2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册第四章光全章复习与检测课后练习能力提升(Word版含答案)

第四章光全章复习与检测课后练习能力提升--2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一
练习
一、单选题，共10小题
1．下列说法正确的是（　　）
A．质量一定的物体，若动量发生变化，则动能一定变化
B．全息照片拍摄是利用了激光的干涉原理
C．只有厚度均匀的薄膜才会发生干涉现象
D．两个波峰（或波谷）间的距离是一个波长
2．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（　　）
A．，不能发生全反射 B．，能发生全反射
C．，不能发生全反射 D．，能发生全反射
3．如图所示，一束光由空气射入某种介质的折射情况，入射光线、折射光线与法线的夹角分别为、，则（　　）
A．这束光在介质中的传播速度比空气中大
B．适当减小，就会发生全反射
C．介质的折射率为
D．介质的折射率为
4．某透明物体的横截面如图所示，其中为等腰直角三角形，为直角边，长度为L，为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为。若一束宽度与边长度相等的平行光从边垂直射入该透明物体，则光线从圆弧射出的区域弧长s为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，为一半径是R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面，O点为圆心，为水平直径MN的垂线，足够大的光屏PQ水平且与MN竖直距离为R，延长线垂直PQ线，一束包含各种频率的复色光沿半径方向与成角射向O点，已知复色光包含折射率从到的光束，因而光屏PQ上出现了彩色光带，下列说法中不正确的是（　　）
A．P、L两点间的距离为R
B．折射率为的光束穿过半圆柱形玻璃砖后的折射角为60°
C．彩色光带的宽度为
D．当复色光入射角θ逐渐增大，光屏PQ上的彩色光带将变成一个光点，θ角至少为60°时会出现这种现象
6．如图所示，一束白光以入射角射向三棱镜，在光屏上形成彩色光带，则（　　）
A．处光的波长小于处光的波长
B．在棱镜中，处光的传播速度小于处光的传播速度
C．增大，处的光可能在面上发生全反射
D．减小，处的光可能在面上发生全反射
7．如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（　　）
A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B．为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
D．若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射
9．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．a、b图都是光线射到圆孔后的衍射图样，a图中孔的直径较大
B．a、b图都是光线射到圆板后的衍射图样，b图中板的直径较大
C．a图是光线射到圆孔后的衍射图样，b图是光线射到圆板后的衍射图样
D．b图是光线射到圆孔后的衍射图样，a图是光线射到圆板后的行射图样
10．如图所示是一种自行车塑料尾灯的截面图，这种尾灯中并没有灯泡，夜间行驶时，后方来的汽车灯光照到这种尾灯上时，尾灯就变得十分明亮，引人注目，这种灯的原理是利用了（　　）
A．光的全反射 B．光的折射 C．光的色散 D．光的干涉
二、多选题，共5小题
11．用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是（　　）
A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹
B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，红光和蓝光不会发生干涉现象
C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹
D．两束光只能相互叠加，不能产生明暗相间的干涉条纹
12．如图，一束光从平行玻璃砖上表面入射，经玻璃砖折射后在下表面分为两束单色光a、b，则下列说法正确的是（　　）
A．a光频率比b光频率小
B．该玻璃对a光折射率小于对b光的折射率
C．真空中a光速度比b光速度快
D．增大上表面空气中的入射角，a、b光会在下表面发生全反射
E.a光比b光波动性强，更容易观察到明显衍射现象
13．把一块玻璃板压在另一块玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法正确的是（　　）
A．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏 B．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动
C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动 D．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏
14．下列属于光的衍射现象的是（ ）
A．雨后天空出现的绚丽的彩虹
B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
15．下列说法中正确的有（　　）
A．光在介质中的速度小于光在真空中的速度
B．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
三、填空题，共3小题
16．在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的______上，不同的单色光在同种均匀介质中传播速度_________。
17．光纤通信技术是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的折射率___________（选填“大”或“小”）。当光从光纤的外套进入内芯后，光的传播速度变___________（选填“大”或“小”）。若某种光纤的内芯在空气中发生全反射的临界角为，则内芯的折射率为___________（结果可用根号表示）。
18．“拂霞疑电落，腾虚状写虹”出自李世民的《咏兴国寺佛殿前播》，描述了虹这一自然现象。如图所示，虹是阳光经过空中的水滴时，再通过折射和反射形成的，其中a、b是两种不同频率的单色光，则在真空中a的传播速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）b的传播速度，b比a的波长更______（选填“长”或“短”）。
四、解答题，共2小题
19．厚度为d，半径为R的透明圆柱体割去，其截面如图所示。一束平行光与OA、OB成45°角射到OA、OB面上，该光束刚好覆盖OA、OB面，透明体对光的折射率为n=，若进入透明体的光线射到圆柱面上，在有折射的情况下不考虑反射光线。求：
（1）该光束全反射临界角；
（2）透明体圆柱面有光线射出部分的面积与透明体圆柱部分面积的比值
20．如图所示，折射率为的透明介质的横截面由圆弧和直角三角形AOB组成，圆弧的圆心为O，半径为R，OB⊥OA，∠BAO=30°，C为圆弧上一点，C到OB的距离为。有一细光束从C点平行OA射入介质，第一次从E点射出介质（图中未画出）。光在真空中的传播速度为c，求：
（1）光在E点射出介质的折射角；
（2）光从射入到从E点射出介质所需的时间。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
A. 质量一定的物体，若动量发生变化，可能只是速度的方向发生了变化，则此时动能不一定变化，故A错误；
B．息照片拍摄是利用了激光的干涉原理，故B正确；
C．只要频率相同的两列波相遇都能发生干涉，所以薄膜的厚度不一定要均匀，故C错误；
D．相邻的两个波峰（或波谷）间的距离才是一个波长，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】
画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示
由图可知，介质的折射率
因为
所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．这束光在介质中的传播速度比空气中小，选项A错误；
B．光由空气射入某种介质不可能发生全反射，选项B错误；
CD．介质的折射率为
选项C错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
由全反射的临界角可知
透明体的临界角为30°，如下图
从圆弧ADC射出的边缘光线对应的入射角等于临界角，恰好发生全反射，由几何关系可知
圆弧EDF的长度
故选B。
5．D
【详解】
A．折射率为的光射到L点，则
解得
β1=45°
P、L两点间的距离为
选项A正确；
B．根据
可得折射率为的光束穿过半圆柱形玻璃砖后的折射角为
β2=60°
选项B正确；
C．彩色光带的宽度为
选项C正确；
D．当复色光入射角θ逐渐增大，折射角β1和β2都将变大，光屏PQ上的彩色光带将变长；况且两种光的临界角分别为
即
C1=45°
C2<45°
则当θ=60°时两种光都已经发生了全反射，而不能射到光屏上，则选项D错误。
此题选择不正确的选项，故选D。
6．D
【详解】
A．由光路图可知，b光的偏折程度大于a光的偏折程度，所以b光的折射率大，b侧光的频率大，波长短，故A错误；
B．由折射率
可知因为b光的折射率大，所以在棱镜中，处光的传播速度大于处光的传播速度，故B错误；
C．光在从折射率大的物质射入折射率小的物质时才会发生全反射，故在AB面不会发生全反射，故C错误；
D．由图
可知减小，增大到，当时，就会在AC面发生全反射，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
第一条暗条纹到两个波源的光程差为，第二条暗条纹到两个波源的光程差为，由于
因此
故选B。
8．C
【详解】
A．根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖的的内表面发生全反射，即是P1、P2的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像，故A错误；
B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，则P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；
C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
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a是光线射到圆孔后的衍射图样，b是光线射到圆板后的衍射图样，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．A
【详解】
由图可知，自行车的尾灯是利用了全反射的原理，使光线发生了偏折，故A正确，BCD错误。
故选A.
11．BD
【详解】
频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，两束光只能相互叠加，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，AC错误，BD正确。
故选BD。
12．ABE
【详解】
A．由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，所以a光频率比b光频率小，故A正确；
B．a光的折射角大于b光的折射角，根据
①
可知该玻璃对a光折射率小于对b光的折射率，故B正确；
C．真空中a、b光速相等，故C错误；
D．设光线在上表面的入射角为i，折射角为r，根据几何关系可知光线在下表面的入射角也为r，若要使光在下表面发生全反射，则应有
②
联立①②式可得
显然与实际情况不符，所以增大上表面空气中的入射角，a、b光都不会在下表面发生全反射，故D错误；
E．a光频率比b光频率小，所以比b光波动性更强，更容易观察到明显衍射现象，故E正确。
故选ABE。
13．CD
【详解】
AD．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故A错误，D正确；
BC．将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此条纹向着劈尖移动，故C正确，B错误。
故选CD。
14．DE
【详解】
A．雨后天空出现的绚丽的彩虹，属于光的折射现象，故A错误；
B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹，属于薄膜干涉现象，故B错误；
C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹，属于光的折射现象，故C错误；
D．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹，是光绕过障碍物传播的现象，属于光的衍射现象，故D正确；
E．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹，是光绕过障碍物传播的现象，属于光的衍射现象，故E正确。
故选DE。
15．AD
【详解】
A．根据
v＝
可知，光在介质中的速度小于在真空中的速度，A正确；
B．紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，而对于干涉只要频率相同、相位差恒定即可发生，B错误；
C．光的偏振现象说明光是横波，而不是纵波，C错误；
D．绿光的折射率大于红光的折射率，由临界角公式
sinC＝
知，绿光的临界角小于红光的临界角，当光从水中射向空气，在不断增大入射角时，在水面上绿光先发生全反射，从水面上先消失，D正确。
故选AD。
16．界面 不相同
【详解】
[1]光的折射发生在两种不同介质的界面上；
[2]不同的单色光在同种均匀介质中传播速度不相同。
17．大 小
【分析】
本题考查光的折射和全反射，目的是考查学生的理解能力。
【详解】
[1][2][3]根据全反射定律
光纤内芯的折射率比外套的折射率大，这样光在内芯和外套的界面上才能发生全反射，保证信息的传输。由
可知，当光从光纤的外套进入内芯后，光的传播速度变小。此种光纤内芯的折射率
18．等于 长
【详解】
[1]光速在真空中恒定，故a、b在真空中传播的速度相等；
[2]由题图可知，水滴对a的折射率大于对b的折射率，根据
可以确定b的波长比a的波长更长。
19．（1）45°；（2）
【详解】
(1)根据
可得全反射临界角
C=45°
(2)光线在OA和OB面上的入射角均为
i=45°
根据折射定律有
解得折射角
r=30°
作出如图所示的光路图
可见，只有A1A2和B1B2部分有光线射出，两弧对应圆心角均为45°,透明体圆柱面有光线射出部分的面积与透明体圆柱面总面积的比值为
20．（1）60°；（2）
【详解】
(1)由题意可知光从空气射入介质的入射角i=60°，折射角设为r，由折射定律可得
解得
r=30°
画出符合题意的光路，如图所示
CD为光由C射入介质的折射光线，由数学知识可知
α=θ=30°，β=60°
作EF垂直OA，光在介质中的临界角C′满足
可知
30°故光在D点发生全反射，光从E点第一次射出介质，折射角设为γ，由折射定律可得
解得
γ=60°
(2)由数学知识可知
光在介质中的传播速率为
光在介质中的传播时间为
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页