假期作业十四 光-【快乐假期】2025-2026学年高二物理寒假作业

快乐假期 0M-= 假期作业十四光 温故而知新，可以为师矣。 完成日期： 月 日 思维整合室 思维导图 ‘入射角、折射角 折射定律折射定律：n= ,光从真空射入任何介质时 光的折射 折射率与传播速度的关系：n= 光路可逆 实验：测量玻璃的折射率 条件： 全反射 临界角C的计算公式：sinC= 条件：两列频率 、相位差 振动情况 的光 实验装置：双缝干涉仪 干涉图样：单色光是 的条纹 光的双缝干涉 亮条纹：△r= 光光的干涉 明暗条纹的产生条件 暗条纹：△r= 条纹间距：△x= 实验：用双缝干涉测量光的波长 薄膜干涉及应用 「发生明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸 光的衍射{衍射图样：单色光是明暗 、间隔 的条纹（与干涉图样进行区分） 实例： 偏振光与自然光的区别 光的偏振 偏振现象说明光是 特点： 激光 应用：光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗、全息照相等 自测自查 sin 0 sin 02 01>02 光从光密介质斜射向光疏介质、入射角大于或等于临界角 相同恒 定 相同 明暗相间、间隔均匀A(k=0,1,2,3,…)(2-1)号(=1,2,3…) 足够小 相间不均匀单缝衍射、圆孔衍射、泊松亮斑横波相干性好、平行度好、亮度高 ·42· =0022 高二物理， 情境思辨 3.(2025·天津南开大学附 M 属中学月考)如图所示是 肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上 30 一玻璃球体，其半径为R, 面宽、下面窄. O为球心，AB为水平直 径、M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线 BD从D点射出，出射光线平行于AB,已知 ∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c,则 (1)过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是 下列说法正确的是 梯形 ( (2)肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的 A此玻璃的折射率为9 干涉条纹 ( ) B光线从B到D需用时迟 (3)肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距 C.光线在射入B点之前，应沿BA方向 不会发生变化： () D.光线从D点射出后，频率会降低 (4)将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 4.如图所示，半球形玻璃的折射率 90°，条纹也会跟着转动90° 为n,半径为R,平行单色光从下 方射入，若要使第一次射到球面 答案：(1)/(2)/(3)×(4)× 上的光不从球面上出射，可在半球形玻璃的 〈《《技能提升台 圆形底面上放一个挡光屏，则该挡光屏的最 技能提升 小面积为 一、选择题 A.T'R B.TR n 1.(2025·朝阳市第一高级中学高二期末)关 C D.nπR 于光的现象，下列说法正确的是( (n+1)2 5.(2025·达州市大竹中学高二月考)一束光 A.光的偏振现象说明光是电磁波 在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导 B.雨后天空出现的彩虹是光的反射现象 纤维对该束光的折射率为n,该段光导纤维 C.露珠呈现的彩色是光的干涉现象 的长度为L,图中的光线刚好在光导纤维与 D.通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍 空气的界面处发生全反射.已知空气对该束 射现象 光的折射率为1，光在真空中传播的速度为 2.下列选项中，属于光的衍射现象的是( c,下列说法正确的是 大气密度小（折射率小） 4 A.光导纤维的折射率n>1 B 大气密度大（折射率大） B.光导纤维的折射率n<1 A.泊松亮斑 B.沙漠蜃景 C.光在光导纤维中传播的时间为mL C等间距条纹 D,光在光导纤维中传播的时间为 D.太阳光下的肥皂膜 nc ·43· 飞壑快乐假明 00= 6.(2025·湖北开学考试)如 所构成的复色光圆形区域，周围为环状区 图所示，边长为L的正方 域，且为a光的颜色（见图乙）.设水对b光的 体透明介质放在水平面 折射率为，则下列说法正确的是( a光的单色光区域 上，在地面上离AB面距离为L的P点有 复色光区域 一个光源，向透明介质的左侧面AB面射出 甲 一束光，当此光线与水平面夹角为53°时，在 A.在水中，a光的波长比b光的长 AB面的折射光线刚好照射到C点，则该透 B.在水中，a光的传播速度比b光的大 明介质对光的折射率为(sin53°=0.8，cos C.复色光圆形区域的面积为S=h 53°=0.6) n,2-1 D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光 A.210 B.√2 5 的干涉条纹间距比b光的窄 C.40 9.（多选)(2025·朝阳市月 D.3 5 考)如图所示，一底面半径 D 7.(多选)如图所示为用a、b两种单色光分别 为R的半圆柱形玻璃砖 通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，现 平放在水平面上，O为横截面的圆心，AB面 让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃 涂有反光材料，BC为一个与玻璃砖相切于 砖或三棱镜，光的传播路径与方向可能正确 B点的屏，一束极细的单色光以平行于BC 的是 的方向照射到玻璃砖上的D点，OD与AB 的夹角0=30°，OE⊥AB.已知光在真空中 a光 b光 的传播速度为c,玻璃砖对该单色光的折射 复色光 复色光 率为√3，下列说法正确的是 A.光线在AB面反射后经过E点射出玻 璃砖 复色光 复色光 B.光线在屏上的光斑离B点的距离为(1十 复色光 复色光 D 多r 8.(多选)如图甲所示，在平静的水面下深h处 有一个点光源S,它发出不同颜色的a光和 C.光线在玻璃砖内传播的时间为3迟 b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆 D.若去掉AB面的反光材料也不会有光线 形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光 从AB面射出 ·44· =022 二、非选择题 11.如图所示，一梯形透明介 D E 10.在“测量玻璃的折射率”实验中： 质ABCD,∠A=75°， B (1)如图为了取得较好的实验效果； ∠B=45°，一光线垂直于BC面从E点射 入介质后，射到AB面时恰好发生全反射， 从AD面上的某点射出.求： (1)介质对该光线的折射率； 0 P P (2)该光线从AD面射出时的折射角r. A.必须选用上下表面平行的玻璃砖 B.选择的入射角应尽量小些 C.大头针应垂直地插在纸面上 D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距 离适当大些 其中正确的是 (2)甲同学在画界面时，不小心将两界面 aa'和bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，如 图甲所示，则他测得的折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”) 甲 (3)乙同学在量入射角和折射角时，由于没 有量角器，在完成了光路图以后，如乙图所 示，以O点为圆心，OA为半径画圆，交 OO延长线于C点，过A点和C点作垂直 法线的直线分别交于B点和D点，则他只 需要测量 ,就可求出玻璃的折射 率n= .(用测量出的值表示) ·45· 人空快乐限阴 00-= 12.(2025·长沙市高二期 高考冲浪 末)如图，一个半径为R 609 R (2025·湖南卷)如图， 的圆形玻璃砖，为了测定 ABC为半圆柱体透明 真空c 介质的横截面，AC为 介质 该玻璃砖的折射率，将一条光线从玻璃砖 直径，B为ABC的中 上的A点射人，入射光线所在的平面内， 点.真空中一束单色光 从AC边射人介质，入射点为A点，折射光 玻璃砖横截面的圆心为O,在该横截面所 直接由B点射出.不考虑光的多次反射，下 在的平面内调节入射光线的方向，当圆形 列说法正确的是 A.入射角0小于45 玻璃砖侧面上只有三处有光线射出时，测 B.该介质折射率大于√2 得入射光线与半径OA延长线的夹角为 C.增大入射角，该单色光在BC上可能发生 全反射 60°，已知光在真空中传播的速度为c.求： D.减小入射角，该单色光在AB上可能发生 (1)该玻璃砖的折射率n; 全反射 【《益智欢乐谷 (2)保持入射角不变，光线从射入玻璃砖 对光折射的研究 到射出玻璃砖经历的最短时间t. 古希腊科学典籍中关于光折射的实验记 载寥寥无几，最早的应该是公元2世纪托勒密 所做的光的折射实验.他在一个圆盘上装两把 能绕盘心旋转的尺子，将圆盘的一半浸入水 中，让光由空气射入水中，就得到它在水中的 折射光线，转动两把尺子，使它们分别与入射 光线和折射光线重合.然后取出圆盘，按尺子 的位置刻下入射角和折射角.托勒密测出的一 系列数据是非常精确的，他大致假定了光的入 射角和折射角之间有一直接的比例关系.托勒 密依靠经验发现了折射的规律，但却没有由此 得出精确的折射定律 1609年，伽利略制成了望远镜，并利用它 进行了很多科学观测.这些新的发现激励开普 勒对光折射现象进行了深入地研究，并于 1611年出版了《折射光学》一书.开普勒的研 究表明，对于两种给定的媒质，小于30°的入射 角同相应的折射角成近似固定的比，对于玻璃 或水晶，这个比约为3：2.他还指出：这个比 对于大的入射角不成立.开普勒试图通过实验 发现精确的折射定律，他的方法虽然是正确 的，却没有得到其中有规律性的联系.但是，开 普勒的研究为后来斯涅耳得出折射定律起到 了一定的启示作用. ·46·=0022 2 答案：(1)6m/s,水平向左， ,m/s,水平向右 (2)2 5 m/s,水平向左，J 假期作业十三 技能提升台 技能提升 1.C摆钟走时快了说明摆的周期变短了，需要增大单摆的周期， 根据单摆的周期公式T=2π 可知，必须增大摆长，才可能使 g 其走时准确，故A错误；火车过桥时要减速是为了防止桥发生共 振，不是防止火车发生共振，故B错误：挑水的人由于行走，使扁 担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步 的频率时，发生共振，水桶中的水荡出，挑水时为了防止水从水 桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C正确；停在海面的 小船上下振动，是受迫振动，故D错误. 2.A由题图可知，0.2至0.3秒时间内，位移增大，做减速运动，速 度减小，由a= -知加速度增大，故A正确，B错误；0,3至0.4 777 秒时间内，位移方向为y轴负方向且逐渐减小，速度方向沿y轴 正方向且逐渐增大，则动能增大，势能减小，故C、D错误. 3.D小球再次回到A点时所用的时间为一个周期，其中包括了以 L为摆长的简谐运动半个周期和以2L为据长的简谐运动的半 个周期.以L为摆长的运动时间为： 4=×2√g L 入y 以2L为摆长的运动时间为：4=合×2m√ 2 g 则这个摆的周南为：T=十红=(2+1D不√层放A,B.C错 误，D正确. 4.AC由简谐运动的对称性可知，小球经过B、C两点时，小球的 速度大小相等，选项A正确；小球经过B、C两点时，弹簧的形变 量不等，则弹簧的弹性势能不相等，选项B错误；小球做简谐运 动时，若从平衡位置开始运动经过四分之一周期的路程等于A= 10cm,因经过平衡位置附近的速度较大，则经B点向上运动四 分之一个周期，其运动的路程大于10cm,选项C正确；简谐运动 的周期与振幅无关，则若将小球由平衡位置O沿斜面向上拉动5 m后由静止释放，小球运动的周期不变，选项D错误」 5.B 当水波的波长比M、N之间狭缝大得多或者相差不大时，水 波才能发生明显的衍射现象，A错误；题图乙中，M,点为两列波 波峰交点，M点振动加强，B正确；题图乙中，N点为两列波波峰 和波谷交点，N点振动减弱，C错误；波是在不停振动着的，M点 的位移可能为零，D错误， 6.D由题图乙、丙可知，两列波的周期都是T=1s,由v=· 得， 波长λ=vT=0.2×1m=0.2m.因PC=PB=40cm,即两波源 到P点的距离差为波长的整数倍，而t=0时刻两波的振动方向 相反，则P点是振动减弱的点，振幅等于两列波振幅之差，即为 A=40cm-30cm=10cm,故A、B、C错误，D正确. 7.D衍射现象是一切波所特有的现象，两列波遇到宽为3的障 碍物，会发生衍射现象，A错误；孤AB与CD的间距为1m,则这 两列波的波长入=2m,根据波速公式得口=产 =10m/s,B错 误；由题图可知，两列波的波峰能同时到达E点，所以该点振动 加强，C错误：E点为振动加强点，其振幅为10cm,则1s内运动 的路程为s一0.2X4A=2mD正确. 8.C根据波形平移的特点可知，速度为口=子=05m/s二 3 t 6m/s,A正确，不符合题意；根据波形图可知，波长为入=4m,则 有f-” = 6H2=1.5Hz,B正确，不符合题意；该简谱波的周 4 期T= 2 ·s,t=0时平衡位置为x=1m处的质，点位于波 峰，经t=1s,即经过1.5个周期，平衡位置为x=1m处的质点 处于波谷，C错误，符合题意；由于△1=2s=3T,即再经过3个周 期，质点仍在原来位置，所以t=2s时，平衡位置为x=2处的 质点经过平衡位置，D正确，不符合题意. 9.解析：1)由题图甲知小球的直径为15mm十0.1×8mm=15,8mm =1,58cm,摆长等于摆线长与球半径之和，即摆长等于98.29cm, 由题图乙所示停表可知，其示数为1.5min十9.78s=99.78s. (2)根据公式T=2π， 仁可得g=4,测摆长时摆线拉得过紧， T2 所测摆长偏大，由公式可知所测g偏大，故A错误；当摆线松动， 摆长增加了，所测摆长偏小，由公式可知所测g值偏小，故B正 确；开始计时时，停表过迟按下，实验中误将49次全振动记为50 次，均导致所测T偏小，由公式可知，所测g偏大，故C、D错误. 答案：(1)1.5898.2999.78(2)B ·5 高二物理 10.解析：Q点为峰峰相遏点，为振动加强点：S点为峰谷相遇点，振 动减弱，因两列波的振幅相同，则S,点的振幅为0，则从=0到 =0.2s的时间内，S点通过的路程为0. 答案：加强0 11.解析：(1)根据周期公式有T=2π√日 小球做简谐运动，则小球从静止释放到最低点所用的时间为 /1 2 g (2)从静止释放到最低点，由动能定理有 mg(l-lcos 0)2m 根据牛顿第二定律，有Fr一mg=m 联立解得FT=3mg一2mgc0s8. 答案：(1)交L 2 8 (2)3mg-2mgcos 12.解析：(1)如图，设距c点最近的振幅最大的点为d点，a与d的 距离为T1,b与d的距离为r2,d与c的距离为s,波长为入. d 则r2,-A① 由几何关系有r1=l一s② r22=(n1sin60)2+(l-r1cos60)2③ 联立①②③式并代入题给数据得入=子④ (2)设波的频率为f,波的传播速度为v,有v=f入，⑤ 联立@⑤或得。=子几 答案：1)子l(2) 高考冲浪 BD根据题图可知甲波的波长入甲=4m, 根据入甲=vT甲，可得T甲=4s,A错误； 设N左边在平衡位置的质点与N质点平衡位置的距离为x, 根据题图结合1m=2sm危×受） 2 cm, 、4 乙 又6m-2m-2.x=2 可得x=0.5m,入乙=6m,B正确； t=6s时即经过T甲十 士罗，结合同侧法可知M向y轴负方向运 动，C错误； 同理根据入z=oT乙，可得Tz=6s: 根据同侧法可知t=0时N向y轴负方向运动，t=6s时即经过 时间T乙，N仍向y轴负方向运动，D正确.故选B、D, 假期作业十四 技能提升台 技能提升 1.D光的偏振现象说明光是横波，无法说明光是电磁波，A错误； 雨后天空中出现的彩虹是阳光被空气中的小水珠折射后，发生 色散形成的，B错误；露珠呈现的彩色是光的色散现象，C错误； 通过狭缝看太阳光呈现的彩色，符合衍射的条件，所以该现象是 光的衍射现象，D正确」 2.A泊松亮斑是光的衍射现象，A符合题意：沙漠蜃景是光的全 反射现象，B不符合题意；等间距条纹是光的干涉现象，C不符合 题意；太阳光下的肥皂膜是光的干涉现象，D不符合题意， 3.B如图 由几何知识得入射角i=∠ABD=30°，折 射角r=2∠ABD=60°，则此玻璃的折射率 为月=部=，A错误：由几何知识得， 30B 0 BD长度s=2Rc0s30°=√3R,光在玻璃球 内传播的速度0=C ,所以光线从B到D n 的时间为L=三一3迟，B正确：光线在射入B点之前，若沿BA方 向，则不可能在玻璃球内发生折射，C错误；光在传播过程中频率 不变，D错误. 4.B在O点左侧，从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入 射角恰好等于全反射的临界角日，则OE=x区域的入射光线经 上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图： Eδ 受快乐暇朗 则由sn0=又可知在半球形玻璃上，半径为工的圆形范围内的 光都可以从球面射出，由图可知 —sinB,降x=Rsin8一，则 挡光屏的录小面积为号故B正确ACD辑说 5.A由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介 质，所以光导纤雏的折射率比空气的折射率大，即n>1,故A正 确，B错误；光线在界面处发生全反射的临界角C的正弦值为sinC 刀，光在光导纤维中的传揭速度为0=斤，沿光导纤维方向 的分量为=5i血C一后，光在光导纤维中传播的时间为=二 =L,故C、D错误. 6.C根据题意画出光路图. 设光在AB面的入射点为E,由题意可知入射 角i=53° 根据几何关系可知，AE=PA·tan53°-号L, D 故BE= 3L,设折射角为r,根据几何关系有 BE sin r= ，因此折射率n sini_4√10，故 √WBE2+BC2 W10 sin r 5 选C. 7.AD因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入 射光线，B错误；根据千涉图样，a光的千涉条纹间距较大，所以a 光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射 入平行玻璃砖时a光的侧移量小，A正确；由于三棱镜对a光的 折射率小，临界角较大，则4光更不易发生全反射，C错误，D 正确 8.ABCa光在水面上有光射出的区域面积较大，知a光的临界角较 大，根据sinC=】,知a光的折射率较小，再由v=C可知，在水 中，a光的波速比b光的大，a光的波长比b光的长，故A、B正 确；设复色光区域的半径为r,根据sinC=1 ,结合几何关系，可 Vh2+,2% ,故复色光圆形区域的面积为S=πx2= -,故C正确a光的折射率小，波长长，根据双缝千涉条纹 间距公式△x二二入可知，相同条件下，a光的千涉条纹间距比b 光的宽，故D错误. 9.AC假设光线从E点射出，光路如图所示， Rcos 0 由几何关系可得tana=R士Rsin月=3，解得 a=30°，在D点入射角i=60°，由几何关系可知 D米 折射角r=30°，折射率n=s加=5，与题中数A sin r 据致，假设成立，即光线在AB面反射后经过D E点射出玻璃砖，A正确；由折射定律可知，光线在E点的折射 角为60°，故光线在屏上的光斑离B点的距离为d=R十tan60 一(1+号)R,B错误：结合A的分养可得，光战在玻璃砖内待墙 的路程为Z=DF+FE=DE=R+Rsi血日-5R,在玻璃砖中的 cos a 传播速度为v= 行，故所用时间为一 工，联立解得t=3迟，C正 确；发生全反射的临界角C满足nC=上=5，若去拌AB面 3 的反光材料，光线射向AB面时的入射角为30°，由于sin30°< sinC,故在AB面不会发生全反射，有光线射出，D错误. 10.解析：(1)用插针法测量玻璃的折射率时，玻 璃砖上下表面不一定要平行，故A错误；为 了减小测量的相对误差，选择的入射角不能 太小，也不能太大，故B错误；为了准确确定 入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在 纸面上，所以C正确；大头针P1和P2及P 和P4之间的距离适当大些时，角度误差会 减小，效果会好些，所以D正确」 (2)如图，实线是真实的光路图，虚线是玻璃 砖宽度画大后的光路图，由图可以看出，测出的折射角比真实 的大，折射率偏小. (3)需要测量AB、CD的长度 根折射定体n-曲部品 答案：(1)CD(2)偏小(3)AB、CD的长度 AB CD ·54 00M 11.解析：(1)该光线在介质中传播的光路如图所示 G 根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角 0=∠B=45°， 又sin0-1 解得n=√2； (2)根据几何关系，该光线射到AD面的入射角i=30°， 又n=sinr sini' 解得r=45° 答案：(1)2(2)45° 12.解析：(1)根据光的可逆性可知光在圆形玻璃砖内不会发生全 反射，当圆形玻璃砖侧面上只有三处有光线射出时，三个光线 出射点与圆心连线互成120°，光路图如图所示，设三个出射点 分别为B、C、A,则三角形ABC为等边三角形，连接OA,∠OAB 即为折射角，根据几何关系可得 B 60(0 R -0 ∠OAB=30°， 根据折射定律有n= sin 60 sin∠OAB1 解得折射率n=√3： (2)通过分析可知光线第一次从B点射出时经历的时间最短， 根据几何关系得 AB=2Rcos∠OAB=√3R, 光在玻璃砖内传播的速度为)=。 n 则最短时间为t=AB, 代入数据解得=3迟 答案：(1)3(2)3迟 高考冲浪 D根据题意，画出光路图，如图所示 0 真空 A 介质 B 由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有n= sin 0 in45=√2 sin >1, 则有sin0> ② n<E,解得>45°，故AB错误； 根据题意，由sinC= ,可知sinC>2, 1 2 即C>45°， 增大入射角，光路图如图所示 0 真空C 介质 B 由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在 BC上不可能发生全反射，故C错误； 减小入射角，光路图如图所示 ,/真空C 介质 由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界 角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确.故选D.