高考物理光学知识点之物理光学基础测试题附解析

高考物理光学知识点之物理光学基础测试题附解析
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．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
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．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
5．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
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
8．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
9．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
10．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
11．如图所示是双缝干涉实验装置图，以下可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离（）
A．增大双缝与光屏之间的距离
B．增大单缝与双缝之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
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．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
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，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
16．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P 1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P 1点形成的亮、暗纹情况是（ ）
A ．P 和P 1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
17．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
18．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
19．下列关于电磁波的说法中正确的是
A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大
B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播
D．红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长短
20．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
21．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
.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．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
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．下列应用没有利用电磁波技术的是
A．无线电广播 B．移动电话 C．雷达 D．白炽灯
【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．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．
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．C
解析：C
【解析】
【分析】
根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大，可以判断这两种光在该玻璃中的波速大小，以及波长、临界角等大小情况，然后以及相关物理知识即可解答．
A．由
C
v
n
=可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，故A错误；
B．以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，故B错误；
C．从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式
1
sin C
n
=可知，红光的折射率小，临界
角大，故C正确；
D．用同一装置进行双缝干涉实验，由公式
L
x
d
λ
∆=可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，
故D错误．
5．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．
6．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，若将其中一个缝封住，属于单缝衍射，那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗。

故ABD错误，C正确。

故选C。

7．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．
8．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．
9．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．
10．B
解析：B
【解析】电磁波在真空中的传播速度恒为，A错误；根据麦克斯韦电磁理论可得周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确；电磁波也是波的一种，具有波的一切特性，可以发生反射和折射，C错误；电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，D错误．11．A
解析：A
【解析】根据公式
L
x
d
λ
∆=可得增大双缝与光屏之间的距离L，由上式知，可增大相邻两
条亮纹之间的距离，故A正确；x
∆与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故B错误；绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故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．D
解析：D
【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.
14．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．
15．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.
16．B
解析：B
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．
17．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
18．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．
19．A
解析：A
【解析】
【详解】
A、电磁波的能量与频率有关；振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；
B、均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不能再产生电场，故不能激发电磁波．故B错误；
C、微波由于波长过短,绕过障碍物的本领就很差了，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误；
D、红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长长，故D错误。

20．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．
21．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．
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：
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
23．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．
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．D
解析：D
【解析】
试题分析：下列应用没有利用电磁波技术的是白炽灯，无线电、移动电话、雷达都要利用电磁波向外传输，D对；
考点：考查电磁波的应用
点评：难度较小，电磁波传输不需要介质，对电磁波的应用实例要注意积累。