高考物理光学知识点之物理光学难题汇编附答案

高考物理光学知识点之物理光学难题汇编附答案
一、选择题
1．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是
A．若A板带正电，则电流i在增大
B．若电容器在放电，则电流i在减小
C．若电流i减小，则线圈两端电压减小
D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小
2．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
3．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
4．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
5．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
6．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
7．两束单色光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
8．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 ．
9．关于电磁场和电磁波理论，下面几种说法中正确的是
A ．在电场的周围空间一定产生磁场
B ．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C ．振荡电场在周围空间产生振荡磁场
D ．交替产生的电磁场形成电磁波，只能在大气中传播
10．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
11．下列四种现象不属于光的衍射现象的是
A ．太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子
B ．不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑
C ．用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环
D ．通过游标卡尺两卡脚间的狭缝观察发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹
12．5G 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
13．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
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，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
16．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
17．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
18．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
19．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 b
B．a、b光在玻璃中的传播速度满足v a>v b
C．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
20．下列说法中正确的是
A．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的
B．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性
C．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波
D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射21．有关光的应用，下列说法不正确的是（）
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象
D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理
22．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
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．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
25．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
【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】
【分析】
【详解】
ABC．通过图示电流方向，知电容器在充电，则电容器上极板A带正电，下极B板带负电，振荡电流正在减小，电容器上的电荷量正在增加，由U=Q/C知AB两板间的电压在增加，线圈两端电压增加．故ABC错误．
D．根据2
T=可知，若只减小电容C，则振荡电流周期变小，选项D正确；
故选D．
点睛：解决本题的关键知道在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．
2．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．
3．D
解析：D
【解析】
试题分析：检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故A错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成色散现象，故B错误；光导纤维束内传送图象是利用了光由光密介质到光疏介质时会发生全反射，故C错误；增透膜是利用光的干涉现象，故D正确；故选D．
考点：光的干涉；光的色散；全反射
【名师点睛】人类对于光学的研究及应用非常广泛，在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用，平时要注意观察积累生活中的光现象．
4．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．
5．D
解析：D
【解析】
试题分析：A点是波峰和波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强．故A错误；B点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱．故B错误；C点处于振动加强区，振动始终加强．故C错误；D点为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱．故D正确．故选D。

考点：波的叠加原理.
6．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。

7．C
解析：C
【解析】
试题分析：由光路图可知，Ⅱ光发生了全反射，则Ⅱ光的临界角较小，折射率较大，根据c
n
v
=可知两束光在水中传播时，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅰ的速度，选项A错误；Ⅱ光的频率较大，则波长较短，选项B错误；因光线Ⅰ的波长较大，故两束光线通过同一小孔时，光线Ⅰ的衍射现象更明显，选项C正确；光束Ⅰ从水中到空气中频率不变，选项D错误；故选C．
考点：光的折射；全反射；光的衍射
【名师点睛】本题整合了光的折射、全反射、衍射、速度等多个知识点，有效地考查了学生对光学内容的掌握情况；要知道折射率较大的光，频率较大，临界角小，在介质中的传播速度较小．
8．C
解析：C
【解析】
试题分析：由图看出a光的干涉条纹大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式
L
x
d
λ
∆=可知，a
光的波长大，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，光线经过两次折射后从玻璃射出的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A错误．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，即ab应该都与入射光平行，故B错误．由
1 sinC
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b发生全反射，则a光可能不发生全反射，能从棱镜射出，但光线在棱镜右侧面仍有反射，反射光则为复色光，故C正确．若a光发生全反射，则b光一定发生全反射，两光束都不能从棱镜射出，故D错误．故选C．
考点：光的干涉；全反射
9．C
解析：C
【解析】试题分析：据麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场．均匀变化的电场产生稳定磁场，均匀变化的磁场产生稳定电场．
只有变化的电场周围才能产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，AB错误；振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化
的，C正确；电磁波可以在真空中传播，D错误．
10．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．
11．A
解析：A
【解析】A属于光沿直线传播，A正确；光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，说明光线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故B错误；用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环，这是光的衍射，故C错误；对于通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能发生明显的衍射现象，D错误．
12．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。

13．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．
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．D
解析：D
【解析】
光线通过玻璃体后，A 光的偏折程度比B 光的小，则该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小，根据n=c/v 可知，A 在玻璃中的速度较大，在该玻璃体中，A 光比B 光的运动时间短，选项A 错误；折射率越大，光的频率越高，说明A 光的频率比B 光的频率低，光电效应实验时，用B 光比A 光更容易发生，选项BC 错误；A 光的频率比B 光的频率低，由c=λγ知，在真空中，A 光的波长比B 光的长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则A 光的条纹较B 宽．故D 正确．故选D ．
16．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． 17．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．
18．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．
19．A
解析：A
【解析】
【详解】
A、由图可知a光偏折程度大，则玻璃对a光的折射率大，a光的频率较大，故A正
确．B、a光的折射率大，则根据光速公式
c
v
n
=，知b光在该玻璃中的传播速度比a大，
故B错误．C、由
1
sin C
n
=分析知，a光的临界角比b光的小，则让该复色光从玻璃射向
空气，逐渐增大入射角，a光的入射角先达到临界角，则a光先发生全反射，折射光线消失，但产生反射光线，故C错误．D、a光的频率大，波长短，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，可知a光形成的干涉条纹间距比b光的小，故D错误．故选A．
【点睛】
解决本题的关键在于根据光的偏折程度分析折射率的大小，掌握光的频率、波长、传播速度与折射率、临界角的关系，并能熟练运用.
20．C
解析：C
【解析】
【分析】
光的干涉、衍射、多普勒等说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，即光是波动性与粒子性的统一，波是概率波．
【详解】
雨后天边出现彩虹是光的色散，肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡内外两个表面反射回的光发生干涉形成的，叫薄膜干涉．故A 错误；由于光具有波动性，又具有粒子性，单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显；故B 错误；电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波，故C 正确；电子显微镜分辨率比光学显微镜更高，是因为它利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射．故D 错误；故选C ．
【点睛】
光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．
21．A
解析：A
【解析】
【详解】
A.拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片减弱反射光的强度，故A 错误；
B.增透膜是利用薄膜干涉，故B 正确；
C.用三棱镜观察白光，由于三棱镜对不同色光的折射率不同，进出三棱镜的偏折角度不同，出现了不同色光的色散，故C 正确；
D.光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理，故D 正确。

22．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
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．D
解析：D
【解析】
据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干
涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式
l
x
d
λ
∆=可知，双缝间距d越大，干
涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确．
【学科网考点定位】双缝干涉、
l
x
d
λ
∆=、单缝衍射
【方法技巧】通过双缝干涉条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断，再应用公式
l x
d λ
∆=分析条纹间距．
25．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=L0，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。