，故B错误；透明介质的折射率越小，则在空气中的折射角越小，则可视角度越小，故C正确；仅减小相邻屏障的间距L，光线射到界面的入射角越小，则在空气中的折射角越小，则可视角度越小，故D正确。
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三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. （6分）（2024·河北高考11题）某同学通过双缝干涉实验测量单色光
的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划
板、手轮、目镜等。
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该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测
量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据，判断单色光1为 （填“红光”或“绿光”）。
绿光　
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解析：设第一条和第六条亮条纹的中心间距为x，则相邻两条亮条纹之间的
距离Δx＝，又双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，则λ＝，由题表中数据可
知x单色光1＝18.64 mm－10.60 mm＝8.04 mm＜x单色光2＝18.08 mm－8.44
mm＝9.64 mm，同一实验装置d和l一定，则λ1＜λ2，又绿光波长小于红光
波长，则单色光1为绿光。
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12. （8分）（2025·黑龙江哈尔滨期中）在做“测定玻璃的折射率”的实
验中。如图a所示，选用的玻璃砖前后两个光学面相互平行，a和a'分别是
玻璃砖与空气的两个界面，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后
在另一侧透过玻璃砖观察，用“·”表示大头针的位置，这样P1、P2确定了
射入玻璃砖的光线，P3、P4确定了射出玻璃砖的光线。
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（1）关于该实验下列说法正确的是 （填选项前字母）。
A. P1、P2大头针连线与a边界夹角越大，误差越小
B. 大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些
C. 如果在界面a处的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
D. 实验时若无量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量
E. 玻璃砖的宽度应小一些
BD　
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解析：P1、P2大头针连线与a边界夹角的余角为入射角，入射角不宜太大也不宜太小，入射角过大会使折射光线亮度变暗，入射角太小则入射角、折射角的测量误差较大。所以P1、P2大头针连线与a边界夹角也不宜过大或过小，故A项错误；为了减小实验误差，所以大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些，故B项正确；如果在界面a处的入射角大于临界角，由于光是从光疏介质进入光密介质，则不会发生全反射，光将仍会进入玻璃砖，故C项错误；实验室若无量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，将角度正弦值之比转化为角度所对应边长度之比，故D项正确；为了减少实验误差，玻璃砖的宽度应适当宽一些，故E项错误。
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（2）小明同学根据a界面测得的入射角θ1和折射角θ2的正弦值画出了如图b
所示的图像，从图像可求得玻璃砖的折射率是 （保留2位有效数
字）。
解析：根据折射率公式得n＝
整理有sin θ2＝sin θ1
结合题图可知，图像的斜率为玻璃砖的折射率的倒数，有k＝，解得n＝
1.5。
1.5　
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（3）如图c所示，若在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移
了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所
画的，则所测得的折射率与真实值相比将 （填“偏大”“偏小”
或“不变”）。
偏大　
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解析：根据题意，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而作光路图界面a仍为开始所画，如图所示。
由图可知，入射角不变，导致折射角偏小，所以测得的折射率与真实值相比将偏大。
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13. （10分）（2025·山东德州期末）如图所示，一架无人机在一个清澈的
湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方h＝1.6 m的高度水平
飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为H＝2 m，湖水的折射率为
n＝，＝1.732，π＝3.14。求：
（1）光线在水面发生全反射的临界角；
答案：45°　
解析：根据全反射临界角公式有sin C＝
解得C＝45°。
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（2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留3位有效数字）
答案：23.8 m2
解析：由图知α＝45°，由折射定律有n＝
由几何知识R＝htan α＋Htan β
面积S＝πR2
解得S＝23.8 m2。
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14. （14分）（2025·四川德阳期中）圆心为О点、半径为R的固定半圆形玻
璃砖的横截面如图甲所示，光屏PQ垂直MN放置，垂足为M，OO'与MN垂
直，一细光束沿半径方向与OO'成θ＝30°角射向O点，光屏PQ区域出现两
个光斑，两光斑间的距离为（＋1）R。
（1）求该玻璃砖的折射率；
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解析：由题意知，细光束在MN界面一部分发生反射，另一部分发生折射，
设折射角为β，光路图如图所示，由几何关系得d2＝
＝＝R
根据题意，两光斑间的距离为（＋1）R，可知d1＝R
由几何关系知β＝45°
根据折射定律得
n＝＝＝。
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（2）用上述玻璃制成如图乙所示的三棱镜，∠A＝60°、∠B＝45°，一
束平行于BC边的单色光从AB边中点D射入，从AC边D'点（图中未画出）射
出，已知光在真空中的速度为c，AB边长为L，求光束在三棱镜中从D传播
至D'的时间。
答案：
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解析：设在AB界面上入射角为θ1，折射角为θ2，则＝n
解得θ2＝30°
设在AC界面上入射角为θ3，折射角为θ4，则＝
由几何关系得θ2＝θ3＝30°
解得θ4＝45°
由图知三角形ADD'为等边三角形，则DD'＝
t＝，n＝
解得光束在三棱镜中从D传播至D'的时间t＝。
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15. （16分）（2025·河北邯郸期末）如图所示为某玻璃材料制作的器件截
面图，其中ABO部分为直角三角形棱镜，∠A＝30°，OBD部分是半径为R
的四分之一圆柱状玻璃体，O点为圆心。一束单色光从P点与AB成30°角
斜射入器件，刚好垂直于OA边射出，射出点离O点的距离为R。现将光
束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BD面上有光线从
Q点射出，Q点未画出。求：
（1）玻璃材料的折射率n；
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解析：如图所示，光线从AB界面的P点进入玻璃棱镜，根据几何关系，可得入射角θ1＝90°－30°＝60°，
由于法线OP与AB垂直，所以折射角θ2＝30°，
根据＝n，得折射率n＝。
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（2）光束从Q点射出的方向与OQ连线夹角的正弦值。
答案：
解析：如图所示，当光线转至水平方向入射，入射
角θ3＝60°，
由折射定律可知n＝，解得折射角θ4＝30°，
折射光线交OD边于F点，
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由题意知∠A＝30°，PC⊥AO，得在OD边界上的入射角为θ5＝60°，
由于发生全反射的临界角为C，则sin C＝＜sin θ5
＝，即C＜θ5，可知在OD界面发生全反射，
已知CO＝R，由几何关系得OF＝OP＝＝R，
在三角形OFQ中，由正弦定理得＝，
由折射定律得n＝，
联立解得sin θ7＝。
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