人教版选择性必修第一册高二物理课后培优分级练4.7本章复习提升(原卷版+解析)

4.7本章复习提升课后培优练课后培优练级练1．(多选)下列说法正确的是（

）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．全息照相的拍摄利用了光的衍射原理C．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D．某玻璃对a光的折射率大于b光则在该玻璃中传播速度a光大于b光E．声波绕过障碍物，发生了衍射现象2．（多选）光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（）A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹3．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（）A．在冰晶中，光的传播速度较大B．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小D．用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽4．如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（）A．干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的C．观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角，则条纹将变成竖直的D．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小5．如图所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处。若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出（）A．b的下方 B．b的上方C．b处 D．无法确定6．把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是（）A．干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹逆向劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧7．（多选）现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知CO=AC=L，下列说法正确的是（）A．光线在AC边的折射角为30°B．该透明玻璃的折射率为2C．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°D．光线在BC边的入射角为30°8．（多选）在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状（如图所示）。已知此光纤长度为，圆台对应底角为，折射率为，真空中光速为。现光从下方垂直射入下台面，则（）A．光从真空射入光纤，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，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出9．（多选）如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（）A．光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B．光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率C．改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行 D．在真空中，光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度10．（多选）光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（）。A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸11．平行玻璃砖底面涂有反射层，一束由a、b两种单色光组成的复合光以45°入射角斜射到玻璃砖的上表面，经折射、反射再折射的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射，则玻璃砖对单色光____（填“a”或“b”）的折射率大，单色光____（填“a”或“b”）在玻璃砖中传播的时间长；两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互____（填“平行”或“不平行”）。12．如图所示为一用某种特殊透光材料制成的棱镜，棱镜的截面为等腰直角三角形，一束由红光和紫光组成的平行光从棱镜的AD面垂直入射，现用光屏承接从AB和BD平面出射的光线，发现从AB平面出射的光线中某种颜色的光线缺失，则AB面出射的光线中缺失_______（选填“红光”或“紫光”），BD面出射的光线为_______（选填“平行”或“非平行”）光。13．如图所示，一束只含红光和蓝光频率成分的复色光，沿方向垂直于直径AC射入半圆形透明砖中，可以观察到分成了三束光线分别沿、和方向射出。与平行。则可以判断光线一定是___________，光线一定是___________，光线一定是___________。（以上均填“红光”“蓝光”或“红光与蓝光的复色光”）14．如图甲所示，a、b两束激光分别通过同一套双缝干涉装置，它们的第5条亮条纹分别在屏上的Pa点和Pb点，则___________（填“a”或“b”）激光的波长较长；如图乙所示，由a、b两束激光组成的复合光通过三棱镜后形成两条光线，则光线___________（填“I”或“II”）是a激光的传播光路，___________（填“a”或“b”）激光在三棱镜中传播速度较大。15．半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，为直径的垂线。足够大的光屏紧靠在玻璃砖的右侧且与垂直。一束复色光沿半径方向与成角射向O点，已知复色光包含折射率从到的光束，因而光屏上出现了彩色光带。（1）求彩色光带的宽度；（2）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求角至少为多少时会出现这种现象。16．在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面相接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为n=1.73．则（1）通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点全反射；（2）光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少？（结果保留三位有效数字）。17．如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求：（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；（2）距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。18．如图所示为半径为R的半球玻璃体的横截面，圆心为O，MN为过圆心的一条竖直线，现有一单色光沿截面射向半球面，方向与底面垂直，入射点为B，且∠AOB=60°，已知该玻璃的折射率为。求：（1）光线PB经半球玻璃体折射后的光线与MN直线的交点D（图中未画出）到顶点A的距离并作出光路图；（2）光线PB以B点为轴，从图示位置沿顺时针方向逐渐旋转60°的过程，请问光线射到半球玻璃体底面时，是否会发生全反射？4.7本章复习提升课后培优练课后培优练级练1．(多选)下列说法正确的是（

）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．全息照相的拍摄利用了光的衍射原理C．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D．某玻璃对a光的折射率大于b光则在该玻璃中传播速度a光大于b光E．声波绕过障碍物，发生了衍射现象【答案】ACE【详解】A．偏振是横波特有的现象，故A正确；B．全息照相利用的是光的干涉，故B错误；C．激光的频率高波长短，不容易发生衍射，所以激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪，故C正确；D．因为光在介质中传播速度a光折射率更大则传播速度更小，故D错误；E．声波波长较长，容易绕过障碍物继续传播，即衍射，故E正确；故选ACE。2．（多选）光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（）A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹【答案】ABC【详解】A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致两偏振片的方向变化，则透射光的强度会发生变化，故A正确；B．一束自然光入射到两种介质的表面时，有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，则反射光为偏振光，故B正确；C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使景像更清晰，故C正确；D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹是光的衍射现象，D错误。故选ABC。3．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（）A．在冰晶中，光的传播速度较大B．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小D．用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽【答案】B【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由知b光的传播速度小，A错误；B．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据a光相邻条纹间距大，B正确；C．由临界角公式a光的折射率小，a光的临界角大，C错误；D．b光的折射率大，波长短，波动性弱，当用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条更窄，D错误。故选B。4．如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（）A．干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的C．观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角，则条纹将变成竖直的D．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小【答案】C【详解】A．由于重力的作用，肥皂薄膜形成了上薄下厚的形状，干涉条纹是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A说法正确；BC．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，且薄膜干涉是等厚干涉，同一条纹对应的薄膜厚度相同，故条纹是水平的，B说法正确，C说法错误；D．其他条件相同时，干涉条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长较长，故用黄光照射薄膜产生的干涉条纹间距较大，用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距较小，故D说法正确。此题选择错误选项，故选C。5．如图所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处。若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出（）A．b的下方 B．b的上方C．b处 D．无法确定【答案】C【详解】人眼看到的是鱼的虚像，鱼“发出”的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知，当激光从a处向b处发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上。故选C。6．把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是（）A．干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹逆向劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧【答案】A【详解】A．是由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，条纹间距都相等，故A正确；B．条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；C．条纹的位置与空气劈尖膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气劈尖膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C错误；D．薄膜干涉条纹时，眼睛应从入射光的同一侧，故D错误。故选A。7．（多选）现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知CO=AC=L，下列说法正确的是（）A．光线在AC边的折射角为30°B．该透明玻璃的折射率为2C．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°D．光线在BC边的入射角为30°【答案】AC【详解】A．画出光路图，如图所示，由图中几何关系可知光线在AC边的折射角为30°，故A正确;B．光线在O点的入射角为45°，折射角为30°，由折射定律有n==故B错误；C．由sinC=可得发生全反射的临界角C=45°故C正确；D．根据图中几何关系可知，光线在BC边的入射角为60°，故D错误。故选AC。8．（多选）在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状（如图所示）。已知此光纤长度为，圆台对应底角为，折射率为，真空中光速为。现光从下方垂直射入下台面，则（）A．光从真空射入光纤，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，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出【答案】AD【详解】A．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，故A正确；B．光通过此光纤到达小截面的最短距离为，光在光纤中的传播速度则光通过此光纤到达小截面的最短时间为故B错误；C．通过光纤侧面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，故C错误；D．设临界角为，则光第一次到达光纤侧面的入射角等于，当，即时，发生全反射，光不会从光纤侧面射出，故D正确。故选AD。9．（多选）如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（）A．光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B．光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率C．改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行 D．在真空中，光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度【答案】ACD【详解】A．两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，故A正确；B．由图可知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，根据折射定律可知玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，故B错误；C．一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射入，经过折射、反射、再折射后，光线仍平行，这是因为光反射时入射角与反射角相等，改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，故C正确；D．在真空中，所有光的速度都相等，故D正确。故选ACD。10．（多选）光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（）。A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸【答案】AC【详解】A．，用单色光从标准平面上面照射，从楔形空气薄膜上下表面分别反射的两列光波频率相同，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；B．出现亮条纹时光程差应满足将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，则光程差变化较快，条纹变密，B错误；CD．在空气层厚度d相等的地方，光程差2d相等，属于同一条纹，图中条纹向左弯曲，条纹提前出现，表明被测表面弯曲对应位置向下凹，C正确，D错误。故选AC。11．平行玻璃砖底面涂有反射层，一束由a、b两种单色光组成的复合光以45°入射角斜射到玻璃砖的上表面，经折射、反射再折射的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射，则玻璃砖对单色光____（填“a”或“b”）的折射率大，单色光____（填“a”或“b”）在玻璃砖中传播的时间长；两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互____（填“平行”或“不平行”）。【答案】

a

a

平行【详解】[1]由图可知，单色光a偏折的程度大，因此玻璃砖对单色光a的折射率大。[2][3]设光在玻璃砖上表面发生折射时的折射角为r，则n=sin45°sinr设玻璃砖的厚度为d，则光在玻璃砖中传播的路程s=传播的时间t===·=4dsin45°csin2r12．如图所示为一用某种特殊透光材料制成的棱镜，棱镜的截面为等腰直角三角形，一束由红光和紫光组成的平行光从棱镜的AD面垂直入射，现用光屏承接从AB和BD平面出射的光线，发现从AB平面出射的光线中某种颜色的光线缺失，则AB面出射的光线中缺失_______（选填“红光”或“紫光”），BD面出射的光线为_______（选填“平行”或“非平行”）光。【答案】

紫光

平行【详解】[1]由sinC=，可知红光的折射率小，红光的临界角C大，故紫光发生了全反射，AB面出射的光线中一定缺失紫光；[2]红光和紫光在AB面发生反射，根据反射定律，BD面出射的光线一定为平行光。13．如图所示，一束只含红光和蓝光频率成分的复色光，沿方向垂直于直径AC射入半圆形透明砖中，可以观察到分成了三束光线分别沿、和方向射出。与平行。则可以判断光线一定是___________，光线一定是___________，光线一定是___________。（以上均填“红光”“蓝光”或“红光与蓝光的复色光”）【答案】

红光

红光

红光与蓝光的复色光【详解】[1]全反射临界角满足蓝光折射率较大，临界角较小，较容易发生全反射，当复色光沿方向射入，在O2点蓝光发生全反射，部分红光折射出玻璃砖，即光线一定是红光。[2][3]光线是红光与蓝光的复色光，在O3点蓝光发生全反射，部分红光折射出玻璃砖，即光线一定是红光，光线一定是红光与蓝光的复色光。14．如图甲所示，a、b两束激光分别通过同一套双缝干涉装置，它们的第5条亮条纹分别在屏上的Pa点和Pb点，则___________（填“a”或“b”）激光的波长较长；如图乙所示，由a、b两束激光组成的复合光通过三棱镜后形成两条光线，则光线___________（填“I”或“II”）是a激光的传播光路，___________（填“a”或“b”）激光在三棱镜中传播速度较大。【答案】

b

Ⅱ

b【详解】[1][2]由可知b激光的波长较长，所以三棱镜对b激光的折射率较小，光线Ⅱ是由a激光的传播光路[3]由可知b激光在三棱镜中传播速度较大。15．半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，为直径的垂线。足够大的光屏紧靠在玻璃砖的右侧且与垂直。一束复色光沿半径方向与成角射向O点，已知复色光包含折射率从到的光束，因而光屏上出现了彩色光带。（1）求彩色光带的宽度；（2）当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求角至少为多少时会出现这种现象。【答案】（1）；（2）【详解】（1）由折射定律得代入数据，解得故彩色光带的宽度为（2）当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在上形成一个光点。当折射率为的单色光在玻璃表面上恰好发生全反射时，对应的值最小，因为所以故的最小值16．在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面相接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为n=1.73．则（1）通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点全反射；（2）光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少？（结果保留三位有效数字）。【答案】（1）能；（2）【详解】（1）由可得入射角等于临界角，所以光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射。（2）当半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，经过第一次折射时，由