第四章 光【A卷•提升卷】-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第一册）

2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选修第一册） 第四章 光 （A卷•提升卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题(本题共6个小题，每小题4分，共24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．下列现象能说明光是横波的是（   ） A．光的衍射现象 B．光的折射现象 C．光的偏振现象 D．光的干涉现象 【答案】C 【详解】光的偏振现象能说明光是横波。 故选C。 2．下列关于光学现象的说法正确的是（　　） A．激光的相干性好，可以用于精确测距 B．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的衍射现象 C．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的全反射原理制成的 D．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 【答案】D 【详解】A．激光的相干性好可以用来通信，激光的平行度好可以用来测距，故A错误； B．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，故B错误； C．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，故C错误； D．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，故D正确。 故选D。 3．如图所示，一束单色光从介质1射向介质2，发生折射，MN为两介质的界面，OP为法线，下列说法错误的是（　　）    A．相对于介质1，介质2为光密介质 B．单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度 C．增大入射角θ，折射角β会随着增大 D．减小入射角θ，折射角β先消失，光线会在介质1中发生全反射 【答案】D 【详解】A．根据折射定律以及可得 所以相对于介质1，介质2为光密介质。故A正确； B．根据以及可得 所以单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度。故B正确； C．由折射定律可得，增大入射角θ，折射角β会随着增大。故C正确； D．全反射现象只能在光从光密介质入射到光疏介质时才能发生，由于介质2为光密介质，所以并不会发生全反射现象。故D错误。 故选D。 4．如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为30°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为，则该透明体的折射率为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意，光线图如图所示 由几何关系可得 该透明体的折射率为 故选C。 5．如图所示，两束单色光从水面下射向点，光线经折射后合成一束光，则正确的是（　　） A．在水中光的波速比光的波速小 B．用同一单缝衍射实验装置分别以光做实验时，光的衍射现象更加明显 C．用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验时，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 D．当两束光以相同的入射角从水中射到点，入射角从0开始逐渐增大，最先消失的是光 【答案】B 【详解】A．如图所示 折射率 由图可知 折射率 光在水的中的速度 故 在水中光的波速比光的波速大，A错误； B．波长 则 用同一单缝衍射实验装置分别以光做实验时，光的衍射现象更加明显，B正确； C．条纹间距 用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验时，光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距，C错误； D．临界角的正弦值 折射率越大，临界角越小 光束b先达到临界角，b光束先消失，D错误。 故选B。 6．玻璃三棱镜的横截面为直角三角形，，O点和D点分别为和边的中点，如图所示，现有两束相互垂直的同种单色光从O点入射，两束光线正好分别从C点和D点射出，则下列说法正确的是（　　） A．两束折射光线的折射角之和等于 B．从C点射出的光线在O点的入射角大于从D点射出的光线在O点的入射角 C．玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于 D．该种单色光在玻璃三棱镜中发生全反射的临界角等于 【答案】C 【详解】A．作出如图所示光路图 两束同种单色光分别为1和2，折射光线分别为和。由题意知，，光线1从O点入射，正好从C点射出，由几何关系可知为正三角形，可得折射角为 光线2与光线1方向垂直，从O点入射，正好从D点射出，由几何关系可知折射角 可见 A错误； B．两束相互垂直的同种单色光从O点入射，由于折射角，所以可得入射角 解得 B错误； C．根据折射率关系 解得 C正确； D．根据全反射临界角的关系有 可得 D错误。 故选 C。 二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20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) 7．平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，另一个表面是平面。如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上方入射光观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗（红黑）相间的圆环状条纹，这就是牛顿环。以下说法正确的是（　　） A．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的 B．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄 C．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽 D．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹 【答案】BC 【详解】A．环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A错误； B．绿光波长比红光波长短，若将红光改用绿光来照射，则条纹间距将变窄，故B正确； C．若换用曲率半径更大的凸透镜，则空气膜从内到外厚度的变化变缓，条纹间距变宽，故C正确； D．白光是复色光，若用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故D错误。 故选BC。 8．如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ） A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B．从真空a、b两光传播速度相同 C．从同种介质射入真空发生反射时，a光全反射临界角小 D．在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象 【答案】BCD 【详解】A.根据公式：，根据图像可知，b的波长长，根据，所以b的频率小，b的折射率小，根据，在同种介质中b光的传播速度大，A错误． B.真空中光的传播速度相同，B正确． C.b的折射率小，根据可知，b光发生全反射的临界角大，C正确． D.因为b光的波长长，所以b光比a光更容易产生明显的衍射现象，D正确． 9．双彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入水滴，a、b是白光在水滴中经过两次折射和一次反射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列说法正确的是（　　） A．a光在水滴中的波长大于b 光在水滴中的波长 B．a光在水滴中的波长小于b光在水滴中的波长 C．改变白光 L 的入射角度，从水滴到空气，a光不可能发生全反射 D．改变白光 L 的入射角度，从水滴到空气，b光有可能发生全反射 【答案】BC 【详解】AB．由图可知a光的偏折程度大，水滴对 a光的折射率大于对b光的折射率，则有 ， 由 可知 可知a光在水滴中的波长小于b光在水滴中的波长，故 A 错误，B正确； CD．由图中几何关系可知，光从水滴射出空气的入射角等于光从空气射入水滴的折射角，则从水滴到空气，两束光均不可能发生全反射，故 C 正确，D 错误。 故选BC。 10．如图所示，两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置，折射率均为n=；沿竖直方向的两条直径BC、B′C′相互平行，一束单色光正对圆心O从A点射入左侧半圆形玻璃砖，知∠AOB=60°。若不考虑光在各个界面的二次反射，下列说法正确的是（　　） A．减小∠AOB，光线可能在BC面发生全反射 B．BC、B′C′间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关 C．如果BC、B′C′间距大于，光线不能从右半圆形玻璃砖右侧射出 D．如果BC、B′C′间距等于，光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为15° 【答案】AD 【详解】 A.玻璃砖的临界角为 解得 C=45° 所以减小∠AOB，光线可能在BC面发生全反射，故A正确； D.由折射定律可得∠O′OD=45°，则 OO′=O′D=，∠O′DE=120° 在△O′DE中，由正弦定理可得 又 代入数据可得∠O′ED=30°，由折射定律可得∠FEG=45°，所以光线EF相对于光线AO偏折了15°，故D正确； BC.BC、B′C′间距越大，从右半圆圆弧出射光线的入射角就越大，可能超过临界角，所以BC、B′C′间距大小与光线能否从右半圆形玻璃右侧射出有关，且当入射角小于45°时均可从右侧面射出，故BC错误。 故选AD。 三、填空题（本大题共2小题，每空2分，共18分） 11．某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置； b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； c.用刻度尺测量和的长度和，测得； d.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于P点，如右图所示。 (1)实验正确的排列顺序为 。 (2)实验中出现错误或遗漏的操作步骤为 。（选填步骤前符号） (3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 ；由测得的数据可得折射率n为 （结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)badc (2)a (3) 1.51 【详解】（1）实验时先需要作出玻璃介质的界面，即先进行操作b；之后用激光笔发出激光，发生折射和反射并记录光路，进行操作a；然后移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，进行操作d；最后测量数据从而计算折射率，即进行操作c，可知实验正确的排列顺序为badc。 （2）步骤a，为确定入射光线，除了用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置，还需记录入射点M的位置。 （3）[1]玻璃砖折射率的表达式 [2]上述表达式代入数据，解得 12．如图甲为“用双缝干涉实验测定绿光的波长”的装置。 （1）调整手轮使测量头中的目镜的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，读得 ； （2）用该装置测得相邻亮纹间的距离，双缝间距，双缝到屏的距离，则根据公式，可算出该绿光的波长 m（结果保留二位有效数字）； （3）为了增加屏上相邻亮纹（或暗纹）间的距离，可采取∶① ，② ，③ 的方法。 【答案】 2.325 增加双缝到光屏的距离 减小双缝间的距离 换用波长更长的光 【详解】（1）[1]螺旋测微器不动尺读数为2mm，可动尺读数为，则可得 （2）[2]根据双缝干涉的条纹间距公式 可得 （3）[3][4][5]为了增加屏上相邻亮纹（或暗纹）间的距离，根据条纹间距公式，则可采取增加双缝到光屏的距离，减小双缝间的距离或换用波长更长的光。 四、计算题（本大题共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题各14分，共38分） 13．用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）光路图如图所示    由图中几何关系可得 可得 , 根据折射定律可得这种材料的折射率为 （2）这束光线在材料中传播的速度为 这束光线在材料中传播经历的时间为 14．一束范围足够大的平行激光束，垂直于半圆柱透镜的平面射到半圆柱透镜上，如图所示，已知其中一条光线沿直线穿过透镜，它的入射点是O；另一条光线的入射点A，穿过透镜后两条光线交于P点，已知透镜在截面的圆半径为R，，.光在真空中的速度为c （1）求透镜材料的折射率. （2）入射点为A的光从A到传播到P所需的时间 （3）光能从半圆柱透镜射出的入射光宽度x 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）光路图如图所示， 一条光线沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角为，折射角为，则 因为 过B点做OP的垂线可得为等腰三角形， 由折射定律可得玻璃的折射率为 （2）光在玻璃中传播速度 入射点为A的光从A到传播到P所需的时间 （3）设从距O点处进入的光在半圆柱的界面发生全反射， 又由 求得 15．如图所示，一个半径为r=10cm的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心O的正下方h=50cm处有一点光源S，从t=0时开始，光源正以加速度a=0.2m/s2由静止向上运动，已知水的折射率。计算结果均保留2位有效数字。已知真空中光速c=3×108m/s。求： （1）光在该介质中传播的速度为多少？ （2）t=0时，水面上可以观察到点光源发出的光射出水面的面积； （3）经过多长时间，水面上方观察不到点光源S发出的光。 【答案】（1）；（2）；（3）2.0s 【详解】（1）由，解得光在该介质中传播的速度为 （2）根据光的全反射条件可得临界角为，解得 设射出水面的光线的外圆半径为R，则由几何知识可得 水面上方可观察到点光源发出的光射出水面的面积为 解得t=0时，水面上可以观察到点光源发出的光射出水面的面积 （3）设当光源离O点下方距离d时，水面上方观察不到点光源发出的光，根据光的全反射条件可得 设运动所需要的时间为t，根据运动学知识可得 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选修第一册） 第四章 光 （A卷•提升卷） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题(本题共6个小题，每小题4分，共24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．下列现象能说明光是横波的是（   ） A．光的衍射现象 B．光的折射现象 C．光的偏振现象 D．光的干涉现象 2．下列关于光学现象的说法正确的是（　　） A．激光的相干性好，可以用于精确测距 B．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的衍射现象 C．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的全反射原理制成的 D．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 3．如图所示，一束单色光从介质1射向介质2，发生折射，MN为两介质的界面，OP为法线，下列说法错误的是（　　）    A．相对于介质1，介质2为光密介质 B．单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度 C．增大入射角θ，折射角β会随着增大 D．减小入射角θ，折射角β先消失，光线会在介质1中发生全反射 4．如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为30°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为，则该透明体的折射率为（    ） A． B． C． D． 5．如图所示，两束单色光从水面下射向点，光线经折射后合成一束光，则正确的是（　　） A．在水中光的波速比光的波速小 B．用同一单缝衍射实验装置分别以光做实验时，光的衍射现象更加明显 C．用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验时，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 D．当两束光以相同的入射角从水中射到点，入射角从0开始逐渐增大，最先消失的是光 6．玻璃三棱镜的横截面为直角三角形，，O点和D点分别为和边的中点，如图所示，现有两束相互垂直的同种单色光从O点入射，两束光线正好分别从C点和D点射出，则下列说法正确的是（　　） A．两束折射光线的折射角之和等于 B．从C点射出的光线在O点的入射角大于从D点射出的光线在O点的入射角 C．玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于 D．该种单色光在玻璃三棱镜中发生全反射的临界角等于 二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20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) 7．平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，另一个表面是平面。如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上方入射光观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗（红黑）相间的圆环状条纹，这就是牛顿环。以下说法正确的是（　　） A．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的 B．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄 C．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽 D．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹 8．如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ） A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B．从真空a、b两光传播速度相同 C．从同种介质射入真空发生反射时，a光全反射临界角小 D．在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象 9．双彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入水滴，a、b是白光在水滴中经过两次折射和一次反射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列说法正确的是（　　） A．a光在水滴中的波长大于b 光在水滴中的波长 B．a光在水滴中的波长小于b光在水滴中的波长 C．改变白光 L 的入射角度，从水滴到空气，a光不可能发生全反射 D．改变白光 L 的入射角度，从水滴到空气，b光有可能发生全反射 10．如图所示，两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置，折射率均为n=；沿竖直方向的两条直径BC、B′C′相互平行，一束单色光正对圆心O从A点射入左侧半圆形玻璃砖，知∠AOB=60°。若不考虑光在各个界面的二次反射，下列说法正确的是（　　） A．减小∠AOB，光线可能在BC面发生全反射 B．BC、B′C′间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关 C．如果BC、B′C′间距大于，光线不能从右半圆形玻璃砖右侧射出 D．如果BC、B′C′间距等于，光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为15° 三、填空题（本大题共2小题，每空2分，共18分） 11．某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置； b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； c.用刻度尺测量和的长度和，测得； d.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于P点，如右图所示。 (1)实验正确的排列顺序为 。 (2)实验中出现错误或遗漏的操作步骤为 。（选填步骤前符号） (3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 ；由测得的数据可得折射率n为 （结果保留3位有效数字）。 12．如图甲为“用双缝干涉实验测定绿光的波长”的装置。 （1）调整手轮使测量头中的目镜的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，读得 ； （2）用该装置测得相邻亮纹间的距离，双缝间距，双缝到屏的距离，则根据公式，可算出该绿光的波长 m（结果保留二位有效数字）； （3）为了增加屏上相邻亮纹（或暗纹）间的距离，可采取∶① ，② ，③ 的方法。 四、计算题（本大题共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题各14分，共38分） 13．用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。    14．一束范围足够大的平行激光束，垂直于半圆柱透镜的平面射到半圆柱透镜上，如图所示，已知其中一条光线沿直线穿过透镜，它的入射点是O；另一条光线的入射点A，穿过透镜后两条光线交于P点，已知透镜在截面的圆半径为R，，.光在真空中的速度为c （1）求透镜材料的折射率. （2）入射点为A的光从A到传播到P所需的时间 （3）光能从半圆柱透镜射出的入射光宽度x 15．如图所示，一个半径为r=10cm的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心O的正下方h=50cm处有一点光源S，从t=0时开始，光源正以加速度a=0.2m/s2由静止向上运动，已知水的折射率。计算结果均保留2位有效数字。已知真空中光速c=3×108m/s。求： （1）光在该介质中传播的速度为多少？ （2）t=0时，水面上可以观察到点光源发出的光射出水面的面积； （3）经过多长时间，水面上方观察不到点光源S发出的光。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$