4-7本章復(fù)習(xí)提升(2019人教版選擇性必修第一冊)(解析版)

4.7本章復(fù)習(xí)提升課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練1．(多選)下列說法正確的是（

）A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波B．全息照相的拍攝利用了光的衍射原理C．激光雷達能根據(jù)多普勒效應(yīng)測出目標的運動速度，從而對目標進行跟蹤D．某玻璃對a光的折射率大于b光則在該玻璃中傳播速度a光大于b光E．聲波繞過障礙物，發(fā)生了衍射現(xiàn)象【答案】ACE【詳解】A．偏振是橫波特有的現(xiàn)象，故A正確；B．全息照相利用的是光的干涉，故B錯誤；C．激光的頻率高波長短，不容易發(fā)生衍射，所以激光雷達能根據(jù)多普勒效應(yīng)測出目標的運動速度，從而對目標進行跟蹤，故C正確；D．因為光在介質(zhì)中傳播速度a光折射率更大則傳播速度更小，故D錯誤；E．聲波波長較長，容易繞過障礙物繼續(xù)傳播，即衍射，故E正確；故選ACE。2．（多選）光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。下列現(xiàn)象中能反映光的偏振特性的是（）A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時，反射光是偏振光C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋【答案】ABC【詳解】A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，導(dǎo)致兩偏振片的方向變化，則透射光的強度會發(fā)生變化，故A正確；B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的表面時，有反射光線，如果折射光線與反射光線垂直，則反射光為偏振光，故B正確；C．在日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振光片，由于反射光太強，偏振光強，加偏振片可以將反射的偏振光過濾，使景像更清晰，故C正確；D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，D錯誤。故選ABC。3．如圖所示為一束太陽光射到截面為六角形的冰晶上時的光路圖，、為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法正確的是（）A．在冰晶中，光的傳播速度較大B．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，光的相鄰條紋間距較大C．從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，光的臨界角較小D．用同一裝置做單縫衍射實驗，光的中央亮條紋更寬【答案】B【詳解】A．由圖看出，太陽光射入六角形冰晶時，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶對a光的折射率小于對b光的折射率，由知b光的傳播速度小，A錯誤；B．a(chǎn)光的折射率小于b光的折射率，a光的頻率小于b光的頻率，所以a光的波長大于b光的波長，根據(jù)a光相鄰條紋間距大，B正確；C．由臨界角公式a光的折射率小，a光的臨界角大，C錯誤；D．b光的折射率大，波長短，波動性弱，當用b做單縫衍射實驗，要比用a做中央亮條更窄，D錯誤。故選B。4．如圖所示是一豎立的肥皂薄膜的截面，一束單色平行光射向薄膜，在薄膜上產(chǎn)生干涉條紋，則下列說法錯誤的是（）A．干涉條紋的產(chǎn)生是光在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B．觀察干涉條紋時，應(yīng)在入射光的同一側(cè)，薄膜上的干涉條紋是水平的C．觀察干涉條紋時，薄膜上的干涉條紋是水平的，若薄膜在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)過90度角，則條紋將變成豎直的D．用綠光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比用黃光照射時小【答案】C【詳解】A．由于重力的作用，肥皂薄膜形成了上薄下厚的形狀，干涉條紋是光在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果，故A說法正確；BC．觀察干涉條紋時，應(yīng)在入射光的同一側(cè)，且薄膜干涉是等厚干涉，同一條紋對應(yīng)的薄膜厚度相同，故條紋是水平的，B說法正確，C說法錯誤；D．其他條件相同時，干涉條紋間距與光的波長成正比，由于黃光波長較長，故用黃光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距較大，用綠光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距較小，故D說法正確。此題選擇錯誤選項，故選C。5．如圖所示，眼睛在a處看到魚在水中的b處。若從a處射出一束激光欲照射到魚身上，則激光應(yīng)對著哪一位置射出（）A．b的下方 B．b的上方C．b處 D．無法確定【答案】C【詳解】人眼看到的是魚的虛像，魚“發(fā)出”的光線經(jīng)水面折射后進入人眼，由光路可逆知，當激光從a處向b處發(fā)射時，經(jīng)水面折射后將剛好照射到魚身上。故選C。6．把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示。這時可以看到明暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說法中正確的是（）A．干涉條紋是光在空氣劈尖膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B．干涉條紋中的暗條紋是上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C．將上玻璃板平行上移，條紋逆向劈尖移動D．觀察薄膜干涉條紋時，應(yīng)在入射光的另一側(cè)【答案】A【詳解】A．是由于光在空氣薄膜上下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果，條紋間距都相等，故A正確；B．條紋中的暗紋是由于兩列反射光的波谷與波峰疊加的結(jié)果，故B錯誤；C．條紋的位置與空氣劈尖膜的厚度是對應(yīng)的，當上玻璃板平行上移時，同一厚度的空氣劈尖膜向劈尖移動，故條紋向著劈尖移動，故C錯誤；D．薄膜干涉條紋時，眼睛應(yīng)從入射光的同一側(cè)，故D錯誤。故選A。7．（多選）現(xiàn)有一三棱柱工件，由透明玻璃材料組成，如圖所示，其截面ABC為直角三角形，∠ACB=30°?，F(xiàn)有一條光線沿著截面從AC邊上的O點以45°的入射角射入工件，折射后到達BC邊發(fā)生全反射，垂直AB邊射出。已知CO=AC=L，下列說法正確的是（）A．光線在AC邊的折射角為30°B．該透明玻璃的折射率為2C．該光線在透明玻璃材料中發(fā)生全反射的臨界角為45°D．光線在BC邊的入射角為30°【答案】AC【詳解】A．畫出光路圖，如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可知光線在AC邊的折射角為30°，故A正確;B．光線在O點的入射角為45°，折射角為30°，由折射定律有n==故B錯誤；C．由sinC=可得發(fā)生全反射的臨界角C=45°故C正確；D．根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，光線在BC邊的入射角為60°，故D錯誤。故選AC。8．（多選）在光纖制造過程中，由于拉伸速度不均勻，會使得拉出的光纖偏離均勻的圓柱體，而呈現(xiàn)圓臺形狀（如圖所示）。已知此光纖長度為，圓臺對應(yīng)底角為，折射率為，真空中光速為?，F(xiàn)光從下方垂直射入下臺面，則（）A．光從真空射入光纖，光的頻率不變B．光通過此光纖到達小截面的最短時間為C．從上方截面射出的光束一定是平行光D．若滿足，則光在第一次到達光纖側(cè)面時不會從光纖側(cè)面射出【答案】AD【詳解】A．光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)，所以光從真空射入光纖，光的頻率不變，故A正確；B．光通過此光纖到達小截面的最短距離為，光在光纖中的傳播速度則光通過此光纖到達小截面的最短時間為故B錯誤；C．通過光纖側(cè)面反射后再從上方截面射出的光束與垂直射出，上方截面的光束不平行，故C錯誤；D．設(shè)臨界角為，則光第一次到達光纖側(cè)面的入射角等于，當，即時，發(fā)生全反射，光不會從光纖側(cè)面射出，故D正確。故選AD。9．（多選）如圖所示，一束由兩種單色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一立方體玻璃磚的上表面，得到三束平行光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃磚的下表面有反光薄膜，下列說法正確的是（）A．光束Ⅰ為復(fù)色光，光束Ⅱ、Ⅲ為單色光 B．光束Ⅲ的頻率大于光束Ⅱ的頻率C．改變α角，光線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【詳解】A．兩種色光都在玻璃磚的上表面發(fā)生了反射，入射角相同，由反射定律知，它們的反射角相同，可知光束Ⅰ是復(fù)色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同導(dǎo)致偏折分離，所以光束Ⅱ、Ⅲ為單色光，故A正確；B．由圖可知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，根據(jù)折射定律可知玻璃對光束Ⅱ的折射率大于對光束Ⅲ的折射率，則光束Ⅱ的頻率大于光束Ⅲ的頻率，故B錯誤；C．一束由兩種單色光混合的復(fù)色光沿PO方向射入，經(jīng)過折射、反射、再折射后，光線仍平行，這是因為光反射時入射角與反射角相等，改變α角，光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，故C正確；D．在真空中，所有光的速度都相等，故D正確。故選ACD。10．（多選）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用。例如，在磨制各種鏡面或其他精密的光學(xué)平面時，可以用干涉法檢查平面的平整程度。如圖所示，在被測平面上放一個透明的樣板，在樣板的一端墊一個薄片，使樣板的標準平面與被測平面之間形成一個楔形空氣薄層。用單色光從上面照射，在樣板上方向下觀測時可以看到干涉條紋。如果被測表面是平整的，干涉條紋就是一組平行的直線（如圖甲），下列說法正確的是（）。A．干涉條紋是空氣薄層的上下兩表面的反射光干涉產(chǎn)生的B．將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏C．如果干涉條紋如圖乙所示發(fā)生彎曲，就表明被測表面彎曲對應(yīng)位置向下凹D．如果干涉條紋如圖乙所示發(fā)生彎曲，就表明被測表面彎曲對應(yīng)位置向上凸【答案】AC【詳解】A．，用單色光從標準平面上面照射，從楔形空氣薄膜上下表面分別反射的兩列光波頻率相同，符合相干條件，在樣板平面的下表面處發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)明暗相間的條紋，A正確；B．出現(xiàn)亮條紋時光程差應(yīng)滿足將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，則光程差變化較快，條紋變密，B錯誤；CD．在空氣層厚度d相等的地方，光程差2d相等，屬于同一條紋，圖中條紋向左彎曲，條紋提前出現(xiàn)，表明被測表面彎曲對應(yīng)位置向下凹，C正確，D錯誤。故選AC。11．平行玻璃磚底面涂有反射層，一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)合光以45°入射角斜射到玻璃磚的上表面，經(jīng)折射、反射再折射的光路如圖所示。不考慮光在玻璃磚上表面的反射，則玻璃磚對單色光____（填“a”或“b”）的折射率大，單色光____（填“a”或“b”）在玻璃磚中傳播的時間長；兩束單色光從玻璃磚上表面出射后相互____（填“平行”或“不平行”）。【答案】

a

a

平行【詳解】[1]由圖可知，單色光a偏折的程度大，因此玻璃磚對單色光a的折射率大。[2][3]設(shè)光在玻璃磚上表面發(fā)生折射時的折射角為r，則n=sin45°sinr設(shè)玻璃磚的厚度為d，則光在玻璃磚中傳播的路程s=傳播的時間t===·=4dsin45°csin2r12．如圖所示為一用某種特殊透光材料制成的棱鏡，棱鏡的截面為等腰直角三角形，一束由紅光和紫光組成的平行光從棱鏡的AD面垂直入射，現(xiàn)用光屏承接從AB和BD平面出射的光線，發(fā)現(xiàn)從AB平面出射的光線中某種顏色的光線缺失，則AB面出射的光線中缺失_______（選填“紅光”或“紫光”），BD面出射的光線為_______（選填“平行”或“非平行”）光?！敬鸢浮?/p>

紫光

平行【詳解】[1]由sinC=，可知紅光的折射率小，紅光的臨界角C大，故紫光發(fā)生了全反射，AB面出射的光線中一定缺失紫光；[2]紅光和紫光在AB面發(fā)生反射，根據(jù)反射定律，BD面出射的光線一定為平行光。13．如圖所示，一束只含紅光和藍光頻率成分的復(fù)色光，沿方向垂直于直徑AC射入半圓形透明磚中，可以觀察到分成了三束光線分別沿、和方向射出。與平行。則可以判斷光線一定是___________，光線一定是___________，光線一定是___________。（以上均填“紅光”“藍光”或“紅光與藍光的復(fù)色光”）【答案】

紅光

紅光

紅光與藍光的復(fù)色光【詳解】[1]全反射臨界角滿足藍光折射率較大，臨界角較小，較容易發(fā)生全反射，當復(fù)色光沿方向射入，在O2點藍光發(fā)生全反射，部分紅光折射出玻璃磚，即光線一定是紅光。[2][3]光線是紅光與藍光的復(fù)色光，在O3點藍光發(fā)生全反射，部分紅光折射出玻璃磚，即光線一定是紅光，光線一定是紅光與藍光的復(fù)色光。14．如圖甲所示，a、b兩束激光分別通過同一套雙縫干涉裝置，它們的第5條亮條紋分別在屏上的Pa點和Pb點，則___________（填“a”或“b”）激光的波長較長；如圖乙所示，由a、b兩束激光組成的復(fù)合光通過三棱鏡后形成兩條光線，則光線___________（填“I”或“II”）是a激光的傳播光路，___________（填“a”或“b”）激光在三棱鏡中傳播速度較大?！敬鸢浮?/p>

b

Ⅱ

b【詳解】[1][2]由可知b激光的波長較長，所以三棱鏡對b激光的折射率較小，光線Ⅱ是由a激光的傳播光路[3]由可知b激光在三棱鏡中傳播速度較大。15．半徑為R的固定半圓柱形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點為圓心，為直徑的垂線。足夠大的光屏緊靠在玻璃磚的右側(cè)且與垂直。一束復(fù)色光沿半徑方向與成角射向O點，已知復(fù)色光包含折射率從到的光束，因而光屏上出現(xiàn)了彩色光帶。（1）求彩色光帶的寬度；（2）當復(fù)色光入射角逐漸增大時，光屏上的彩色光帶將變成一個光點，求角至少為多少時會出現(xiàn)這種現(xiàn)象?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）由折射定律得代入數(shù)據(jù)，解得故彩色光帶的寬度為（2）當所有光線均發(fā)生全反射時，光屏上的光帶消失，反射光束將在上形成一個光點。當折射率為的單色光在玻璃表面上恰好發(fā)生全反射時，對應(yīng)的值最小，因為所以故的最小值16．在桌面上有一個倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面相接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示，有一半徑為r=0.1m的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的桌面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合，已知玻璃的折射率為n=1.73．則（1）通過計算說明光線1能不能在圓錐的側(cè)面B點全反射；（2）光線1經(jīng)過圓錐側(cè)面B點后射到桌面上某一點所用的總時間是多少？（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）能；（2）【詳解】（1）由可得入射角等于臨界角，所以光線1能在圓錐的側(cè)面B點發(fā)生全反射。（2）當半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的地面上，經(jīng)過第一次折射時，由于入射角等于零，所以折射角也是零，因此折射光線不發(fā)生偏折，當?shù)诙握凵鋾r，由于入射角等于60°，而玻璃的折射率為1.73，可得入射角與臨界角相等，所以會發(fā)生光的全反射，反射光線卻恰好垂直射出，作圖如下根據(jù)幾何關(guān)系可知所以，總時間17．如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點是半球的球心，虛線OO′表示光軸（過球心O與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為1.5?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線）。求：（1）從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值；（2）距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離?！敬鸢浮浚?）R；（2）2.74R【詳解】（1）如圖，從底面上A處射入的