寒假作业(十五) 光-【步步维赢·优练必刷】2025-2026学年高二物理寒假作业

高二物理寒假作 知识点记 1.入射角与折射角的大小关系 光从一种介质进入另一种介质时，折射 角与入射角的大小关系不要一概而论， 要视两种介质的折射率大小而定.当光 从真空斜射入介质时，入射角大于折射 角；当光从介质斜射入真空时，入射角小 于折射角. 2.光的传播速度 介质的折射率n跟光在其中的传播速度 v有关，即n=,由于光在真空中的传播 速率c大于光在任何介质中的传播速率 v,所以任何介质的折射率n都大于1.因 此，光从真空斜射入任何介质时，入射角 均大于折射角；而光由介质斜射入真空 时，入射角均小于折射角 3.光的衍射现象和光的直线传播的关系： 光的直线传播只是一个近似的规律，当 光的波长比障碍物或小孔尺寸小得多 时，光可以看成沿直线传播；在小孔或障 碍物尺寸可以跟波长相差不多，甚至比 波长还要小时，衍射现象就十分明显. ·42 业（十五） 光 4.自然光与偏振光的比较 自然光 偏振光 自然光通过起偏 光的直接从光源发出 器后的光或由某 来源的光 种介质反射或折 射的光 不 在垂直于光的传 同 在垂直于光的传 播方向的平面内， 点 光的 播方向的平面内， 光振动沿所有方 振动 光振动沿某个特 向，且沿各个方向 方向 定方向（与起偏器 振动的光波的强 透振方向一致) 度都相同 不管是自然光还是偏振光，传播方 相同点 向与振动方向一定垂直 一精典题练 1.下列成语、俗语在一定程度上反映了人类对 自然现象的认识，其中从物理学的角度分析 正确的是 A.“一叶障目”说明光能发生衍射现象 B.“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像 C.“海市蜃楼”说明光能发生干涉现象 D.“随波逐流”说明在波的传播过程中， 质点将沿波速方向随波迁移 2.下列说法正确的是 》 A.真空中蓝光的波长比红光的波长长 B.天空中的彩虹是由光的干涉形成的 C.光纤通信利用了光的全反射原理 D.机械波在不同介质中传播，波长保持 不变 3.光在某种玻璃中的传播速度是3×10m/s, 要使光由空气射入玻璃时折射光线与反 射光线成直角，则入射角应是( A.30° B.60° C.45 D.90° 4.为了减少光学元件的反射损失，可在光 学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜 干涉相消来减少反射光.如果照相机镜 头所镀膜对绿光的折射率为，要使绿光 在垂直入射时反射光完全抵消，最小厚 度为d,那么绿光在真空中的波长入。为 A￥ B.ud 4 C.4d D.4nd 5.如图所示，一束光从介质 介质b a斜射向介质b,在两种介 介质a 质的分界面上发生了全反 射，下列判断正确的是 A.a是光疏介质，b是光密介质 B.光的入射角必须大于或等于临界角 C.光在介质a中的速度大于在介质b中 的速度 D.该光束一定是单色光 ·43 6.通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩 色条纹，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及 太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这些 现象分别属于 A.光的衍射、折射和干涉现象 B.光的干涉、衍射和折射现象 C.光的干涉、折射和衍射现象 D.光的衍射、干涉和折射现象 7.将两个偏振片紧靠在一起，把它们放在 一盏灯（自然光）前面，眼睛透过偏振片 看到灯光很微弱.如果将其中一个偏振 片旋转180°，在旋转过程中会观察到的 现象是 ( A.灯光逐渐增强，然后又逐渐减弱 B.灯光逐渐增强，然后减到零 C.灯光逐渐增强，没有变弱现象 D.灯光逐渐增强，再减弱，然后又增强到 较亮 8.(多选)在光纤制造过程中，拉 伸速度不均匀，会使得拉出的 光纤偏离均匀的圆柱体，而呈 圆台状，如图所示，已知此光纤 长度为L,圆台对应底角为0，折射率为 n,真空中光速为c.现光从下方垂直射入 下台面，则 ) A.光从真空射人光纤，光的频率不变 B.光通过此光纤到达小截面的最短时间 为 C.从上方截面射出的光束一定是平行光 D.若满足sin9>,则光在第一次到达 光纤侧面时不会从光纤侧面射出 9.如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的 实验中，需要从标尺上读出某条亮条纹的位 置.图中所示的读数是 mm 23 5单位：cm t四 1 01234567890 若双缝相距为d,双缝到 屏间的距离为，相邻两 个亮条纹中心的距离为 △x,则光的波长表示为 980m λ= (字母表达式)，某同学在两 个亮条纹之间测量，得出以下结果，其他 数据为：d=0.20mm,l=700mm,测量 △x的情况如下图所示.由此可计算出该 光的波长为：入= m. ·44 10.用某一单色光做双缝干涉实验时，已知 双缝间的距离为0.25mm,在距离双缝 为1.2m处的光屏上，测得5条亮纹间 的距离为7.5mm. (1)求这种单色光的波长. (2)若用这种单色光照射到增透膜上， 已知增透膜对这种光的折射率为1.3， 则增透膜的厚度最小应取多少？从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长 变大，D错误. 3.D根据观察到明显衍射的条件是缝、小孔 的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多，或 小于波长，因此应缩小小孔的尺寸或增大波 长，选项A、B错误；根据公式v=入f及水波 的波速由介质决定，即水波的波速不变，则 减小频率可以使波长增大，故选项C错误， D正确. 4.C根据波向右传播，由“上下坡法”或平移法可 得质点A向上振动，A错误；质点B在波谷位 置，速度为零，B错误；根据质点B经过0.1s第 一次回到平衡位置可得周期T=0.4s,那么， 1=0.5s=T,由题图可得1=0.5s时，质点A 位移为正，向上振动，质点B在平衡位置向上振 动，C正确，D错误. 5.C由于质点F要追随和它邻近的并且离波 源稍近的质点运动，又知道质点F的运动方 向是向下的，则与它邻近的离波源稍近的质 点的位置应在它的下方，对照图像可以判断 出波源在质，点F的右方，故波是向左传播的， 所以选项A是错误的；与质点H邻近的并且 离波源稍近的质点I的位置在质点H的上 方，则质点H的运动方向是向上的，所以选项B 也是错误的；用同样的方法可以判断出质点C 要向下运动直接回到平衡位置，而质点B则先 向上运动到达最大位移处后再返回平衡位置， 这样质点C要比质点B先回到平衡位置，故选 项C是正确的；质点C此时处在最大位移处，其 加速度最大，所以选项D是错误的， 6.D由题意可知，此波的波长为入=”=100 =2m,,=3.5m=X+子A,当波源位移为负且 向一y方向运动时，P质点位移为负，速度沿十 y方向；x=3m=入十合，故Q质点位移为 正，速度沿十y方向，故D正确. 7.B对于波的千涉图样要清楚：一条加强线、一 条减弱线、一条加强线…其是加强线、减弱线 彼此相间的稳定图样，在图中A、B、C、D四点， 5 由峰峰叠加，可知BD决定的直线为加强线，过 A点、C点平行于BD直线的两条直线也应是加 强线.a、c两，点在BD直线上，故a、c是振动加 强，点，分别过b、d且平行于BD直线的两条直 线均在两加强线之间，应为减弱线，故b、d两点 的振动是减弱的，B选项正确. 8.ABD在波的干涉中，振动加强区域里的质点 总在自己的平衡位置两侧做简谐运动，只是质 点的振幅较大，为A1十A2.本题中由于A1= A2,故振动减弱区的质点并不振动，而此时A 点是波峰与波峰相遇，B,点是波谷与波谷相遇， 都是加强，点，又因为A、D、B三，点在一条振动加 强线上，这条线上任一，点的振动都是加强的， 故此三点都为加强点，且都是一会儿在波峰， 一会儿在波谷.C点是波峰与波谷相遇点，是 减弱点，不振动， 9.解析：波在寻T时间内传播的距离为x=一 ·}T=},质点在振动的过程中，经过平 衡位置处的速度最大，所以在平衡位置附近的 子T时间内的路程最大，即两侧各日T:波的振 动方程为y=Asin(wt一p);若以平衡位置为起 点，质点在T时刻的位移为y=Asin(。·日T） =Asin(票·名T）=号A,所以质点在号T时 间内通过的最大路程为√3A. 答案：}T5A 10.解析：(1)设简谐波的波速为，波长为入，周期 为T,由T=2x得T=0.1s 由波速公式0=产 代入数据解得入=1m. (2)P点距离两波源的路程差为PB一PA= 1m=入，故P点是振动加强点. 答案：(1)1m(2)加强 高二物理寒假作业（十五）光 1.B“一叶障目”说明光沿直线传播，故A错误； “镜花水月”说明平面镜成的像是虚像，故B正 确；“海市蜃楼”说明光能发生折射，故C错误； 在波的传播过程中质点不沿波速方向随波迁 移，故D错误. 2.C红光的频率小于蓝光的频率，在真空中红光 和蓝光的传播速度相同，由入=子，得红光波长 比蓝光波长长，故选项A错误.天空中的彩虹是 水滴对不同色光的折射程度不同造成的，选项B 错误.光纤通信利用了光的全反射原理，选项C 正确.机械波在不同介质中传播时，其频率不 变，但传播速度不同，由)=入∫知，波长也不同， 选项D错误. 3.B设入射角为i,则折射角r=90°一i,根据折 射定律n1=n及n=,得m1 =c sin r sin(90°-i)v 所以tani=√3，即i=60°.故选B. 4.D设绿光在膜中的波长为入，由d=寻X,得入= 4d,则绿光在真空中的波长为入。=n入=4nd. 5.B光从介质a射向介质b,在a、b介质的分界 面上发生了全反射，则Q是光密介质，b是光疏 介质，A错误；对照全反射的条件可知，光的入 射角必须大于或等于临界角，B正确；由以上分 析得知，a对该束光的折射率大于b对该束光的 折射率，由v=C知，光在介质a中的速度小于 在介质b中的速度，C错误；此光可以是单色光， 也可以是复色光，D错误. 6.A通过狭缝观察发光的日光灯会看到彩色 条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能 发生明显的衍射现象；瀑布在阳光下呈现的 彩虹，是光的折射现象；肥皂膜表面可看到彩 色条纹，是肥皂膜的前后两面反射回来的两 列光发生干涉时形成的彩色条纹，故A正确， B、C、D错误. 7.A由开始时眼睛透过偏振片看到的灯光很弱， 表明此时的偏振方向几乎垂直.当其中一个偏 振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由几 乎垂直到平行再到几乎垂直，所以通过的光强 先增强，然后又逐渐减弱，故A正确，B、C、D 错误. ·60 8.AD光的频率由光源决定，与介质无关，所以 光从真空射入光纤，光的频率不变，A正确；光 通过此光纤到达小截面的最短距离为L,光在 光纤中的传播速度一分，则光通过此光纤到达 小截面的最短时间为t=上=业，B错误：通过 光纤侧面全反射后再从上方截面射出的光束与 垂直射出上方截面的光束不平行，C错误；全反 射临界角记为C,则sinC-7到达光纤侧面的 光线入射角等于0，若0>C,即有sin0>元则 光在第一次到达光纤侧面时发生全反射，不会 从光纤侧面射出，D正确 9.解析：从题图可以看出，主尺示数为5mm,游标尺 第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数 为12×0.02mm=0.24mm,游标卡尺的示数为 5mm+0.24mm=5.24mm.由千涉条纹间距 的计算公式△x=入，解得光的波长表达式为 入=公由题因可以求出条纹间距为△x-8s”m -mm 5 =1.96mm,代入数据解得光的波长为入=5.6× 10-7m. 答案：5.24 4x5.6X101 10.解析：)根据公式△x=2,得入=兰Ar 由题意知△x=N-1 又l=1.2m,d=0.25×103m 所以X=号4r=025X10X7,5X10 1.2×4 m= 3.9×10-7m. (2)根据公式n=台=A,0=Xf得n=是 所以入'=1=3.9X10 -m=3.0×107m 1.3 故增造膜的最小厚度d=子=7.5× 10-8m. 答案：(1)3.9×10-m(2)7.5×108m