1、2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册同步课时作业 （27）第四章 光1.下列说法正确的是( )A海市蜃楼是由光的折射和全反射形成的B用光导纤维束传送图象信息，这是光折射的应用C眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象2.如图(甲)所示为双缝干涉实验的装置示意图,(乙)图为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央条纹,(丙)图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况,a为中央亮条纹,则以下说法正确的是( )A.(丙)图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.(丙)图可能为用紫光
2、实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.(丙)图可能为用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.(丙)图可能为用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短3.下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是( )A.雨后的彩虹B.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色C.透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮4.取两块平玻璃板,合在一起用手捏紧,会从玻璃板上看到彩色条纹,这是光的干涉现象,有关这一现象的叙述正确的是( )A.这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果B.这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光干涉的结果C.这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果D.这是下面一块玻璃的上、下两表面
3、的反射光干涉的结果5.直线过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于对称,由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比（ ）A.玻璃对a光的折射率较小B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较大D.b光在玻璃中的传播时间较短6.已知红光在某玻璃和真空的界面上发生全反射的临界角为45,红光在真空中传播的速度为c,下列说法正确的是( )A.该玻璃对红光的折射率大于B.红光在该玻璃中的波长是在真空中波长的C.红光在该玻璃中的频率是在真空中的倍D.红光从真空射向该玻璃中,入射角大于45时一定发生全反射7.如图所示，扇形为透明玻璃砖截面示意图，圆心角，为的角平分线，平行于的单色光在空气中由边射入
4、玻璃砖，经面折射后的光线恰平行于面。则下列说法正确的是( )A.该玻璃砖的折射率为2B.经面折射后的光线射到面都将发生全反射C.该入射光在空气中的波长与在玻璃砖中的波长相等D.该入射光在空气中的频率与在玻璃砖中的频率相等8.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输。如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，玻璃芯的折射率为，外层材料的折射率为，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则下列说法正确的是（图中所示的为全反射的临界角，其中）( )A.B.C.D.9.图中所示轴沿水平方向，轴沿竖直方向向上。在的区域内存在某种分布范围足够广的介质，其折射率随
5、着y的变化而变化。一细光束入射到介质表面，并沿着如图所示从a到b的一条弧形路径传播。下列判断正确的是( )A.此介质的折射率随着y的增大而减小B.海洋蜃景发生时空气折射率随高度的变化与此类似C.沙漠蜃景发生时空气折射率随高度的变化与此类似D.这束细光束在继续传播的过程中会发生全反射10.如图所示,两块半径均为的半圆形玻璃砖正对放置,其折射率均为;沿竖直方向的两条直径相互平行,一束单色光正对圆心从点射入左侧半圆形玻璃砖,已知，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,光线可能在面发生全反射B.间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关C.如果间距大于,光线不能从右半圆形
6、玻璃砖右侧射出D.如果间距等于,光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为1511.如图所示，直角三棱镜的一个侧面紧贴在平面镜上，从点光源S发出的一细光束射到棱镜的另一侧面上，适当调整入射光的方向，当与成角时，其折射光与平面镜发生一次反射，从面射出后恰好与重合，则( )A.此棱镜的折射率为B.此棱镜的折射率为C.增大角，光线有可能因在面上发生全反射无法射入棱镜D.增大角，无论角多大，光线都能射入棱镜12.如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，。一束复色光从空气射向上的E点，分成两束光偏折到上的点，光线平行于底边。已知入射光与的夹角为，下列说法正确的是( )A.三棱镜对a光的折射率为B.光在F点能发生
7、全反射C.b光发生全反射的临界角比a光的小D.光用同一种装置做双缝干涉实验时，a光产生的条纹间距更宽13.如图所示，竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用而形成上薄下厚的薄膜，从膜左侧面水平射入的红光，在左侧面观察到干涉条纹，则下列说法正确的是( )A.干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的B.干涉条纹是红黑相间的水平条纹C.入射光如果换成紫光，相邻亮条纹间距变大D.如果薄膜的下端再厚一些，干涉条纹变疏14.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针和，
8、使挡住和的像，挡住以及和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经点的入射光线。（1）在图甲上补画出所需的光路。（2）为了测出该玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图甲中的分界面上画出这两个角。（3）为了保证在弧面得到出射光线，实验过程中，光线在弧面的入射角应适当_（选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）。（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率_。15.2018年9月23日华人科学家“光纤之父”高琨逝世，他一生最大的贡献是玻璃纤维通讯的研究。光纤在转弯
9、的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求：（1）圆环内径R的最小值；（2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。答案以及解析1.答案：A解析：A.海市蜃楼是由光的折射和全反射形成的。故A正确；B.用光导纤维束传送图象信息是利用光在纤维中不停地发生全反射进行传递信息。故B错误；C.当光通过狭缝时，若缝的尺寸与光的波长相当，则会发生明显的衍射现象。故C错误；D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象。故D错误。故选：A。2.答案：A解析：根据双
10、缝干涉图样的特点,入射光的波长越长,同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大,由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长,因此B、C、D错,A对。3.答案：B解析：雨后的彩虹是色散现象，故选项A错误;透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射现象，故选项C错误；水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果，故选项D错误；油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果， 故选项B正确。4.答案：B解析：形成干涉条纹是有一定条件的,即两列相干光的路程差需要连续变化,当时,形成明条纹,当时,形成暗条纹。当入射光是白光时,就会形成彩色条纹,对平板玻璃来说,每一块平板玻璃上下表面都是平行的,故不具备产生干涉条纹的条件,而中间
11、的空气膜,则可能具备这一条件。5.答案：A解析：由图知,光线通过玻璃砖后,b光的偏折角大,则玻璃对b光的折射率较大,对a光的折射率较小,所以A选项是正确的.因为a光的折射率较小,根据知,玻璃对a光的临界角较大,故B错误.因为b光的折射率较大,根据知,b光在玻璃中的传播速度较小,故C错误.b光在玻璃砖通过的路程较大,传播速度较小,由知,b光在玻璃中的传播时间较长,故D错误.所以A选项是正确的.6.答案：B解析：由全反射临界角的计算式得,故A错误;由得,设红光的频率为f,在真空中的波长为,在该玻璃中的波长为,由波长、频率、波速的关系得,由得,故B正确;该红光由真空传入介质时,频率不发生变化,故C错
12、误;由全反射的产生条件知红光从真空射向介质不会发生全反射,D错误。7.答案：D解析：依题意作出光路图，由几何知识得入射角，折射角，由折射定律得，A错误；由可知，光在此介质中发生全反射的临界角C大于30，经面折射后照射到面这一范围的光线可能发生全反射，经面折射后照射到范围的光线不能发生全反射，B错误；光在不同介质中传播频率不变，D正确；若光在真空中的传播速度为c，则光在玻璃砖中的传播速度为，由可知，该入射光在空气和在玻璃砖中的波长不同，C错误。8.答案：B解析：刚好发生全反射的条件是入射角等于临界角，且光从光密介质射到光疏介质，。传播距离为，传播速度为，故传播时间为，故选B。9.答案：C解析：介
13、质的折射率随着y的变化而变化，由题图知，光线从a到b的偏转度越来越大，则知此介质的折射率随着y的增大而增大，故A错误。海洋蜃景发生时空气折射率随高度的增大而减小，与此介质折射率的变化不同；沙漠蜃景发生时空气折射率随高度的增大而增大，与此介质折射率的变化相似，故B错误，C正确。光从光疏介质进入光密介质，不可能发生全反射，故D错误。10.答案：AD解析：玻璃砖的临界角为，解得，所以减小，光线可能在面发生全反射,故A正确；由折射定律可得，则，在中，由正弦定理可得，又，代入数据可得，由折射定律可得，所以光线相对于光线偏折了15，故D正确；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
14、以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。11.答案：AD解析：根据光路可逆原理知，光线经面折射后垂直于，所以折射角为，又入射角为，根据折射定律得，A项正确，B项错误；发生全反射的条件之一是光由光密介质进入光疏介质，故C项错误，D项正确。12.答案：AB解析：a光在界面的入射角，折射角，根据折射定律得，A正确；a光在界面的入射角为，而a光发生全反射的临界角C的正弦值，则，所以a光在F点能发生全反射，B正确；由几何关系知，a光在三棱镜中的偏折程度比b光的大，则三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率，则由可知b光发生全反射的临界角大于a光发生
15、全反射的临界角，C错误；由三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率，知a光的波长比b光的短，由公式可知，a光的干涉条纹间距小于b光的，D错误。13.答案：AB解析：本题易错之处在于不理解薄膜干涉产生的原因。干涉条纹是由薄膜左右两个面的反射光叠加形成的，A对；一个红条纹是同一厚度的薄膜左右面的反射光形成的，同一水平线上的薄膜厚度相同，则条纹水平，B对；把楔形膜两边延长至相交，夹角设为，如图所示，设第条亮纹处的薄膜厚度分别为和，到交点的距离分别设为和，因为夹角很小，应用边角关系有，相邻亮纹间距，又根据干涉条件有，联立解得，显然相邻亮纹间距随入射光波长增大而增大、随增大而减小，入射光换成紫光，即波长变
16、小，所以相邻亮条纹间距变小，C错；而薄膜的下端再厚一些使得增大，则减小，干涉条纹变密，D错。14.答案：（1）如图所示（2）如图所示（3）小一些（4）1.5解析：（1）连接与交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，的连线与的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。（2）O点与光线在上的入射点的连线即为法线，作出入射角和折射角，如图中所示。（3）为了保证在弧面上有出射光线，实验过程中，光线在弧面上的入射角应适当小一些，才不会使光线在面上发生全反射。（4）由题图乙可知图线斜率为，即该玻璃的折射率为1.5。15.答案：（1）（2）解析：解：（1）从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线也能发生全反射，如图所示，设入射角为，根据几何关系得设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有根据临界角公式有因此有即解得所以R的最小值为（2）在（1）问的情况下，如图所示。光在光纤内传播的总路程为光在光纤内传播速度为所以所求时间为