2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章光課時作業(yè)含解析新人教版選擇性必修1

PAGE11-第四章光1.下列說法正確的是()A．空中樓閣是由光的折射和全反射形成的B．用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息，這是光折射的應(yīng)用C．瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時能視察到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象D．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象2.如圖(甲)所示為雙縫干涉試驗(yàn)的裝置示意圖,(乙)圖為用綠光進(jìn)行試驗(yàn)時,在屏上視察到的條紋狀況,a為中心條紋,(丙)圖為換用另一顏色的單色光做試驗(yàn)時視察到的條紋狀況,a’為中心亮條紋,則以下說法正確的是()A.(丙)圖可能為用紅光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紅光波長較長B.(丙)圖可能為用紫光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紫光波長較長C.(丙)圖可能為用紫光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紫光波長較短D.(丙)圖可能為用紅光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋,表明紅光波長較短3.下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉來說明的是()A.雨后的彩虹 B.水面上的油膜在陽光照耀下呈彩色C.透過昆蟲的翅膀看陽光呈彩色 D.荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮4.取兩塊平玻璃板,合在一起用手捏緊,會從玻璃板上看到彩色條紋,這是光的干涉現(xiàn)象,有關(guān)這一現(xiàn)象的敘述正確的是()A.這是上下兩塊玻璃板的上表面反射光干涉的結(jié)果B.這是兩玻璃板間的空氣薄層上下兩表面的反射光干涉的結(jié)果C.這是上面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果D.這是下面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果5.直線過勻稱玻璃球球心O,細(xì)光束a、b平行且關(guān)于對稱,由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、b光相比（）A.玻璃對a光的折射率較小 B.玻璃對a光的臨界角較小C.b光在玻璃中的傳播速度較大 D.b光在玻璃中的傳播時間較短6.已知紅光在某玻璃和真空的界面上發(fā)生全反射的臨界角為45°,紅光在真空中傳播的速度為c,下列說法正確的是()A.該玻璃對紅光的折射率大于B.紅光在該玻璃中的波長是在真空中波長的C.紅光在該玻璃中的頻率是在真空中的倍D.紅光從真空射向該玻璃中,入射角大于45°時肯定發(fā)生全反射7.如圖所示，扇形為透亮玻璃磚截面示意圖，圓心角，為的角平分線，平行于的單色光在空氣中由邊射入玻璃磚，經(jīng)面折射后的光線恰平行于面。則下列說法正確的是()A.該玻璃磚的折射率為2B.經(jīng)面折射后的光線射到面都將發(fā)生全反射C.該入射光在空氣中的波長與在玻璃磚中的波長相等D.該入射光在空氣中的頻率與在玻璃磚中的頻率相等8.光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸。如圖所示，一條圓柱形的光導(dǎo)纖維，長為L，玻璃芯的折射率為，外層材料的折射率為，光在空氣中的傳播速度為c，若光從它的一端射入經(jīng)全反射后從另一端射出所需的最長時間為t，則下列說法正確的是（圖中所示的φ為全反射的臨界角，其中）()A. B. C. D.9.圖中所示軸沿水平方向，軸沿豎直方向向上。在的區(qū)域內(nèi)存在某種分布范圍足夠廣的介質(zhì)，其折射率隨著y的變更而變更。一細(xì)光束入射到介質(zhì)表面，并沿著如圖所示從a到b的一條弧形路徑傳播。下列推斷正確的是()A.此介質(zhì)的折射率隨著y的增大而減小B.海洋蜃景發(fā)生時空氣折射率隨高度的變更與此類似C.沙漠蜃景發(fā)生時空氣折射率隨高度的變更與此類似D.這束細(xì)光束在接著傳播的過程中會發(fā)生全反射10.如圖所示,兩塊半徑均為的半圓形玻璃磚正對放置,其折射率均為;沿豎直方向的兩條直徑相互平行,一束單色光正對圓心從點(diǎn)射入左側(cè)半圓形玻璃磚,已知，若不考慮光在各個界面的二次反射,下列說法正確的是（）A.減小,光線可能在面發(fā)生全反射B.間距大小與光線能否從右半圓形玻璃磚右側(cè)射出無關(guān)C.假如間距大于,光線不能從右半圓形玻璃磚右側(cè)射出D.假如間距等于,光線穿過兩個半圓形玻璃磚的總偏折角為15°11.如圖所示，直角三棱鏡的一個側(cè)面緊貼在平面鏡上，，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)光束射到棱鏡的另一側(cè)面上，適當(dāng)調(diào)整入射光的方向，當(dāng)與成α角時，其折射光與平面鏡發(fā)生一次反射，從面射出后恰好與重合，則()A.此棱鏡的折射率為B.此棱鏡的折射率為C.增大α角，光線有可能因在面上發(fā)生全反射無法射入棱鏡D.增大α角，無論α角多大，光線都能射入棱鏡12.如圖所示，三棱鏡的橫截面為直角三角形，。一束復(fù)色光從空氣射向上的E點(diǎn)，分成兩束光偏折到上的點(diǎn)，光線平行于底邊。已知入射光與的夾角為，下列說法正確的是()A.三棱鏡對a光的折射率為B.光在F點(diǎn)能發(fā)生全反射C.b光發(fā)生全反射的臨界角比a光的小D.光用同一種裝置做雙縫干涉試驗(yàn)時，a光產(chǎn)生的條紋間距更寬13.如圖所示，豎直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，從膜左側(cè)面水平射入的紅光，在左側(cè)面視察到干涉條紋，則下列說法正確的是()A.干涉條紋是由薄膜左右兩個面的反射光疊加形成的B.干涉條紋是紅黑相間的水平條紋C.入射光假如換成紫光，相鄰亮條紋間距變大D.假如薄膜的下端再厚一些，干涉條紋變疏14.用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的試驗(yàn)時，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針，然后在玻璃磚的另一側(cè)視察，調(diào)整視線使的像被的像攔住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針和，使攔住和的像，攔住以及和的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)點(diǎn)的入射光線。（1）在圖甲上補(bǔ)畫出所需的光路。（2）為了測出該玻璃的折射率，須要測量入射角和折射角，請?jiān)趫D甲中的分界面上畫出這兩個角。（3）為了保證在弧面得到出射光線，試驗(yàn)過程中，光線在弧面的入射角應(yīng)適當(dāng)________（選填“小一些”“無所謂”或“大一些”）。（4）多次變更入射角，測得幾組入射角和折射角，依據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率____________。15.2024年9月23日華人科學(xué)家“光纖之父”高琨逝世，他一生最大的貢獻(xiàn)是玻璃纖維通訊的探討。光纖在轉(zhuǎn)彎的地方不能彎曲太大，如圖模擬光纖通信，將直徑為d的圓柱形玻璃棒彎成圓環(huán)，已知玻璃的折射率為，光在真空中的速度為c，要使從A端垂直入射的光線能全部從B端射出。求：（1）圓環(huán)內(nèi)徑R的最小值；（2）在（1）問的狀況下，從A端最下方入射的光線，到達(dá)B端所用的時間。

答案以及解析1.答案：A解析：A.空中樓閣是由光的折射和全反射形成的。故A正確；B.用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息是利用光在纖維中不停地發(fā)生全反射進(jìn)行傳遞信息。故B錯誤；C.當(dāng)光通過狹縫時，若縫的尺寸與光的波長相當(dāng)，則會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。故C錯誤；D.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象。故D錯誤。故選：A。2.答案：A解析：依據(jù)雙縫干涉圖樣的特點(diǎn),入射光的波長越長,同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中條紋的間距就越大,由題意可確定另一種顏色的單色光比綠光的波長長,因此B、C、D錯,A對。3.答案：B解析：雨后的彩虹是色散現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯誤;透過昆蟲的翅膀看陽光呈彩色是衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)C錯誤；水珠在陽光下晶瑩透亮是全反射的結(jié)果，故選項(xiàng)D錯誤；油膜在陽光照耀下呈彩色是薄膜干涉的結(jié)果，故選項(xiàng)B正確。4.答案：B解析：形成干涉條紋是有肯定條件的,即兩列相干光的路程差須要連續(xù)變更,當(dāng)時,形成明條紋,當(dāng)時,形成暗條紋。當(dāng)入射光是白光時,就會形成彩色條紋,對平板玻璃來說,每一塊平板玻璃上下表面都是平行的,故不具備產(chǎn)生干涉條紋的條件,而中間的空氣膜,則可能具備這一條件。5.答案：A解析：由圖知,光線通過玻璃磚后,b光的偏折角大,則玻璃對b光的折射率較大,對a光的折射率較小,所以A選項(xiàng)是正確的.因?yàn)閍光的折射率較小,依據(jù)知,玻璃對a光的臨界角較大,故B錯誤.因?yàn)閎光的折射率較大,依據(jù)知,b光在玻璃中的傳播速度較小,故C錯誤.b光在玻璃磚通過的路程較大,傳播速度較小,由知,b光在玻璃中的傳播時間較長,故D錯誤.所以A選項(xiàng)是正確的.6.答案：B解析：由全反射臨界角的計算式得,故A錯誤;由得,設(shè)紅光的頻率為f,在真空中的波長為,在該玻璃中的波長為,由波長、頻率、波速的關(guān)系得,,由得,,故B正確;該紅光由真空傳入介質(zhì)時,頻率不發(fā)生變更,故C錯誤;由全反射的產(chǎn)生條件知紅光從真空射向介質(zhì)不會發(fā)生全反射,D錯誤。7.答案：D解析：依題意作出光路圖，由幾何學(xué)問得入射角，折射角，由折射定律得，A錯誤；由可知，光在此介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角C大于30°，經(jīng)面折射后照耀到面這一范圍的光線可能發(fā)生全反射，經(jīng)面折射后照耀到范圍的光線不能發(fā)生全反射，B錯誤；光在不同介質(zhì)中傳播頻率不變，D正確；若光在真空中的傳播速度為c，則光在玻璃磚中的傳播速度為，由可知，該入射光在空氣和在玻璃磚中的波長不同，C錯誤。8.答案：B解析：剛好發(fā)生全反射的條件是入射角等于臨界角，且光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)，。傳播距離為，傳播速度為，故傳播時間為，故選B。9.答案：C解析：介質(zhì)的折射率隨著y的變更而變更，由題圖知，光線從a到b的偏轉(zhuǎn)度越來越大，則知此介質(zhì)的折射率隨著y的增大而增大，故A錯誤。海洋蜃景發(fā)生時空氣折射率隨高度的增大而減小，與此介質(zhì)折射率的變更不同；沙漠蜃景發(fā)生時空氣折射率隨高度的增大而增大，與此介質(zhì)折射率的變更相像，故B錯誤，C正確。光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不行能發(fā)生全反射，故D錯誤。10.答案：AD解析：玻璃磚的臨界角為，解得，所以減小，光線可能在面發(fā)生全反射,故A正確；由折射定律可得，則，在中，由正弦定理可得，又，代入數(shù)據(jù)可得，由折射定律可得，所以光線相對于光線偏折了15°，故D正確；間距越大，從右半圓圓弧出射光線的入射角就越大，可能超過臨界角，所以間距大小與光線能否從右半圓形玻璃右側(cè)射出有關(guān)，且當(dāng)入射角小于45°時均可從右側(cè)面射出，故BC錯誤。11.答案：AD解析：依據(jù)光路可逆原理知，光線經(jīng)面折射后垂直于，所以折射角為，又入射角為，依據(jù)折射定律得，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；發(fā)生全反射的條件之一是光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。12.答案：AB解析：a光在界面的入射角，折射角，依據(jù)折射定律得，A正確；a光在界面的入射角為，而a光發(fā)生全反射的臨界角C的正弦值，則，，所以a光在F點(diǎn)能發(fā)生全反射，B正確；由幾何關(guān)系知，a光在三棱鏡中的偏折程度比b光的大，則三棱鏡對a光的折射率大于對b光的折射率，則由可知b光發(fā)生全反射的臨界角大于a光發(fā)生全反射的臨界角，C錯誤；由三棱鏡對a光的折射率大于對b光的折射率，知a光的波長比b光的短，由公式可知，a光的干涉條紋間距小于b光的，D錯誤。13.答案：AB解析：本題易錯之處在于不理解薄膜干涉產(chǎn)生的緣由。干涉條紋是由薄膜左右兩個面的反射光疊加形成的，A對；一個紅條紋是同一厚度的薄膜左右面的反射光形成的，同一水平線上的薄膜厚度相同，則條紋水平，B對；把楔形膜兩邊延長至相交，夾角設(shè)為θ，如圖所示，設(shè)第條亮紋處的薄膜厚度分別為和，到交點(diǎn)的距離分別設(shè)為和，因?yàn)閵A角很小，應(yīng)用邊角關(guān)系有，相鄰亮紋間距，又依據(jù)干涉條件有，聯(lián)立解得，明顯相鄰亮紋間距隨入射光波長增大而增大、隨θ增大而減小，入射光換成紫光，即波長變小，所以相鄰亮條紋間距變小，C錯；而薄膜的下端再厚一些使得θ增大，則減小，干涉條紋變密，D錯。14.答案：（1）如圖所示（2）如圖所示（3）小一些（4）1.5解析：（1）連接與交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)即為光線從玻璃磚中射出的位置，的連線與的交點(diǎn)即為光線進(jìn)入玻璃磚的位置，連接兩交點(diǎn)即可作出玻璃磚中的光路，如圖所示。（2）O點(diǎn)與光線在上的入射點(diǎn)的連線即為法線，作出入射角和折射角，如圖中所示。（3）為了保證在弧