2019人教版选择性必修第一册第四章光章末总结（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版选择性必修第一册第四章光章末总结（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 361.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 07:39:27 | ||
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文档简介
2019人教版选择性必修第一册 第四章 光 章末总结
一、多选题
1．下列说法中正确的是______________．
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
E.观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化
2．a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图所示，则关于a、b两束光的说法正确的是( )
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．增大入射角时，a光首先发生全反射
C．a光的频率大于b光的频率
D．在真空中a光的波长大于b光的波长
E.分别用这两束光照射双缝干涉实验装置，在光屏上都能出现干涉条纹，a光的相邻条纹间距大于b光
3．如图所示，在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．为了提高实验精度应选用两光学表面间距大的玻璃砖
B．实验中要保证四枚大头针在同一直线上
C．为了防止在界面a′发生全反射，入射角θ1应尽量小些
D．若作出的界面a与界面a′的间距比玻璃两表面的实际间距大，则测量结果将偏小
二、单选题
4．有一束波长为6×10－7m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为45°，折射角为30°，则
A．介质的折射率是
B．这束光在介质中传播的速度是1.5×108m／s
C．这束光的频率是5×1014Hz
D．这束光发生全反射的临界角是30°
5．关于杨氏实验，下列说法中错误的是（ ）
A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源
B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹
C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹
6．关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（ ）
A．卫星通信利用人造地球卫星作为中继站进行通信
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点
C．电磁波可以在真空中传播
D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大
7．如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点得出的下列结论正确的是（所用干涉、衍射仪器相同）（ ）
A．a、b是光的干涉图样
B．c、d是光的干涉图样
C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长
D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短
8．下列说法中不正确的是（ ）
A．在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光更容易产生衍射
B．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的
C．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的折射
D．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
三、解答题
9．如图所示，用一个不透明的圆柱筒和一把长刻度尺就可测定透明液体的折射率。请简述测量原理，并在课外活动时间用它测量盐水（或糖水）的折射率，看看它们的浓度与折射率之间有什么关系。
10．如图所示，一个截面为直角三角形的玻璃砖放在水平面上，入射光线垂直于AB边从中点D射入玻璃砖，经E点折射后到达地面上的F点，已知AB=2L，CAB=30°，CF=，试求光线穿过玻璃砖所用的时间（光在真空中的速度大小为ｃ）．
11．如图所示，为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，其中，弧AB为四分之一圆弧，O为圆心，OBCD部分为矩形。一细光束从圆弧AB的中点E沿半径射入棱镜后，恰好在O点发生全反射，经CD面反射，再从圆弧上的F点射出，已知OA=a，OD=，真空中光速为c。求：
（1）出射光线与法线夹角的正弦值。
（2）光在棱镜中传播的时间。
12．如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，球半径是底面半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从M点射入经折射到底面和从底面经反射到再从球面穿出两段所用时间之比。
13．如图所示为一块半圆柱形玻璃砖，半圆形截面的圆心为O，半径为R．现有平行光束平行ABD入射角射到长度为L宽为2R方形截面ABEF上，最终从下表面射出玻璃砖．已知玻璃的折射率．求
①光在ABEF界面的折射角及全反射临界角C
②玻璃砖下表面有光线射出部分的面积S
14．如图所示，在水面下方h= m处有一个与水面平行的细发光管AB，AB长L=1.0m。由A点发出的某条光线射到水面的入射角为37°时，其折射光与水面夹角也为37°，已知sin37°=0.6， cos37°=0.8。 求∶
（1）水对此单色光的折射率n；
（2）水面上有光线射出的区域而积S。
四、填空题
15．白光干涉中央亮纹旁边是颜色是______，红色和紫色的亮纹间距大的是______。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．ACE
【详解】
A.相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故A正确；
B.光的偏振现象说明光是一种横波，而不是纵波，故B错误；
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，选项C正确；
D.红光由空气进入水中，波速减小，故波长变短，因为频率不变，故颜色不变，选项D错误；
E.根据多普勒效应可知，观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化，选项E正确；
故选ACE．
【点睛】
本题考查了相对论；光的偏振；激光；多普勒效应等知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基本概念和基本规律．
【考点】
相对论；光的偏振；激光；多普勒效应
2．ADE
【详解】
a光的偏折程度小于b光，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，增大入射角，b光首先发生全反射，A正确，B错误；折射率大的光频率大，所以a光的频率小于b光的频率，C错误；根据c＝ λf知，a光的波长长，再由，a光的相邻条纹间距大于b光，D、E正确．
3．AD
【详解】
A．为了提高实验精度应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确；
B．实验中要保证另一侧两针的像与观察者一侧两针在同一直线上，故B错误；
C．为了防止在界面a′发生全反射，入射角θ1应尽量大些，故C错误；
D．若作出的界面a与界面a′的间距比玻璃两表面的实际间距大，则光线偏折角度偏小，折射率测量结果将偏小，故D正确。
故选AD。
4．C
【解析】该介质的折射率为，A错误；光在介质中传播的速度是，该束光的频率为，B错误C正确；因为，该束光的全反射临界角为45°，D错误．
5．B
【详解】
在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B错误，A、C、D正确。
故错误的选B。
6．D
【详解】
A．信号从地球表面发出经卫星中转然后再传送到接收者，故A正确，不符合题意；
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点，故B正确，不符合题意；
C．电磁波的传播可以在真空中进行，故C正确，不符合题意；
D．无论电磁波的频率多高，在真空中的传播速度都为光速大小，故D错误，符合题意。
故选D。
7．AC
【详解】
AB．干涉图样的条纹等间距，故A正确，B错误；
CD．无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，故C正确，D错误。
故选AC。
8．D
【详解】
A．用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生衍射，照射更远的地方，A正确，不符合题意；
B．在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图象重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光，左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直，B正确，不符合题意；
C．人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像，属于光的折射，像的位置比实际物体要浅，所以看上去水底浅，实际上很深，C正确，不符合题意；
D．太阳光照射下，油膜呈现彩色，这是光的干涉现象，D错误，符合题意。
故选D。
9．见解析，盐水（或糖水）的浓度越大，折射率越大
【详解】
如图所示
将刻度尺直立于空宽口瓶中，零刻度线在下端，在直尺上在S1′点做个标记，在左侧沿瓶口刚好看到直尺上S1′点，记下S1′的刻度，再在瓶中装满透明液体（液体未漏出），再在瓶左侧观察，在直尺上看到S1′的像S1，记下S1的刻度，测出瓶口的直径，根据几何关系可得到入射角i和折射角r的正弦值，从而根据折射定律求出液体的折射率。
盐水（或糖水）的浓度越大，折射率越大。
10．
【解析】
由几何关系知：，，i=60°，
则
光线穿过玻璃砖所用的时间
11．（1）；（2）
【详解】
（1）作出光路图如图所示
由几何关系知全反射的临界角
由
解得
由折射定律
得
（2）光在棱镜中的传播速度
光在棱镜中的传播距离
光在棱镜中的传播时间
12．
【详解】
设球半径为R，底面半径为r，因为，即；
球冠地面中心为，连接，则，令，则
即
已知，所以∠OAM=60°
设图中N点为光线在球冠内地面上的反射点，光路图如图所示.
设光线在M点的入射角为i，折射角为r，
在N点的入射角为，反射角为，玻璃的折射率为n；
由于△OAM为等边三角形，所以入射角i=60°
由折射定律得
sini=nsinr
代入数据得
r=30°
作N点的法线NE，由于NE//MA，所以
由反射定律得
连接ON，由几何关系可知△MAN≌△MON，则∠MNO=60°；
由以上式可得∠ENO=30°，所以∠ENO为反射角，ON为反射光线。
由于这一反射光线垂直球面，所以经球面再次折射后不改变方向.
由数学关系可知
故两段所用时间之比等于对应距离之比为
13．30°，45°
【详解】
①作出光路图，如图所示，
由折射定律，有：
得：sinβ=，
解得：β=30°
根据解得，则C=450
（2）如果光线AC刚好在C点发生全反射，则有：nsin∠ACO=sin90°，而n=．
即有∠ACO=sin45°，
则∠AOC=75°
同理在右侧发生全反射的光线入射点为D，可解得∠BOD =15°
故能够从半圆柱球面上出射的光束范围限制在CD区域上，对应的角度为180°-75°-15°=90°，所以底面透光部分的弧长为：L′=×2πR=
玻璃砖下表面有光线射出部分的面积
点睛：本题关键要掌握光的折射定律及全反射条件，要注意分析发生全反射时边界光线的确定，作出光路图，结合几何知识研究这类问题．
14．（1）；（2）
【详解】
（1）由A点发出的光线的光路图如图所示
入射角i=37°，折射角r =53°，由折射定律得
代入数据解得
（2）设光从水面射出的临界角为C，则
A点发出的光射出水面的区域为圆，设其半径为R，则
求得
R=3m
水面上有光线射出的区域如图所示
则
解得
15．紫色 红色
【详解】
[1][2]根据双缝干涉条纹的间距公式知，红光的波长比紫光长，则亮条纹间距较宽，因此白光干涉中央亮纹旁边的颜色是紫色。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．下列说法中正确的是______________．
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
E.观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化
2．a、b两种单色光组成的光束从玻璃进入空气时，其折射光束如图所示，则关于a、b两束光的说法正确的是( )
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．增大入射角时，a光首先发生全反射
C．a光的频率大于b光的频率
D．在真空中a光的波长大于b光的波长
E.分别用这两束光照射双缝干涉实验装置，在光屏上都能出现干涉条纹，a光的相邻条纹间距大于b光
3．如图所示，在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，下列说法正确的是（ ）
A．为了提高实验精度应选用两光学表面间距大的玻璃砖
B．实验中要保证四枚大头针在同一直线上
C．为了防止在界面a′发生全反射，入射角θ1应尽量小些
D．若作出的界面a与界面a′的间距比玻璃两表面的实际间距大，则测量结果将偏小
二、单选题
4．有一束波长为6×10－7m的单色光从空气射入某种透明介质，入射角为45°，折射角为30°，则
A．介质的折射率是
B．这束光在介质中传播的速度是1.5×108m／s
C．这束光的频率是5×1014Hz
D．这束光发生全反射的临界角是30°
5．关于杨氏实验，下列说法中错误的是（ ）
A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源
B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹
C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹
6．关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（ ）
A．卫星通信利用人造地球卫星作为中继站进行通信
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点
C．电磁波可以在真空中传播
D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大
7．如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点得出的下列结论正确的是（所用干涉、衍射仪器相同）（ ）
A．a、b是光的干涉图样
B．c、d是光的干涉图样
C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长
D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短
8．下列说法中不正确的是（ ）
A．在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光更容易产生衍射
B．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的
C．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的折射
D．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
三、解答题
9．如图所示，用一个不透明的圆柱筒和一把长刻度尺就可测定透明液体的折射率。请简述测量原理，并在课外活动时间用它测量盐水（或糖水）的折射率，看看它们的浓度与折射率之间有什么关系。
10．如图所示，一个截面为直角三角形的玻璃砖放在水平面上，入射光线垂直于AB边从中点D射入玻璃砖，经E点折射后到达地面上的F点，已知AB=2L，CAB=30°，CF=，试求光线穿过玻璃砖所用的时间（光在真空中的速度大小为ｃ）．
11．如图所示，为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，其中，弧AB为四分之一圆弧，O为圆心，OBCD部分为矩形。一细光束从圆弧AB的中点E沿半径射入棱镜后，恰好在O点发生全反射，经CD面反射，再从圆弧上的F点射出，已知OA=a，OD=，真空中光速为c。求：
（1）出射光线与法线夹角的正弦值。
（2）光在棱镜中传播的时间。
12．如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，球半径是底面半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从M点射入经折射到底面和从底面经反射到再从球面穿出两段所用时间之比。
13．如图所示为一块半圆柱形玻璃砖，半圆形截面的圆心为O，半径为R．现有平行光束平行ABD入射角射到长度为L宽为2R方形截面ABEF上，最终从下表面射出玻璃砖．已知玻璃的折射率．求
①光在ABEF界面的折射角及全反射临界角C
②玻璃砖下表面有光线射出部分的面积S
14．如图所示，在水面下方h= m处有一个与水面平行的细发光管AB，AB长L=1.0m。由A点发出的某条光线射到水面的入射角为37°时，其折射光与水面夹角也为37°，已知sin37°=0.6， cos37°=0.8。 求∶
（1）水对此单色光的折射率n；
（2）水面上有光线射出的区域而积S。
四、填空题
15．白光干涉中央亮纹旁边是颜色是______，红色和紫色的亮纹间距大的是______。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．ACE
【详解】
A.相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故A正确；
B.光的偏振现象说明光是一种横波，而不是纵波，故B错误；
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，选项C正确；
D.红光由空气进入水中，波速减小，故波长变短，因为频率不变，故颜色不变，选项D错误；
E.根据多普勒效应可知，观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化，选项E正确；
故选ACE．
【点睛】
本题考查了相对论；光的偏振；激光；多普勒效应等知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基本概念和基本规律．
【考点】
相对论；光的偏振；激光；多普勒效应
2．ADE
【详解】
a光的偏折程度小于b光，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，增大入射角，b光首先发生全反射，A正确，B错误；折射率大的光频率大，所以a光的频率小于b光的频率，C错误；根据c＝ λf知，a光的波长长，再由，a光的相邻条纹间距大于b光，D、E正确．
3．AD
【详解】
A．为了提高实验精度应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确；
B．实验中要保证另一侧两针的像与观察者一侧两针在同一直线上，故B错误；
C．为了防止在界面a′发生全反射，入射角θ1应尽量大些，故C错误；
D．若作出的界面a与界面a′的间距比玻璃两表面的实际间距大，则光线偏折角度偏小，折射率测量结果将偏小，故D正确。
故选AD。
4．C
【解析】该介质的折射率为，A错误；光在介质中传播的速度是，该束光的频率为，B错误C正确；因为，该束光的全反射临界角为45°，D错误．
5．B
【详解】
在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B错误，A、C、D正确。
故错误的选B。
6．D
【详解】
A．信号从地球表面发出经卫星中转然后再传送到接收者，故A正确，不符合题意；
B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰能力强及光能损耗小等优点，故B正确，不符合题意；
C．电磁波的传播可以在真空中进行，故C正确，不符合题意；
D．无论电磁波的频率多高，在真空中的传播速度都为光速大小，故D错误，符合题意。
故选D。
7．AC
【详解】
AB．干涉图样的条纹等间距，故A正确，B错误；
CD．无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，故C正确，D错误。
故选AC。
8．D
【详解】
A．用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生衍射，照射更远的地方，A正确，不符合题意；
B．在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图象重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光，左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直，B正确，不符合题意；
C．人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像，属于光的折射，像的位置比实际物体要浅，所以看上去水底浅，实际上很深，C正确，不符合题意；
D．太阳光照射下，油膜呈现彩色，这是光的干涉现象，D错误，符合题意。
故选D。
9．见解析，盐水（或糖水）的浓度越大，折射率越大
【详解】
如图所示
将刻度尺直立于空宽口瓶中，零刻度线在下端，在直尺上在S1′点做个标记，在左侧沿瓶口刚好看到直尺上S1′点，记下S1′的刻度，再在瓶中装满透明液体（液体未漏出），再在瓶左侧观察，在直尺上看到S1′的像S1，记下S1的刻度，测出瓶口的直径，根据几何关系可得到入射角i和折射角r的正弦值，从而根据折射定律求出液体的折射率。
盐水（或糖水）的浓度越大，折射率越大。
10．
【解析】
由几何关系知：，，i=60°，
则
光线穿过玻璃砖所用的时间
11．（1）；（2）
【详解】
（1）作出光路图如图所示
由几何关系知全反射的临界角
由
解得
由折射定律
得
（2）光在棱镜中的传播速度
光在棱镜中的传播距离
光在棱镜中的传播时间
12．
【详解】
设球半径为R，底面半径为r，因为，即；
球冠地面中心为，连接，则，令，则
即
已知，所以∠OAM=60°
设图中N点为光线在球冠内地面上的反射点，光路图如图所示.
设光线在M点的入射角为i，折射角为r，
在N点的入射角为，反射角为，玻璃的折射率为n；
由于△OAM为等边三角形，所以入射角i=60°
由折射定律得
sini=nsinr
代入数据得
r=30°
作N点的法线NE，由于NE//MA，所以
由反射定律得
连接ON，由几何关系可知△MAN≌△MON，则∠MNO=60°；
由以上式可得∠ENO=30°，所以∠ENO为反射角，ON为反射光线。
由于这一反射光线垂直球面，所以经球面再次折射后不改变方向.
由数学关系可知
故两段所用时间之比等于对应距离之比为
13．30°，45°
【详解】
①作出光路图，如图所示，
由折射定律，有：
得：sinβ=，
解得：β=30°
根据解得，则C=450
（2）如果光线AC刚好在C点发生全反射，则有：nsin∠ACO=sin90°，而n=．
即有∠ACO=sin45°，
则∠AOC=75°
同理在右侧发生全反射的光线入射点为D，可解得∠BOD =15°
故能够从半圆柱球面上出射的光束范围限制在CD区域上，对应的角度为180°-75°-15°=90°，所以底面透光部分的弧长为：L′=×2πR=
玻璃砖下表面有光线射出部分的面积
点睛：本题关键要掌握光的折射定律及全反射条件，要注意分析发生全反射时边界光线的确定，作出光路图，结合几何知识研究这类问题．
14．（1）；（2）
【详解】
（1）由A点发出的光线的光路图如图所示
入射角i=37°，折射角r =53°，由折射定律得
代入数据解得
（2）设光从水面射出的临界角为C，则
A点发出的光射出水面的区域为圆，设其半径为R，则
求得
R=3m
水面上有光线射出的区域如图所示
则
解得
15．紫色 红色
【详解】
[1][2]根据双缝干涉条纹的间距公式知，红光的波长比紫光长，则亮条纹间距较宽，因此白光干涉中央亮纹旁边的颜色是紫色。
答案第1页，共2页
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