高考物理光学知识点之物理光学单元汇编及答案(1)

高考物理光学知识点之物理光学单元汇编及答案(1)
一、选择题
1．如图甲所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置， a是标准样板。

图乙所示干涉条纹，是两个表面反射光的叠加而形成的，这两个表面是
A．a的上表面、b的下表面
B．a的上表面、b的上表面
C．a的下表面、b的上表面
D．a的下表面、b的下表面
2．在阳光下肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹和雨后天空的彩虹，这分别是光的（）A．干涉、折射 B．反射、折射 C．干涉、反射 D．干涉、偏振
3．下列关于电磁波的说法正确的是
A．电磁波是横波
B．电磁波只能在真空中传播
C．在真空中，电磁波的频率越大，传播速度越大
D．在真空中，电磁波的频率越大，传播速度越小
4．下列说法正确的是()
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．光需要介质才能传播
D．一束单色光由空气进入水中，传播速度和频率都改变
5．近期美国在韩国部署“萨德”反导系统，引起亚洲周边国家的强烈反应．“萨德”采用X波段雷达，工作的电磁频率范围在8×109〜12×l09Hz，而传统雷达多采用S波段雷达，其工作的电磁波频率范围在2×109〜4×109Hz．则下列说法正确的有
A．电磁波的传播需要介质
B．X波段电磁波的波长比S波段电进波的波长长
C．当电磁波从一种介质射入另一介质时，频率会发生变化
D．在传播过程中遇到障碍物时，S波段的电磁波比X波段电兹波更容易发生明显衍射6．一细光束由a、b两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的光路如图所示，则以下看法正确的是
A．a光在水中传播速度比b光小
B．b光的光子能量较大
C．当该两种单色光由水中射向空气时，a光发生全反射的临界角较大
D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距7．如图所示，一束太阳光通过三棱镜后，在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e 为bc中点．现将一温度计放在屏上不同位置，其中温度计示数升高最快的区域为
A．ab B．be C．ec D．cd
8．有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光，大额钞票的荧光防伪标志就是一例，下列说法正确的是
A．改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光
B．荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低
C．荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量
D．荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的
9．关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是
甲：单色光通过劈尖产生产生明暗条纹
乙：单色光通过牛顿环产生明暗条纹
丙：单色光通过双缝产生明暗条纹
丁：单色光通过单缝明暗条纹
A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹
B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大
D．丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹
10．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知
A．当它们在真空中传播时，c光的波长最大
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小
D．对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小
11．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()
A．光的干涉、色散和衍射现象
B．光的干涉、衍射和色散现象
C．光的衍射、色散和干涉现象
D．光的衍射、干涉和色散现象
12．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大
．．．．．的那种单色光，比另一种单色光（）
A.在真空中的波长较短
B.在玻璃中传播的速度较大
C.在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大
D.其在空气中传播速度大
13．下面是四种与光有关的事实：①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度③一束白光通过三棱镜形成彩色光带④水面上的油膜呈现彩色
其中，与光的干涉有关的是( )
A．①④B．②④C．①③D．②③
14．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．同光波一样会发生反射现象
D．不可能产生干涉和衍射现象
15．目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz～1000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是（）
A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m～150m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离16．关于紫外线的以下说法中正确的是
A．照射紫外线可增进人体对钙质的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B．紫外线是一种可见光
C．紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪
D．紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
17．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（）
A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
18．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则该瞬间（）
A．电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大
B．电容器两极板间电压正在增大
C．电容器带电量正在减小
D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强
19．第一次通过实验捕捉到电磁波，证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是( )
A．法拉第B．安培
C．奥斯特D．赫兹
20．关于下列光学现象，正确的说法是()
A．水中蓝光的传播速度比红光快
B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距较窄。

.比较21．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光
a、b、c三束光，可知( )
A．a为波长较长的光
B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大
C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小
D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
22．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是（）
A．a光的频率比b光大
B．水对a光的折射率比b光大
C．a光在水中的传播速度比b光大
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄
23．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是
A．水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大
B．在水中a光的临界角比b光的临界角大
C．在水中a光的速度比b光的速度小
D．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
24．如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法错误的是(
)
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
25．下列说法正确的是（）
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹C．红光的光子能量比紫光光子能量大
D．只有横波才能产生干涉现象
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一、选择题
1．C
解析：C
【解析】
【详解】
要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是a板的下表面和b板的上表面的反射光干涉产生的。

具体为：当两反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，若条纹是直的则板平整，若条纹发生弯曲，则玻璃板不平整。

A. a的上表面、b的下表面，与结论不相符，选项A错误；
B. a 的上表面、b 的上表面，与结论不相符，选项B 错误；
C. a 的下表面、b 的上表面，与结论相符，选项C 正确；
D. a 的下表面、b 的下表面，与结论不相符，选项D 错误；
2．A
解析：A
【解析】
试题分析：肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的，属于光的干涉；雨后天空中的彩虹是光的折射现象，故A 正确，选项BCD 错误。

考点：光的干涉、折射
【名师点睛】本题较简单，考查了光的干涉和折射现象，知道频率相同是产生干涉的条件。

3．A
解析：A
【解析】在传播方向的任一点，电场与磁场互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，电磁波是横波，A 正确；电磁波可以在空气中传播，B 错误；在真空中电磁波的传播速度等于光束，与光的频率无关，CD 错误．
4．A
解析：A
【解析】电磁波在真空中以光速c 传播，A 正确；空气中的声波是纵波，故B 错误；光可以在真空中的传播，不需要介质，C 错误；一束单色光由空气进入水中，频率不变，D 错误．
5．D
解析：D
【解析】
A 、电磁波的传播不需要介质，故选项A 错误；
B 、根据公式v f T λ
λ==可知，频率越大，波长越短，故选项B 错误；
C 、当电磁波从一种介质射人另一介质时，频率不会发生变化，频率是由振源本身决定的，与外界因素无关，故选项C 错误；
D 、由于S 波段的电磁波比X 波段电兹波的波长大，故更容易发生明显衍射，故选项D 正确．
6．A
解析：A
【解析】由题，两光束的入射角i 相同，折射角r a ＜r b ，根据折射定律得到，折射率n a ＞n b ．由公式c v n
=分析得知，在玻璃砖中a 光的速度比b 光的速度小．故A 正确．由于b 光的折射率较小，则b 光的频率较小，光子能量较小，故B 错误．根据sinC=
1n 分析知：a 光的折射率大，临界角小，故C 错误．折射角r a ＞r b ，频率f a ＞f b ，则波长λa ＜λb ，根据公
式△x=L
d
λ，则知a光的干涉条纹间距小于b光的间距．故D错误．故选A.
点睛：本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点，同学们只要加强对光学基础知识的学习，就能轻松解答．
7．A
解析：A
【解析】
太阳光是复色光，七种颜色的光的波长不同，红光的波长最长，折射率最小，紫光的波长最短，折射率最大，所以红光通过三棱镜偏折最小，紫光偏折最大，屏上从上到下，分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．而在红光的外侧区域ab有红外线，其热效应显著，红外线照射的区域温度上升最快，A正确．
8．C
解析：C
【解析】因为红外线的频率低于紫外线的频率，所以改用红外线照射荧光物质不会发出可见光，A错误；可见光的频率不一定比红外线的频率低，B错误；荧光物质被紫外线照了之后，分子内一些电子会迁跃到更高能级，然后不再接收到紫外线时又会自主迁跃到低能级，前一过程吸收紫外线能量，后一过程以发光形势放出能量，而荧光物质分子较复杂，两个过程,不是简单的来回迁跃,而是涉及到很多能级间的迁跃，C正确D错误．
9．D
解析：D
【解析】
【详解】
AD．丁实验中，单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹，其它三个均为光的干涉条纹，选项A错误，D正确；
B．牛顿环产生明暗条纹是不等距的，选项B错误；
C．根据
l
x
d
λ
∆=可知，丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的波长越大，频率越小，
选项C错误；故选D. 10．C
解析：C
【解析】【详解】
A．由光路图可知，c光的偏转程度最大，则c光的折射率最大，频率最大，根据
c
f λ=
知，c光的波长最小，故A错误；
B．c光的折射率最大，根据
c
v
n
=知，c光在玻璃中传播的速度最小，故B错误；
C ．根据1sinC n
=知，c 光的折射率最大，则c 光发生全反射的临界角最小，故C 正确； D ． a 光的频率最小，则波长最长，根据L x d λ∆=
知，a 光干涉条纹之间的距离最大，故D 错误；
故选C ．
【点睛】 根据光线的偏折程度比较出各种色光的折射率，从而得出频率的大小，根据c f λ=
得出波长的大小，根据c v n =比较在三棱镜中的传播速度大小，根据1sinC n
=比较发生全反射的临界角大小；根据波长的大小，结合L x d λ∆=
比较干涉条纹间的间距大小． 11．A
解析：A
【解析】
太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这是薄膜干涉；瀑布在阳光下呈现的彩虹，这是色散；过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这是单缝衍射．
12．B
解析：B
【解析】 试题分析：根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式λd
L x Δ=，用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大，所以A 项错误；波长越大折射率越小，所以C 项错误；在介质中的速度根据公式n
c v =
，折射率越小在介质中传播的速度越大，所以B 项正确；在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速，所以D 项错误。

考点：本题考查了双缝干涉和不同色光的折射率 13．B
解析：B
【解析】
试题分析：用光导纤维传播信号是全反射现象；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用光的干涉现象；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象；水面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉．选项B 正确．
考点：光的干涉现象
14．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】 根据v
f λ=可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A 错
误；无线电波不需要介质传播，选项B 错误；同光波一样会发生反射，选项C 正确；干涉和衍射是波特有的现象，选项D 错误．
【点睛】
此题考查了电磁波及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干涉和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：v
f λ=．
15．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】 试题分析：根据公式c f
λ=可得上述频率范围的电磁波的波长在0．3m~1．5m 之间，A 错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，稳定的电磁场不会产生电磁波，B 错误；根据波的衍射规律可知波长越长，衍射现象越明显，越容易发
生，C 错误；根据2
vt x =
可得障碍物的位置，D 正确； 考点：考查了对电磁波的理解
【名师点睛】 本题易错点为：有些同学错误认为磁场产生电场，电场产生磁场，注意麦克斯韦的电磁场理论是电磁波产生的理论基础，要加强理解与应用．同时注意测障碍物的距离时，其值等于由来回时间求出距离的一半．
16．C
解析：C
【解析】
适量照射紫外线，能合成维生素D ，促使人体对钙的吸收，过度的照射可能对皮肤产生伤害，故A 错误; 紫外线是不可见光,故B 错误；利用紫外线的荧光效应来做防伪标识，故C 正确；紫外线化学效应强，所以能杀菌，故D 错误．所以C 正确，ABD 错误．
17．A
解析：A
【解析】
试题分析：按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线．
故选A ．
考点：考查电磁波谱的相关知识
点评：电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X
射线和γ射线
18．B
解析：B
【解析】
试题分析：A、根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能．故A错误．
B、电容器的带电量在增大，根据U=，知电容器两极板间的电压正在增大．故B正确，C 错误．
D、充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小．故D错误．
故选B．
19．D
解析：D
【解析】
【详解】
本题是关于物理学史的题目，解题的关键是掌握基本常识；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早用实验验证了电磁波的存在、证明麦克斯韦电磁场理论
A．法拉第首先发现了电磁感应现象及其规律，不符合题意；
B．安培研究了电流之间的作用力，不符合题意；
C．奥斯特首先发现了电流的磁效应，不符合题意
D．赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，符合题意。

20．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．光在介质中传播速度，其中n是折射率，由于蓝光折射率大于红光折射率，所以
蓝光传播速度比红光慢，不符合题意；
B．光从光密介质射向光疏介质时，才会发生全发射，空气属于光疏介质，而玻璃属于光密介质，不会发生全发射，不符合题意；
C．视深h与实际深度H关系为：，所以鱼的实际深度比看到的要深，符合题意；D．条纹间距，由于红光波长大于蓝光波长，所以红光得到的条纹间距较宽，不符
合题意。

21．A
解析：A
【解析】
【详解】
A ．三种色光，a 的偏折程度最小，知a 的折射率最小，a 的频率最小，根据c f
λ=，得a 的波长最长，符合题意；
B ．三种色光在真空中传播时，速度相等，都等于光速，不符合题意；
C ．a 的波长最长，再由双缝干涉的条纹间距： l x d
λ∆= 知a 光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最大，不符合题意；
D ． 根据全反射公式：
1sin C n
= 得：折射率越大，临界角越小，所以c 光的临界角最小，不符合题意
22．C
解析：C
【解析】
试题分析：由图乙可知a 光发生全反射的临界角大，由1sin C n =
可知a 光的折射率小，即频率小，波长长，故选项AB 错误；由c v n =
可知选项C 正确；由L x d
λ∆=可知选项D 错误．
考点：全发射；单色光的特点． 23．B
解析：B
【解析】 试题分析：由折射定律12
sin sin n θθ=，a 、b 从水中射向空气的折射角1θ相等，而由图可得22a b θθ>，所以a b n n <，所以，A 选项错误；由1sin n C =
,可知a b C C >,所以B 选项正确；由c n v
=，a b v v >，C 选项错误；因为a b n n <，所以a 光的频率小于b 光的频率，而c f λ=，所以a b λλ>，用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验，由L x d λ∆=
知，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距，D 选项错误．
考点：光的折射 光在介质中的传播 全发射 光的干涉
24．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.若磁场在减弱，则磁场能在减小，电流在减小，电场能在增加，根据磁感线的方向根据右手螺旋定则可以判断出电流的方向由b到a；因为在充电，所以自感线圈相当于电源，电流由电源正极流出，所以下板带正电，上板带负电，则AB正确，故AB不合题意；C.若磁场在增强，说明电流再增大，电场能再向磁场能转化，电容器正在放电，电场能正在减少，根据右手螺旋定则可以判断出电流的方向仍是由b向a，此时电容器相当于电源，所以上极板带正电，则C正确，D错误，故C不合题意，D符合题意；
故选D。

25．A
解析：A
【解析】
【详解】
A．由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以最先消失的为绿光，故A正确；
B．光的双缝干涉，在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹，并非时明时暗，故B错误；
C．红光的频率比紫光小，则红光的光子能量比紫光光子能量小，选项C错误；
D．波的干涉和衍射现象是波特有的现象，并非只有横波才能产生干涉现象，故D错误．故选A．。