測(cè)試14（解析版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

第十四章光學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)試卷本試卷分第Ι卷（選擇題）和第Ⅱ（非選擇題）兩部分。滿分：100分；考試時(shí)間：75分鐘注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名．班級(jí)．座號(hào)．準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。2．答選擇題時(shí)，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時(shí)，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書(shū)寫(xiě)；必須在題號(hào)對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)無(wú)效；保持答卷清潔．完整。3．考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷自己保存，以備評(píng)講）。第I卷（選擇題，共43分）單項(xiàng)選擇題：（本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求）1．下列說(shuō)法正確的是（

）A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波 B．光纖通信利用了光的全反射C．同一介質(zhì)對(duì)不同光的折射率相同 D．光學(xué)鏡頭上的增透膜利用了光的衍射【答案】B【詳解】A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波，故A錯(cuò)誤；B．光纖通信利用了光的全反射，故B正確；C．同一介質(zhì)對(duì)不同光的折射率不同，故C錯(cuò)誤；D．光學(xué)鏡頭上的增透膜利用了光的干涉，故D錯(cuò)誤。故選B。2．如圖所示，潛水員看岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，已知圓錐的頂角是，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．水的折射率為B．水的折射率為C．潛水員潛得越深，圓錐的頂角越大D．潛水員潛得越深，圓錐的頂角越小【答案】A【詳解】AB．當(dāng)光線幾乎平行于水面射入水中時(shí)，此時(shí)折射角為水的臨界角，即折射角為，根據(jù)光的折射定律故A正確，B錯(cuò)誤；CD．潛水員潛得越深，水的臨界角不變，即圓錐的頂角不變，故CD錯(cuò)誤。故選A。3．光照射到真空和某介質(zhì)的界面MN上發(fā)生折射，已知入射光線與法線（虛線）的夾角為30o，折射光線與界面MN的夾角也是30o，如圖所示。則以下說(shuō)法正確的是（）A．光是從真空射入介質(zhì)的B．介質(zhì)的折射率為C．介質(zhì)的折射率為D．反射光線與折射光線的夾角為60°【答案】C【詳解】A．由圖可知，光線的入射角為30°，折射角為60°，折射角大于入射角，故光線由介質(zhì)進(jìn)入真空，A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)折射定律得B錯(cuò)誤，C正確；D．反射角等于入射角，則反射光線與界面的夾角為60°，反射光線與折射光線的夾角為90°，D錯(cuò)誤。故選C。4．平行板玻璃磚橫截面如圖，上下表面足夠大，在該截面內(nèi)有一束復(fù)色光從空氣斜射到玻璃磚的上表面，從下表而射出時(shí)分為a、b兩束光，則（）A．分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大B．在玻璃中傳播時(shí)，b光的傳播速度較大C．以相同的入射角從水中斜射入空氣，a光的折射角大D．增大入射光在上表面的入射角，可能只有一種光從下表面射出【答案】A【詳解】A．作出光路圖如圖所示由圖可知，光線進(jìn)入玻璃磚時(shí)，b光的偏折程度較大，則玻璃磚對(duì)b光的折射率較大，b光的頻率較大，波長(zhǎng)較小；根據(jù)由于a光的波長(zhǎng)較大，則通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大，故A正確；B．在玻璃中傳播時(shí)，根據(jù)由于玻璃磚對(duì)b光的折射率較大，所以b光的傳播速度較小，故B錯(cuò)誤；C．以相同的入射角i從水中斜射入空氣，根據(jù)，由于a光的折射率小，所以a光的折射角r小，故C錯(cuò)誤；D．由于玻璃磚上下表面平行，所以光線在上表面的折射角等于下表面的入射角，根據(jù)光路可逆性，增大入射光在上表面的入射角，兩種光都可以從下表面射出，故D錯(cuò)誤。故選A。5．如圖為水流導(dǎo)光實(shí)驗(yàn)，出水口受激光照射，下方桶中的水被照亮，不計(jì)空氣阻力，則（）A．激光在水和空氣中傳播的速度大小相等 B．激光在水與空氣的界面上發(fā)生了全反射C．水在空中的速度大小均勻變化 D．水在空中的速度方向變化越來(lái)越快【答案】B【詳解】A．光在介質(zhì)中的速度為，故激光在水中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度，故A錯(cuò)誤；B．水流導(dǎo)光的原理為光在水中射到水與空氣分界面時(shí)入射角大于臨界角，發(fā)生了全反射，故B正確；C．水在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度不變，豎直速度均勻增大，但合速度大小不是均勻增大，故C錯(cuò)誤；D．平拋運(yùn)動(dòng)加速度豎直向下，得知速度變化的方向豎直向下，所以任意兩段時(shí)間內(nèi)速度變化方向相同，故D錯(cuò)誤。故選B。6．一半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，半圓的半徑為R、圓心為O。一光線DE沿橫截面從直徑AB上的E點(diǎn)以入射角經(jīng)玻璃磚折射后，射到圓弧AB上的F點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）恰好發(fā)生全反射。已知玻璃磚對(duì)該光線的折射率，則O、E兩點(diǎn)間的距離為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】光路圖如圖所示根據(jù)折射定律可得可得又由于在F點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，因此可得臨界角數(shù)據(jù)如圖中所示，根據(jù)正弦定理可得可得O、E兩點(diǎn)間的距離故選A。7．如圖邊長(zhǎng)為a的立方體透明材料中心處安裝一紅色點(diǎn)光源，點(diǎn)為上表面的中心，透明材料對(duì)該單色光的折射率為，光在真空中的傳播速度為c，不考慮二次反射，則（）A．在點(diǎn)觀察到的深度為aB．光從立方體中射出需要的最短時(shí)間為C．光從立方體射出的區(qū)域面積占立方體表面積的D．若點(diǎn)光源發(fā)出藍(lán)光，透明材料表面有光出射的區(qū)域面積將增大【答案】B【詳解】A．根據(jù)視深公式可得，在點(diǎn)觀察到的深度為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)公式可得，光在立方體中的傳播速度為由題意可知，光在立方體中傳播的最短距離為則光從立方體中射出需要的最短時(shí)間為故B正確；C．根據(jù)題意，由公式可得則由幾何關(guān)系可得，光從立方體一側(cè)射出的區(qū)域半徑為光從立方體一側(cè)射出的區(qū)域面積為光從立方體射出的區(qū)域面積與立方體表面積的比值為故C錯(cuò)誤；D．藍(lán)光的頻率比紅光的大，透明材料對(duì)藍(lán)光的折射率比紅光的大，由可知，藍(lán)光的臨界角比紅光的小，則透明材料表面有光出射的區(qū)域面積將減小，故D錯(cuò)誤。故選AB。二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）8．下列說(shuō)法正確的是（）A．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體的像比物體所處的實(shí)際位置高B．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射原理來(lái)傳遞信息的C．在光的照射下，玻璃杯裂縫處看上去比周圍明顯亮，是由于光的全反射D．海市蜃樓產(chǎn)生的原因是海面上方上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大【答案】ABC【詳解】A.由于光的折射，當(dāng)水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體的像比物體的實(shí)際位置高，故A正確；B.光纖通信是利用光的全反射原理來(lái)傳遞信息的，故B正確；C.玻璃杯裂縫處在光的照射下，看上去比周圍明顯亮是由于光在裂縫處發(fā)生全反射造成的，故C正確；D.海市蜃樓產(chǎn)生的原因是海面上方上層空氣的折射率比下層空氣的折射率小，故D錯(cuò)誤。故選ABC。9．如圖所示，橫截面為直角三角形的玻璃磚ABC，其中，AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一束單色光從AB邊的中點(diǎn)D垂直射入玻璃磚，恰好在AC面發(fā)生全反射，最后從BC邊上的F點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）射出玻璃磚．已知光在真空中的傳播速度為c，下列說(shuō)法中正確的是（）A．玻璃磚的折射率B．玻璃磚的折射率C．單色光在玻璃磚中傳播的時(shí)間D．單色光在玻璃磚中傳播的時(shí)間【答案】AC【詳解】AB．做出光路圖，如圖所示依題意，可得sin解得故A正確、B錯(cuò)誤；CD．由幾何關(guān)系，可知單色光在玻璃磚中傳播的路程為又解得故C正確、D錯(cuò)誤。故選AC。10．光纖主要由折射率不同的纖芯與外套組成，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)是脈沖光信號(hào)。當(dāng)一個(gè)光脈沖從光纖中輸入，經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)度的光纖傳輸之后，其輸出端的光脈沖會(huì)變寬，這種情況會(huì)降低信號(hào)傳輸質(zhì)量。引起這一差別的主要原因之一是光通過(guò)光纖纖芯時(shí)路徑長(zhǎng)短的不同（如圖），沿光纖軸線傳輸?shù)墓饫w用時(shí)最短，在兩種介質(zhì)界面多次全反射的光線用時(shí)較長(zhǎng)。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，我們研究一根長(zhǎng)直光纖，設(shè)其內(nèi)芯折射率為，外套折射率為。在入射端，光脈沖寬度（即光持續(xù)時(shí)間）為t，在接收端光脈沖寬度（即光持續(xù)時(shí)間）為，（）A．外套材料的折射率變小，與t的差值不變B．內(nèi)芯材料的折射率越大，光脈沖將越不容易從外套“漏”出C．入射光波長(zhǎng)變短，與t的差值不變D．光纖的直徑變小，與t的差值不變【答案】BD【詳解】B.根據(jù)可知內(nèi)芯材料的折射率越大，全反射的臨界角C越小，越容易發(fā)生全反射，則光脈沖將越不容易從外套“漏”出，故B正確；ACD.設(shè)光纖的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則光通過(guò)光纖軸線傳輸用時(shí)最短，光在光纖中的速度則最短時(shí)間有設(shè)光從左端面以入射，折射角為，在側(cè)面發(fā)生全反射時(shí)的入射角和反射角為，如圖所示：如果就是光在光導(dǎo)纖維全反射的臨界角C，則光在介質(zhì)中的傳播時(shí)間為最長(zhǎng)，則所以光通過(guò)光導(dǎo)纖維所用的最長(zhǎng)時(shí)間為故所以外套材料的折射率變小，與t的差值變大，選用波長(zhǎng)更短的光時(shí)，頻率越大，折射半越大，越大，與t的差值變大，而的表達(dá)式與光纖的直徑無(wú)關(guān)，AC錯(cuò)誤，D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題，共57分）三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共16分）11．（6分）在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖甲），并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L(zhǎng)，接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。（1）分劃板刻線在某條明條紋位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖丙所示，則其讀數(shù)為mm。（2）如圖甲所示組裝儀器時(shí)，a處應(yīng)固定（填“單縫”或“雙縫”）。（3）若取下紅色濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，則在目鏡中，。A．觀察不到干涉條紋

B．可觀察到明暗相間的白條紋

C．可觀察到彩色條紋（4）若實(shí)驗(yàn)中在像屏上得到的干涉圖樣如圖乙，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖乙中A、B位置時(shí)，游標(biāo)尺的讀數(shù)分別為、（），則入射的單色光波長(zhǎng)的計(jì)算表達(dá)式為?！敬鸢浮?1.10單縫C【詳解】（1）[1]此游標(biāo)卡尺精度值為0.05mm，讀數(shù)等于可動(dòng)刻度讀數(shù)與游標(biāo)尺讀數(shù)之和，則有x=31mm+0.05mm×2=31.10mm（2）[2]該實(shí)驗(yàn)為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，組裝儀器時(shí)，圖甲中a為單縫，b為雙縫；（3）[3]若取下紅色濾光片，則出現(xiàn)白光干涉，白光的干涉圖樣為彩色條紋，故AB錯(cuò)誤，C正確。故選C。（4）[4]由圖乙可知根據(jù)可得12．（10分）如圖所示，某同學(xué)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面和。O為直線AO與的交點(diǎn)。在直線OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。(1)該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有A．插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像B．插上大頭針P3，使P3擋住P1的像和P2的像C．插上大頭針P4，使P4僅擋住P3D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像(2)過(guò)P3、P4，作直線交于，過(guò)作垂直于的直線，連接OO'。測(cè)量圖中角α和β的大小。則玻璃磚的折射率n=；(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些問(wèn)題，幾個(gè)同學(xué)發(fā)生了爭(zhēng)論，他們的意見(jiàn)如下，其中正確的是：A．為了提高測(cè)量的精確度，P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些B．應(yīng)該選較寬的玻璃磚，且兩個(gè)側(cè)面一定要平行C．P1、P2之間的距離的大小及入射角的大小跟測(cè)量的精確度無(wú)關(guān)D．如果入射角太大，則反射光過(guò)強(qiáng)，折射光過(guò)弱，不易觀察，因此入射角不宜過(guò)大(4)如圖所示，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將玻璃磚界面和的間距畫(huà)得過(guò)寬。若其他操作正確，則折射率的測(cè)量值準(zhǔn)確值（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮?1)BD(2)(3)AD(4)小于【詳解】（1）為了確定最終的折射光線，實(shí)驗(yàn)中需要先插上大頭針P3，使P3擋住P1的像和P2的像，再插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像。故選BD。（2）根據(jù)折射率的定義式有（3）A．實(shí)驗(yàn)中，為了確定入射光與折射光的位置，提高測(cè)量的精確度，P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，故A正確；B．實(shí)驗(yàn)中，為了確定入射光與折射光的位置，提高測(cè)量的精確度，應(yīng)該選較寬的玻璃磚，但不需要確保兩個(gè)側(cè)面一定要平行，只需要能夠準(zhǔn)確測(cè)量出入射角與折射角，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)中，為了確定入射光與折射光的位置，提高測(cè)量的精確度，P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，為了減小入射角與折射角的測(cè)量誤差，入射角與折射角的大小需要適度大一些，故C錯(cuò)誤；D．如果入射角太大，則反射光過(guò)強(qiáng)，折射光過(guò)弱，不易觀察，因此入射角不宜過(guò)大，應(yīng)該適當(dāng)大一些，故D正確。故選AD。（4）分別用實(shí)線與虛線作出真實(shí)的光路與測(cè)量的光路，如圖所示從處的折射情況來(lái)看，空氣中的折射角相等，介質(zhì)中測(cè)量的入射角大于介質(zhì)中真實(shí)的入射角，根據(jù)折射率的定義式可知，折射率的測(cè)量值小于準(zhǔn)確值。四、解答題（本大題共3小題，共41分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）13．(10分)如圖，光源右側(cè)有一擋板，其上有一狹縫，離所在擋板距離處又有一擋板，與前一擋板平行，其上有兩狹縫、，距離為，離、所在擋板距離為處有一光屏，已知、、、中點(diǎn)都在同一直線上，且。光源發(fā)出光波的波長(zhǎng)為。（1）求屏上干涉條紋間距。（2）在如圖區(qū)域陰影部分加上折射率為的介質(zhì)，請(qǐng)說(shuō)明干涉條紋將如何變化？【答案】（1）；（2）條紋間距不變，零級(jí)條紋向上移了【詳解】（1）S1、S2為兩個(gè)相干光源，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰明紋或相鄰暗紋間距（2）光通過(guò)S1、S2后，波長(zhǎng)與原來(lái)相同，因此條紋間距不變，而由于光在介質(zhì)中波長(zhǎng)變短，因此從S到S1、S2光程差因此原來(lái)零級(jí)亮紋將向上移動(dòng)，原來(lái)中央亮紋的位置，應(yīng)該是第級(jí)亮紋，中央亮紋向上移動(dòng)了14.（14分）如圖所示：橫截面為梯形的透明介質(zhì)ABCD，其中AB邊邊長(zhǎng)，BC邊邊長(zhǎng)，∠A=∠D=90°∠B=60°。單色激光由上表面射向介質(zhì)，從距A為處射入的光線恰好從BC邊的中點(diǎn)射出，且射出的方向與AD邊平行。已知，光在真空中的傳播速度為m/s，不考慮光在介質(zhì)BC邊上的反射。求：（1）透明介質(zhì)的折射率n及入射光線與AB的夾角；（2）在AB邊上哪個(gè)范圍的入射的激光能從DC邊射出及這些光線在介質(zhì)中傳播所用時(shí)間t?！敬鸢浮浚?），30°；（2）距離A為1cm范圍內(nèi)，【詳解】（1）如圖所示光線由BC邊折射后與AD平行，可知光線從BC邊射出的折射角為