高考物理光学知识点之物理光学经典测试题及解析(3)

高考物理光学知识点之物理光学经典测试题及解析(3)
一、选择题
1．以下列出的电磁波中，频率最高的是（ ） A ．无线电波 B ．红外线 C ．X 射线 D ． 射线
2．5G 是“第五代移动通讯技术”的简称。

目前通州区是北京市5G 覆盖率最高的区县，相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况，5G 能有效解决信号问题。

由于先前的34G G 、等已经将大部分通讯频段占用，留给5G 的频段已经很小了。

5G 采用了比4G 更高的频段，5G 网络运用的是毫米波，将网络通讯速度提高百倍以上，但毫米波也有明显缺陷，穿透能力弱，目前解决的办法是缩减基站体积，在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。

综合上述材料，下列说法中不正确．．．的是 A ．5G 信号不适合长距离传输
B ．手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽
C ．5G 信号比4G 信号更容易发生衍射现象
D ．随着基站数量增多并且越来越密集，可以把基站的功率设计小一些 3．下列说法不正确．．．
的是（ ）
A ．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P 为凹处，Q 为凸处
B ．图2为光线通过小圆板得到的衍射图样
C ．图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样
D ．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
4．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
5．如图为LC 振荡电路在某时刻的示意图，则
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电
C．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电
D．若电容器上极板带负电，则自感电动势正在阻碍电流减小
6．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
7．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
8．下列说法不正确的是（）
A．在电磁波谱中，紫外线的热效应好
B．天空是亮的原因是大气对阳光的色散
C．天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射
D．晚霞呈红色的原因是蓝光和紫光大部分被散射掉了
9．我国南宋时期的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡雨初霁，或露之未晞，其余点缀于草木枝叶之末……日光入之，五色俱足，闪铄不定。

是乃日之光品著色于水，而非雨露有此五色也。

”这段文字记叙的是光的何种现象
A．反射 B．色散 C．干涉 D．衍射
10．下列关于电磁波的说法，正确的是
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．电场随时间变化时，一定产生电磁波
C．做变速运动的电荷会产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
11．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为Δx1和Δx2，已知Δx1＞Δx2。

另将两单色光在真空中的波长分别用λ1、λ2，在同种均匀介质中传播的速度分别用v1、v2，光子能量分别用E1、E2、在同种介质中的折射率分别用n1、n2表示。

则下列关系正确的是
A．λ1<λ2 B．v1<v2 C．E1<E2 D．n1>n2
12．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
13．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
14．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )
A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D．在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生
15．图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样．下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（）
A．真空中，a光的频率比较大
B．同一介质中，a光传播的速度大
C．a光光子能量比较大
D．同一介质对a光折射率大
16．下列说法中正确的是
A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象
B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象
C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
17．如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为6×10﹣7m的橙光做实验时，光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为4×10﹣7m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗纹情况是（）
A．P和P1都是亮纹
B．P是亮纹，P1是暗纹
C．P是暗纹，P1是亮纹
D．P和P1都是暗纹
18．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
19．关于机械波与电磁波的说法中，正确的是
A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波
C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
20．下列说法中正确的是（）
A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱
B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应
C．气体发出的光只能产生明线光谱
D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱
21．1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为
光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光
纤通讯之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（）
A．图甲中，弯曲的水流可以导光
B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像
C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象
.比较22．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
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．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
25．一细光束由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【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】电磁波频率是不同的，由电磁波波谱图可知知道 射线的频率比X射线、可见
光、无线电波高，故D正确，A、B、C错误；故选D。

【点睛】本题的解题关键是熟记电磁波的波谱图．知道γ射线的波长比可见光、无线电波短．
2．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．因为5G信号穿透能力弱，故不适合长距离传输，故A不符合题意；
B．因5G信号穿透能力弱，手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽，故B不符合题意；
C．5G采用了比4G的频段,即5G比4G频率更高，波长更短，更不容易发生衍射现象，故C符合题意；
D．随着基站数量增多并且越来越密集，可以吧基站功率设计小一些建立微型基站，故D 不符合题意。

本题选择不正确的，故选C。

3．D
解析：D
【解析】
A、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A正确；
B、图为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，故B正确；
C、沙漠蜃景是光的全反射现象，而光导纤维是光的全反射现象，它们的原理相同，故C 正确；
D、立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误；
错误的故选D．
4．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．
5．A
解析：A
【解析】试题分析：在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
若磁场正在减弱，根据楞次定律感应电流方向为向上，所以负电荷运动到下极板，上极板带正电，反之磁场增强，上极板带负电，此种情况，磁场能增大，电场能减小，电容器放电，自感电动势正在阻碍电流的增大，A正确．
6．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.
7．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。

8．A
解析：A
【解析】试题分析：在电磁波谱中，红外线的热效应好，选项A错误；天空是亮的原因是大气对阳光的色散，选项B正确；天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射，选项C正确；波长较短的光容易被大气散射，波长较长的光不容易被大气散射，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，所以傍晚的阳光比较红．故D正确，故选A．
考点：光的色散
【名师点睛】太阳光是由红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫七种光组成，以红光波长最长，紫光波长最短．波长比较长的红光等色光透射性最大，能够直接透过大气中的微粒射向地
面，而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒散射，使天呈现蔚蓝色。

9．B
解析：B
【解析】试题分析：雨后当太阳光射入空气中的小水滴时，太阳光经过折射发生色散，从而感觉雨露呈现彩色．
雨过天晴时，太阳光照在枝叶上的雨珠上，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，B 正确．
10．C
解析：C
【解析】只有变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电磁场不能产生电磁波，A 错误；均匀变化的电场，产生稳定的磁场，但是稳定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B 错误；做变速运动的电荷，做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C 正确；赫兹证实了电磁波的存在，D 错误．
11．C
解析：C
【解析】试题分析：根据双缝干涉的条纹间距公式求解波长大小关系，波长越长，频率越小，在同一种介质中的折射率越小，结合c
v n
=、E h γ=分析解题． 由于同一装置，L 、d 相同，根据公式L
x d
λ∆=
可得12λλ>，波长越大，频率越小，折射率越小，故12n n <，根据E h γ=可知12E E <，根据c
v n
=
可知12v v >，故C 正确． 12．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；
13．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。

14．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A 、
B 、单缝的作用是获得相位保持不变的相干光源，双缝的作用是为了获得频率相同的两个光源，故A 错误，B 正确；
C 、光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹，光屏上距两缝的路程差等于半波长的偶数倍处出现明条纹，故C 错误；
D 、两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便；故D 错误. 故选B.
15．B
解析：B 【解析】
A 、a 光照射产生的条纹间距大于b 光照射产生的条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式L
x d
λ∆=
知，a 光的波长大于b 光的波长，A 正确．B 、由c f λ=结合波长关系知a 光的频率小于b 光的频率，而hf ε=可得a 光光子能量比较小，B 错误．C 、D 、由c
v n
=
可知a 光的频率小，折射率小，则波速较大，即两种光在同一介质中的传播速度满足a b v v <，C 正确、D 错误.故选AC.
【点睛】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式L
x d
λ∆=，以及知道波长、频率的大小关系，注意光电效应方程的内容．
16．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A. 白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同，相同的入射角经过折射后折射角不同，故A 错误；
B. 表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故B 错误；
C. 门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，故C错误；
D. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，故D正确．
故选D.
17．B
解析：B
【解析】
选B.根据形成明、暗条纹条件可知：无论换用哪种波长的色光，Δx＝PS1－PS2＝0，故P点总是明纹．橙色光在P1点形成第一级明条纹，有Δx＝P1S2－P1S1＝nλ＝1×6×10－7 m＝6×10－7 m，这对紫光来说：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1为暗纹．
18．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
19．C
解析：C
【解析】电磁波是磁场与电场的相互交换从而向前传播；机械波是物质的实际往复运动而产生的，两者本质不同，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不会产生电场，B错误；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关．电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，C正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，D错误．
20．A
解析：A
【解析】
【详解】
炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，选项A正确；通常吸收光谱中得暗线要比对应得明显光谱少一些，并不是一一对应，选项B错误；由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱．故C错误．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱．故D错误．故选A.
点睛：本题关键要掌握光谱的种类及各种光谱产生的条件，容易出错的是D项，得到的应是乙物体的吸收光谱，通过分析此光谱可知道乙物质的成分．
21．A
解析：A
【解析】
图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，A正确；图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像是因为光的偏振现象，B错误；图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，C错误；图
丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象是因为光发生了折射现象，D错误．22．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
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】
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．
25．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=1
n
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．。