【管理资料】物理光学第五章汇编
历年(2020-2024)全国高考物理真题分类(物理光学)汇编(附答案)
历年(2020-2024)全国高考物理真题分类(物理光学)汇编一、单选题1．（2023ꞏ山东ꞏ统考高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。
G 为标准石英环，C 为待测柱形样品，C 的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。
用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。
已知C 的膨胀系数小于G 的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）A ．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B ．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C ．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D ．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动2．（2023ꞏ北京ꞏ统考高考真题）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ）A ．偏振现象B ．衍射现象C ．干涉现象D ．全反射现象3．（2023ꞏ江苏ꞏ统考高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。
则双缝间的距离变为原来的（ ）A ．13倍B ．12倍C ．2倍D ．3倍4．（2022ꞏ北京ꞏ高考真题）下列现象能说明光是横波的是（ ）A ．光的衍射现象B ．光的折射现象C ．光的偏振现象D ．光的干涉现象5．（2022ꞏ浙江ꞏ统考高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）A ．用复色光投射就看不到条纹B ．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C ．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹D ．蓝光干涉条纹的间距比红光的大6．（2022ꞏ全国ꞏ统考高考真题）一点光源以113W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m 的光，在离点光源距离为R 处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。
普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34J s 。
R 约为（ ）A．1 × 102m B．3 × 102m C．6 × 102m D．9 × 102m7．（2021ꞏ江苏ꞏ高考真题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）A．B．C．D．8．（2021ꞏ湖北ꞏ统考高考真题）如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。
高考物理光学知识点之物理光学难题汇编含解析
高考物理光学知识点之物理光学难题汇编含解析一、选择题1．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．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．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大6．一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝，红光透过双缝后，在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个窄缝挡住，在墙上可以观察到（）A．光源的像B．一片红光C．仍有条纹，但宽度发生了变化D．条纹宽度与原来条纹相同，但亮度减弱7．如图所示，两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A．质点A为振动加强点，经过半个周期，这一点变为振动减弱点B．质点B为振动减弱点，经过半个周期，这一点变为振动加强点C．质点C可能为振动加强点，也可能为振动减弱点D．质点D为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱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．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在D．无线电波的波长小于可见光的波长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12．下列说法正确的是：A．根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场B．红外线遥感技术是利用红外线的化学作用C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线比红外线的热效应显著D．工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力13．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．cd14．下列说法正确的是A．麦克斯韦证实了电磁波的存在B．在医学上常用红外线来杀菌消毒C．LC振荡电路中当电容器的电荷量最大时，线圈中的电流最大D．调幅和调频是电磁波调制的两种方法15．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生稳定的电场，变化的电场可产生稳定的磁场B．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯可看到彩色条纹，这是光的折射现象，C．通过测定超声波被血流反射回来其频率的变化可测血流速度，这是利用了多普勒效应D．光的偏振现象说明光是一种纵波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．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18．如图所示，一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光．则A．玻璃对a、b光的折射率满足n a>n bB．a、b光在玻璃中的传播速度满足v a>v bC．逐渐增大入射角，a光将先消失D．分别通过同一双缝干涉实验装置时，相邻亮条纹间距离a光大于b光19．如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是A．增大④和⑤之间的距离B．增大③和④之间的距离C．将绿色滤光片改成蓝色滤光片D．增大双缝之间的距离20．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21．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。
中考物理试题分类汇编(五)光现象区分与判断专题
光现象判断专题1.（2019天津，16）下列是与光学知识有关的诗句或成语：①立竿见影②潭清疑水浅③一叶障目。
其中______（填序号）与另外两个所描述的光现象形成的原因不同，它可以用光的______解释。
2.（2019山西，6）中华文化博大精深，有些成语包含了大量的自然现象与物理规律。
下列成语所描述的现象，能用光的反射解释的是（）A．一叶障目B．立竿见影C．镜花水月D．形影不离3.（2019齐齐哈尔，3）“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，以下现象中与“坐井观天，所见甚小”的原理相同的是（）A．小孔成像 B．眼睛看到远处的物体C．演员对着镜子画脸谱 D．利用放大镜观看邮票4.(2019宁夏,2)如图所示的四种情景中，属于光的折射现象的是A．树荫下的圆形光斑 B．盛有水的碗中的筷子C．林中树的影子 D．镜中的陶罐5.. (2019泰州，4）“以铜为镜,可以正衣冠”的光学原理是A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的折射D. 光的色散6. (2019扬州，13）“映日荷花别样红”看到红花是花_____ （吸收/反射）红色光；“荷风送香气”，闻到香味是_____________现象；“鱼戏莲叶间”；看见水中鱼是由于光的_________形成的像。
7.（2019湘潭，6）下列现象中，由光的直线传播形成的是（（）8.（2019内江，4）关于光现象，下列说法正确的是（）A．光总是沿直线传播B．光在空气和水中的传播速度相同C．影子是由光的直线传播形成的D．小孔成像是光的反射形成的9.(2019遂宁，2)如图所示的光现象中，由光的折射形成的是（）10.（2019重庆B卷，2）如图所示，下列光现象主要是由于光的直线传播形成的是11.（2019泰安，3）如图所示的现象，属于光的折射的是A．水中筷子“弯折”B．地上的身影 C．水中荷花的倒影 D．墙上手影12.(2019怀化，5)下列所示现象中属于光的直线传播的是A.岸边的树木在水中的倒影B.铅笔在水中“折断”C.雨后彩虹D.投到车身上的手影13.（2019德州，2）下列诗句中有关光现象的说法正确的是（）A．“绿树阴浓夏日长”，树阴是光的反射形成的B．“楼台倒影入池塘”，楼台倒影是光的折射形成的C．“瀑水喷成虹”，彩虹是光的直线传播形成的D．“潭清疑水浅”，水浅是光的折射形成的14.（2019聊城，）如图所示的光现象中，由光沿直线传播形成的是（）15.（2019威海，2）关于光现象与形成原因的对应关系，下列说法正确的是（）A．手影游戏﹣﹣光的折射B．镜花水月﹣﹣光的漫反射C．海市蜃楼﹣﹣光的反射D．小孔成像﹣﹣光沿直线传播16.（2019潍坊，3）如图所示的光现象中，与小孔成像原理相同的是（）17.（2019东营，3）1月6日，新年第一场天文奇观﹣﹣“日偏食”如约而至，如图是东营市民拍摄的日偏食照片。
高考物理新光学知识点之几何光学单元汇编及解析(1)
高考物理新光学知识点之几何光学单元汇编及解析(1)一、选择题1．1966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2．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（）．A．B．C．D．3．一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是A．波长一定变长 B．频率一定变小C．传播速度一定变小 D．一定发生全反射现象4．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（）A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长B．光电效应实验时，用A光比B光更容易发生C．A光的频率比B光的频率高D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大5．如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ．12AP AD=，则( )A．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin 1 2 nB．若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为arcsin 5 nC．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin 12n＜θ≤arcsin21n-D．若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足arcsin 255n＜θ≤arcsin21n-6．如图所示，一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光．则A．玻璃对a、b光的折射率满足n a>n bB．a、b光在玻璃中的传播速度满足v a>v bC．逐渐增大入射角，a光将先消失D．分别通过同一双缝干涉实验装置时，相邻亮条纹间距离a光大于b光7．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则A．绿光也一定能发生全反射B．红光也一定能发生全反射C．红、绿光都能发生全反射D．红、绿光都不能发生全反射8．在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( ）A．向上移动 B．向下移动C．不动 D．可能向上移动，也可能向下移动9．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到Fθ=︒，E、F分别为边AB、BC的中点，则点，已知入射方向与边A B的夹角30A．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行B．该棱镜的折射率为3C．光在F点发生全反射D．光从空气进入棱镜，光速变大10．如图所示，一束红光从空气穿过平行玻璃砖，下列说法正确的是A．红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化B．红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化C．若紫光与红光以相同入射角入射，则紫光不能穿过玻璃砖D．若紫光与红光以相同入射角入射，在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小11．如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为( )A．12B．22C．3D．3312．下列现象中属于光的衍射现象的是A．光在光导纤维中传播B．马路积水油膜上呈现彩色图样C．雨后天空彩虹的形成D．泊松亮斑的形成13．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。
高考物理新光学知识点之物理光学全集汇编及解析(4)
高考物理新光学知识点之物理光学全集汇编及解析(4)一、选择题1．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2．5G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4．一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝，红光透过双缝后，在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个窄缝挡住，在墙上可以观察到（）A．光源的像B．一片红光C．仍有条纹，但宽度发生了变化D．条纹宽度与原来条纹相同，但亮度减弱5．两束单色光Ⅰ、Ⅱ从水下同一位置同一方向射向水面，只产生两束光线，光路图如图所示，则A．两束光在水中传播时，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅰ的速度B．两束光在水中传播时波长一样C．两束光线通过同一小孔时，光线Ⅰ的衍射现象更明显D．光束Ⅰ从水中到空气中频率变大6．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在D．无线电波的波长小于可见光的波长7．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8．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9．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．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是A．若增大入射角i，则b光最先消失B．在该三棱镜中a光波速小于b光C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高12．物理老师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚），经折射分成两束单色光a、b，下列说法正确的是（）A．a光光子的能量小于b光光子的能量B．若增大入射角i，则a光可能先消失C．进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，a光条纹间距大于b光条纹间距D．在玻璃砖中，a光的波长比b光的波长短13．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．如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带．逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是A．红光→紫光，红光B．红光→紫光，紫光C．紫光→红光，红光D．紫光→红光，紫光16．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。
物理光学复习课课件
常见的获得相干光的基本方法
（1）分波阵面法：从一次发光的波面上取出几部分—分割 波前再相遇, 满足相干条件； （2）分振幅法：采用一个或几个反射面，使光在其表面一 部分反射，一部分折射，以此获得相干光
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双光束干涉强度公式 I r I1 I2 2 I1I2 cos
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例：当一束光射在两透明介质的界面上时， 会发生只有透射而无反射的情况吗？如果有 ，在什么条件下发生？
答：会。对于振动方向在入射面内的p波，存在
。 振幅反射率的 rp 0 情况，即 p 分量波全透过， 这种现象称为布儒斯特现象，相应的入射角称为
布儒斯特（Brewster）角，用 B表示,且满足
δ=π/2
π>δ>-π/2
δ=π
26
主要题型
• 求两个振动方向相同的单色波叠加的复振 幅表达式、强度分布等；
• 两个振动方向互相垂直、频率相同的单色 波叠加，判断偏振状态；
• 有关复杂波的分解
27
第三章 光的干涉
光的干涉问题包括光源、干涉装置和干涉图形三个要素 之间的关系，即从两个已知的要素求出第三个要素。
B 2 90 。布儒斯特角的计算
tgB
n2。
n1
14
反射、折射能流比与光强比
s
A1s A1s
2
rs2
sin2 (1 sin2 (1
2 ) 2 )
2
s
A2 s A1s
n2 cos2 n1 cos1
n2 cos2 n1 cos1
ts2
n2 cos2 n1 cos1
4 sin2 2 cos2 1 sin2 (1 2 )
高考物理专题光学知识点之物理光学难题汇编及解析
高考物理专题光学知识点之物理光学难题汇编及解析一、选择题1．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2．下列说法正确的是（）A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．在LC振荡电路中，电容器刚放电完毕时，电容器极板上电量最多，电路电流最小3．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4．如图所示，两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则（）A．质点A为振动加强点，经过半个周期，这一点变为振动减弱点B．质点B为振动减弱点，经过半个周期，这一点变为振动加强点C．质点C可能为振动加强点，也可能为振动减弱点D．质点D为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱5．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6．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正确的是（）A．B．C．D．7．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8．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。
物理光学 第五章
Fresnel Diffraction: Approximations
But, in the denominator, we can approximate r01 by z. And, in the numerator, we can write:
2 2 x −x y − y r01 = z2 +( x0 − x1 ) +( y0 − y1 ) = z 1+ 0 1 + 0 1 z z 2 2
傍轴近似
1 Aexp(ikl) ~ E(P) = ∫∫ l exp(ikr)dσ iλz1 ∑
5.3 菲涅耳衍射和夫琅禾菲衍射：计算公式 菲涅耳衍射和夫琅禾菲衍射：
菲涅耳近似（将被积函数中的r简化） 菲涅耳近似（将被积函数中的r简化）
x−x y − y 1 1 + r = z11+ z z 1 1
物理光学
南京师范大学物理科学与技术学院
第五章 光的衍射
光波在传播过程中遇到障碍物时， 光波在传播过程中遇到障碍物时，会偏离原来的传播方向弯入障碍 物的几何阴影区，这种现象成为光的衍射。 物的几何阴影区，这种现象成为光的衍射。 衍射现象通常分为两类，菲涅耳衍射是观察屏在距离衍射屏不是太 衍射现象通常分为两类， 远时观察到的衍射现象， 远时观察到的衍射现象，夫琅禾费衍射是光源和观察屏距离衍射屏 相当于无限远的衍射。 相当于无限远的衍射。
5.3 菲涅耳衍射和夫琅禾菲衍射：计算公式 菲涅耳衍射和夫琅禾菲衍射：
傍轴近似 倾斜因子看成常量1 倾斜因子看成常量1。 孔径上任意一点到观察屏上观察点P的距离变化不大， 孔径上任意一点到观察屏上观察点P的距离变化不大，近似取观察 屏和衍射屏之间的距离。 屏和衍射屏之间的距离。
高考物理光学知识点之物理光学难题汇编含答案解析(2)
高考物理光学知识点之物理光学难题汇编含答案解析(2)一、选择题1．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2．如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，.则()A．λa<λb，n a>n b B．λa>λb，n a<n bC．λa<λb，n a <n b D．λa>λb，n a >n b3．下面事实与光的干涉有关的是（）A．用光导纤维传输信号B．水面上的油膜呈现彩色C．水中的气泡显得格外明亮D．一束白光通过三棱镜形成彩色光带4．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5．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6．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7．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8．关于电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射，但不能发生反射和折射D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输9．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10．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11．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12．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13．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14．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则A．中间条纹间距较两侧更宽B．不同色光形成的条纹完全重合C．双缝间距离越大，条纹间距也越大D．遮住一条缝后，仍有明暗相间的条纹15．如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带．逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是A．红光→紫光，红光B．红光→紫光，紫光C．紫光→红光，红光D．紫光→红光，紫光16．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。
物理光学-第5章
5-2-6 固体和液体的吸收
固体和液体（包括染料溶液）对光吸收的特点，主要是具有很宽的吸收 带（即吸收系数随波长变化的曲线比较平滑），当然也有吸收带很窄的 物质。
在选用红宝石激光器的激发 光源时，最好使光源发射主
要为400.0nm附近的光，这
时的能量转换效率最高。因 为处于吸收带处的，红宝石 都不吸收，即使吸收一部分 也对产生激光无用，反而有 害（使红宝石发热），因此 应尽可能使光源的发射谱与 工作物质的吸收谱相匹配。
§5-3 光的散射
米氏散射：
最后散射光强的分布与菲 涅耳衍射光强的分布完全 一样，由此再一次证明： 散射只是衍射的一种特殊 情况，即散射是细微粒子 （比波长要小）的衍射效应。
感谢您的关注
5-2-6 固体和液体的吸收
固体材料的吸收系数主要是随入射光波长而变， 其它因素影响较小。而液体的吸收系数却与液体 的浓度有密切的关系。
AC
式中I是一I个0e与浓A度C无l 关，只表明吸收物质分子特 性的新系数。一般把这个关系称为比尔定律。当 物质分子的吸收本领不受它邻近分子的影响时比 尔定律才成立；当分子浓度很大时，分子间的相 互作用不能忽略，这时比尔定律就不成立，此时， 与浓度有关，而吸收的衰减规律仍然成立。
为了表征媒质折射率随波长变化的程度我们引入色散率它在数值上等于波长差为1单位的两种光的折射率之差即在实际工作中选用光学材料时应注意其色散的大小例如同样是一块三棱镜若是用作分光元件则采取色散大的材料火石玻璃
物理光学-第5章
本期主讲：
5-2-2 正常色散
1672年牛顿就发现了光的色散现象，他令一束近乎平行的白光通过玻 璃三棱镜，在棱镜后的屏上得到一束彩色光带。 。为了表征媒质折射 率随波长变化的程度我们引入色散率，它在数值上等于波长差为1单位 的两种光的折射率之差，即
人教版八年级物理上册课件：第五章 微专题5 光学作图(共23张PPT)
题型 2 利用光的反射定律作图 2. 如图所示，小明利用一块平面镜使此时的太阳光水 平射入隧道内．请你通过作图画出平面镜并标出反射角的 度数．
【解题指南】先确定所给的入射光线和折射光线的特 点，然后根据凸透镜的光学特点作图．入射光线过光心， 过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；入射光线 经过凸透镜的焦点，折射光线平行于主光轴．
【自主解答】
专题训练 题型 1 利用光的直线传播原理作图 1. 如图所示，S 是一个发光的小电灯，P、Q 是不透 光的挡板，试作出挡板右侧能被照亮的范围．
(1)平面镜的位置； (2)被测者眼睛通过平面镜看到自己右脚上如图 P 点的 光路图．
解：如图所示．
题型 5 利用透镜对光线的作用作图 11. 完成下面光路图．
12. 画出图中的 BC 的入射光线和 AO 的折射光线．
13. 请完成图中的光路．
14. 如图，L1 为入射光线，L2 为出射光线，请在图Hale Waihona Puke 添加适当的光学器件，并完成光路．
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/122021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月12日星期四2021/8/122021/8/122021/8/12 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/122021/8/12August 12, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/122021/8/122021/8/122021/8/12
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三、反常色散
1862年，Le Roux用充满碘蒸汽的三棱镜观察到了紫光的折射率比红光的折 射率小，由于这个现象与当时已观察到的正常色散现象相反，称它为反常色 散。进一步的研究发现，反常色散与介质对光的选择吸收有密切关系，它并 不“反常”，也是介质的一种普遍现象。 光的吸收区附近就是反常色散区，在石英的色散曲线测量中，如图所示，在 可见光区域内，测得曲线PQR段，其结果与由科希公式计算的结果一致。 当从R 开始向红外波段延伸时，n值的测量结果比计算结果下降要快得多。 图中实线是测量结果，虚线是计算结果。在吸收区，由于光无法通过，n值 也就测不出来了。当入射光波长越过吸收区后，光又可通过石英介质，这时 折射率数值很大，而且随着波长的增加急剧下降。在远离吸收区时，n值变 化减慢，这时又进入了另一个正常色散区，即曲线中的ST段，这时科希公 式又适用了，不过其常数A、B值要相应地变化。显然，上述吸收区所对应 的即是所谓的“反常”色散区。
一种物质的全部色散曲线是由若干正常色散区和反常色散 区相间分布构成的，在相邻两个吸收带之间，折射率单调
下降，通过一个吸收带时，折射率急剧增大，而且随 的
增大，曲线总的趋势不断抬高。
四、吸收和色散的理论解释（略）
5.3光的散射
一、光的散射现象 当光束通过均匀的透明介质时，除传播方向外，是看不 到光的。而当光束通过非均匀介质时，就可以在侧面看 到光束的轨迹，即在光线传播方向以外能够接受到光能。 这种光束通过不均匀介质所产生的偏离原来传播方向， 向四周散射的现象，就是光的散射。 所谓介质不均匀，指的是气体中有随机运动的分子、原 子或烟雾、尘埃，液体中混入小微粒，晶体中存在缺陷 等。 由于光的散射是将光能散射到其它方向上，而光的吸收则 是将光能转化为其它形式的能量，所以从本质上说二者不 同，但是在实际测量时，很难区分开它们对透射光强的影
2） I()(1co2s)
3)散色光是偏振光，不论 入射光是自然光还是偏振
光都是这样，该偏振光的
偏振度与观察方向有关。 2、米氏散射
当散射粒子的尺寸接近或大于波长时，称为米氏散射。它的主 要特点是：
1）散射光强与偏振特性随散射粒子的尺寸变化。 2）散射光强随波长的变化规律是与波长的较低次幂成反比，
响，因此，在实际工作中通常都将这两个因素的影响考 虑在一起，将透射光强表示为
I I0e()l,为散射系数 ， ）（ 为衰减系数， 根并据且 散射， 光频在 率相实 对际 入射到 测 光的 频量 率都 是中 否是 有得 改（ ） 变，。可将散射
分为线性散射和非线性散射。
二、线性散射
散射光的频率等于入射光的频率，这类散射称为线性散射。
因成此曲，线一，般这都种是曲通线过就实是验色测散定曲线n随。 变化的关系，并做
二、正常色散 折射率随着波长增加而减小的色散叫正常色散。 实验表明，凡对可见光透明的物质，它们的色散曲线形 状很相似，其共同特点如下： 1）波长越长，折射率越小； 2）波长越长，折射率随波长的变化率越小，即色散率越
小； 3）波长一定时，折射率越大的材料，其色散率也越大； 4）波长很长时，色散率趋于0。
的吸收光谱。让具有连续光谱的白光通过吸收物质后再经 光谱仪分析，即可将不同波长的光被吸收的情况显示出 来，形成吸收光谱。 每一种物质能选择吸收的波长是特定的，它反映了物质本 身的特性。稀薄原子气体的吸收峰很窄，所形成的原子吸 收光谱是线状光谱。原子吸收光谱的灵敏度很高，混合物
或化合物中极少量原子含量的变化，会在吸收光谱中反 映出吸收系数很大的改变。（如图的钠蒸汽吸收光谱） 与原子气体的线状光谱不同，分子气体、液体和固体的 吸收谱线密集地组成带状，故称为带状吸收光谱。（如 图的YAG晶体吸收光谱） 任何物质不但有特定的吸收光谱也有特定的发射光谱。 某种物质自身发射哪些波长的光，它就强烈地吸收哪些 波长的光。 从广阔的电磁波谱来考虑，任何物质对电磁波的吸收都 包含有一般吸收和选择吸收二种情况。例如，地球大气 对可见光、紫外光是透明的，但对红外光的某些波段有 吸收，而对另外一些波段比较透明。透明的波段称为
1、瑞利散射
散射粒子大小在
以下，称为瑞利散射。
(1/5~1/10 )
通过大量的实验研究表明，瑞利散射的主要特点是： 1）散射光强度与入射光波长的四次方成正比，即
I()14,为某一方向散射 射光 光的 与夹 入角。
由瑞利散射定律可以看出，在由大气散射的太阳光中，短
波长光占优势。因 红 0 .7m 2 ,紫 0 .4m ,I紫 1I红 。 0 所以，太阳散射光在大气层内层，蓝色的成分比红色多， 使天空呈蔚蓝色。 如图所示，利用瑞利散射定律也可解释正午的太阳呈白 色，旭日和夕阳呈红色。
物理光学第五章
收，当可见光通过这些物质后只改变光的强度而不改变 颜色。若物质对某些波长的光吸收特别强烈，而对其它波 长的光吸收较少，则这种吸收称为选则吸收。 选择吸收是物质呈现颜色的主要原因。绿色玻璃是把入 射的白光中的红、兰色吸收掉，只剩绿色光透射过去。 三、吸收光谱
介质的吸收系数 随光波长的变化关系曲线称为该介质
实验总结出来的经验公式。科希于1836年首先给出了正 常色散的经验公式
式长中变，化A范、围B不和大C时是，由n科所希研A公究B式的2 可介C只质4 取特 前性两决项定。的常数。当波
nAB2， ddn2B3 不同由 材料于 A，、AB、都B和为C的正值值 不同，，所 即增 使以 对加同当时 一种， 材料折n，和 射 在 率 不同色 的色散 散区率 都 ， 减 A、小 B和。 C的值也不同。
“大 气窗口”。（如下图所示）
5.2 光的色散 一、色散的概念 介质中的光速（或折射率）随光波波长变化的现象叫光 的色散现象。 常用色散率来表n征f介()质色散程度，即量度介质折射率随 波长变化快慢的物理量。
dn d f() d d
实个际简上单由的于函折数射表率示出n随 来，波而长且变这化种关变系化较关复系杂随，材无料法而用异一。
即 I()1n,其中n， 1,2,3。n的具体取值取 尺决 寸于