高考物理光学知识点之物理光学分类汇编及答案(4)

高考物理光学知识点之物理光学分类汇编及答案(4)
一、选择题
1．下列关于电磁波和机械波的说法中，正确的是
A．机械波和电磁波均有横波和纵波
B．机械波和电磁波均可发生干涉、衍射
C．机械波只能在介质中传播，电磁波只能在真空中传播
D．波源的振动或电磁振荡停止，空间中的波均即刻完全消失
2．如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M．则下列说法中正确的是（）
A．如果 a为蓝色光,则b可能为红色光
B．在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大
C．棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大
D．a光的折射率小于b光折射率
3．用a．b．c．d表示4种单色光，若①a．b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；②用b．c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；③用b．d 照射某金属表面，只有b能使其发射电子．则可推断a．b．c．d分别可能是( ) A．紫光．蓝光．红光．橙光B．蓝光．紫光．红光．橙光
C．紫光．蓝光．橙光．红光D．紫光．橙光．红光．蓝光
4．下列说法正确的是（）
A．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关
B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波
C．单个光子通过单缝后，底片上就会出现完整的衍射图样
D．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏
5．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻
．．的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是
A．P0点和P1点都是亮条纹
B．P0点是亮条纹，P1点是暗条纹
C．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
D．若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，紫光的衍射现象更明显
6．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是
A．变化的电磁场由发生区域向周围空间传播，形成电磁波
B．电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场
C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播
D．电磁波的传播速度总是与光速相等
7．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
8．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
9．下列现象中，属于光的色散现象的是（）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
10．下列说法正确的是（）
A．不论光源与观察者怎样相对运动，光速都是一样的
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
C．波源与观察者互相靠近和互相远离时，观察者接收到的波的频率相同
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大11．下列说法中错误的是 ( )
A．雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置
B．调制是电磁波发射的过程，调谐是电磁波接收的过程
C．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄
D．考虑相对论效应，一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短
12．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G网络．5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50-100倍．关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是
A．在真空中的传播速度更快
B．在真空中的波长更长
C．衍射的本领更强
D．频率更高，相同时间传递的信息量更大
13．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
14．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．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播
15．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是（）
A．①③B．①④C．②④D．只有③
16．下列几种说法中，正确的是（）
A．红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列
B．紫外线是一种紫色的可见光
C．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场
D．光的干涉、衍射现象说明光波是横波
17．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
18．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
19．下列说法正确的是（）
A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B．光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的
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
23．下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不正确的( )
A．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理
B．B 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波
C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄
24．各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是
A．γ射线、紫外线、可见光、红外线
B．γ射线、红外线、紫外线、可见光
C．紫外线、可见光、红外线、γ射线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线
25．下列现象中属于光的衍射现象的是
A．雨后天空美丽的彩虹
B．阳光下肥皂膜的彩色条纹
C．光通过三棱镜产生的彩色条纹
D．对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A．机械波有横波和纵波,电磁波只有横波，故A错误.
B．干涉、衍射是一切波具有的特性，所以机械波和电磁波均可发生干涉、衍射，故B正确；
C．机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质,没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故C错；
D．当波源的振动或电磁振荡停止，只是不能发出新的波，但已经发出的波不会停下来，故D错；
故选B．
2．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b
光折射率，若a为蓝光，b可能为红光．故A正确，D错误．由
c
v
n
=，知a光的折射率大
于b光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小，故B错误．由临
界角公式
1
sinC
n
=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小，故C错
误．故选A.
【点睛】
本题是光的色散问题，考查光的折射定律的应用问题；要知道在七种色光中，紫光的折射
率是最大的，在同样条件下，其偏折角最大．在介质中传播速度最小，临界角最小；可结合光的色散实验结果进行记忆；
3．A
解析：A
【解析】
【详解】
根据临界角C、折射率
1
sin
n
C
=，由①a的临界角小于b的临界角，可知n a＞n b，根据色
散规律可知a的频率大于b即γa＞γb；根据双缝干涉条纹间距
L
x
d
λ
∆=，由②c的条纹间距
最大可知b、c和d中c的波长最长，故c的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由③可知b和d中b的频率较大即γb＞γd，综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为abdc，故A正确．
4．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关，故A错误；
B．能完全吸收入射的各种波长的电磁波的理想物体叫做黑体，故B正确；
C．单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片会出现完整的衍射图样，故C错误；
D．光子通过单缝后，体现的是粒子性，故D错误。

故选B。

5．B
解析：B
【解析】根据出现明暗条纹的条件可知，P0点到双缝的路程差为0，出现明条纹．用600nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条
纹，则
12
1 2x
λ
=，解得△x=λ1=600nm，则
2
3
1
2
x
λ
=，可知P1点是暗条纹．故B正确，A错
误．因橙光的波长大于紫光，则根据
l
x
d
λ
∆=可知，橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相
邻亮条纹间距，若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，橙光的衍射现象更明显，选项CD错误；故选B．
点睛：解决本题的关键知道波峰与波峰或波谷与波谷叠加，振动加强，波峰与波谷叠加，振动减弱．通过该关系知道形成明条纹或暗条纹的条件.
6．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发，在空间由近及远的传播，就形成了电磁波，故A正确；变化的电场产生磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场不产生磁场；同理，变化的磁场产生的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，均匀变化的磁场不产生电场；故B错误，C也错误；电磁波的传播速度与介质有关，不同介质中传播的速度不同，在真空中的传播速度等于光速等于3×108m/s，故D错误；故选A．
7．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．
8．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．
9．A
解析：A
【解析】雨后天空出现彩虹属于光的色散，A正确；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射，B错误；海市蜃楼现象属于光的折射现象，C错误；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于薄膜干涉，D错误．
10．A
解析：A
【解析】狭义相对论认为：在惯性系中，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的．故A正确；太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带是由于折射引起的，B错误；当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小，故C错误；光的双缝干涉实验中，光
的双缝干涉条纹间距
l
x
d
λ
∆=，若仅将入射光从红光改为紫光，由于红光波长大于紫光，
则相邻亮条纹间距变小，故D错误．
11．C
解析：C
【解析】A、雷达是利用电磁波的反射来测定物体位置的，故A正确；
B、调谐是电磁波接受的过程，调制是电磁波发射的过程，故B正确；
C、在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，根据，由于波长变大，故
条纹间距变大，故C 错误；
D 、以地面为参考系，考虑相对论效应，根据长度与速度关系：L=L 0
，沿自
身长度方向高速运动的杆长比静止时的杆长短，D 正确。

本题选择错误答案，故选：C 。

12．D
解析：D
【解析】
【详解】
A 、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A 错误；
BC 、由公式c f λ=可知：c f
λ=，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC 错误； D 、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D 正确．
13．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.
14．A
解析：A
【解析】 试题分析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，A 正确；在空气中传播的声波是纵波，B 错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C 错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D 错误．
【学科网考点定位】考查了机械波和电磁波
【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定．
15．A
解析：A
【解析】
由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式
△x=L
d
λ可知，a光的波长长，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大．根据平行
玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，
所以出射时a光应在右侧，故①正确，②错误．由sinC=1
n
分析可知，a光的临界角较
大．当光从棱镜射入空气中时，若发生全反射的话首先是b光，若b不发生全反射，能射出棱镜，则a光一定也不发生全反射从棱镜射出，故③正确，④错误．故选A.
点睛：解决本题是掌握光学的基本知识：双缝干涉相邻条纹间距公式△x=L
d
λ、折射定律、
临界角公式sinC=1
n
和全反射的条件．要知道折射率越大，介质对该光的折射率越大．
16．A
解析：A
【解析】A、红外线、可见光、紫外线、γ射线，是按波长由长到短排列，A正确。

B、紫外线是一种波长比紫色光短的不可见光，B错误。

C、根据麦克斯韦的电磁波理论可知，均匀变化的电场可产生恒定的磁场，C错误。

D、光的干涉和衍射现象说明光波是一种波，但不能说明是横波，D错误。

故选A。

【点睛】掌握电磁波谱中各光的波长与频率的关系，了解各种色光在生活中的应用．17．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．
18．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．
19．D
解析：D
【详解】
A.麦克斯韦提出了电磁波理论，赫兹通过实验进行了验证，故A错误；
B.光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故B错误；
C.光的偏振现象说明了光是横波，故C错误；
D.微波与食物中水分子的固有频率接近时，发生共振使热运动加剧从而实现加热的目的，故D正确.
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：
1
sin 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．D
解析：D
【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。

23．C
解析：C
【解析】
用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，A正确，光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波，横波传播方向与振动方向垂直，所以B正确，通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的色散现象，C错误，在光的双缝干涉实验中，若仅将
入射光由黄光改为绿光，波长减小，根据公式
l
x
d
λ
∆=，间距变窄，D正确．
24．A
解析：A
【解析】
在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确．
【学科网考点定位】电磁波谱
【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案．
25．D
解析：D
【解析】雨后天空美丽的彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，A错误；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹属于光的干涉，故B错误；一束白光通过三棱镜形成彩色光带属于光的折射现象，故C错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确。

所以D正确，ABC错误。