高考物理光学知识点之物理光学技巧及练习题附答案.pdf

高考物理光学知识点之物理光学技巧及练习题附答案一、选择题1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nanbBa、b 光在玻璃中的传播速度满足vavbC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AP0点和 P1点都是亮条纹BP0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4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8109?12l09Hz，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2109?4109Hz则下列说法正确的有A电磁波的传播需要介质BX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9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10 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Aa光在水中传播速度比b光小Bb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11 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12 用 abcd 表示 4 种单色光，若 a b 从同种玻璃射向空气，a 的临界角小于b 的临界角；用bc 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；用bd照射某金属表面，只有b 能使其发射电子则可推断abcd 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 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15ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，ABBC，由 a、b 两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB 射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC 射出，且在CD、AE 边只有 a 光射出，光路图如图所示，则a、b 两束光()A在真空中，a 光的传播速度比b 光的大B在棱镜内，a 光的传播速度比b 光的小C以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角较小D分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距小16 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17 下列说法中正确的是A声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X 射线、射线C机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波D宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快18 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19 下面的说法正确的是()A肥皂泡呈现彩色条纹是光的全反射现象造成的B天空中彩虹是光的干涉现象造成的C圈屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的D照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象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22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（）Aa 光的频率比b 光大B水对 a 光的折射率比b 光大Ca 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23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 射线、紫外线、可见光、红外线B 射线、红外线、紫外线、可见光C紫外线、可见光、红外线、射线D红外线、可见光、紫外线、射线25 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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1A 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cvn，知 b 光在该玻璃中的传播速度比a 大，故 B 错误 C、由1sinCn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.2B 解析：B【解析】【分析】【详解】A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A 错误；B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的性质，故B正确；C用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C 错误；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小，电路电流最大，故D 错误。故选 B。3B 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1212x，解得 x=1=600nm，则2312x，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lxd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.4C 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5A 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6A 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lxd，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7C 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8D 解析：D【解析】A、电磁波的传播不需要介质，故选项A错误；B、根据公式vfT可知，频率越大，波长越短，故选项B 错误；C、当电磁波从一种介质射人另一介质时，频率不会发生变化，频率是由振源本身决定的，与外界因素无关，故选项C 错误；D、由于 S波段的电磁波比X 波段电兹波的波长大，故更容易发生明显衍射，故选项D 正确9C 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。10A 解析：A【解析】由题，两光束的入射角i 相同，折射角rarb，根据折射定律得到，折射率nanb由公式cvn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=1n分析知：a光的折射率大，临界角小，故C 错误折射角rarb，频率fafb，则波长ab，根据公式x=Ld，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11D 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。12A 解析：A【解析】【详解】根据临界角C、折射率1sinnC，由 a 的临界角小于b 的临界角，可知nanb，根据色散规律可知a 的频率大于b 即 ab；根据双缝干涉条纹间距Lxd，由 c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，由可知b 和 d 中 b的频率较大即b d，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13D 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.14B 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.15C 解析：C【解析】所有光在真空中有相同的速度，选项A 错误；在CD、AE边只有 a 光射出，b 光发生了全反射，说明b 光的临界角小，在五棱镜中的折射率大，由cvn知，b光在棱镜里的速度小，选项 B 错误；由折射定律sinsinin知，b 光的折射率大，折射角小，选项C 正确；a光的频率小于b 光的频率，则a 光的波长大于b 光的波长，由lxd知，a 光的相邻亮条纹间距大于b 光的相邻亮条纹间距，选项D 错误；故选C点睛：本题考查了光的折射和干涉现象关键要根据光路图正确判断出折射率的大小，再根据其他量与折射率的关系进行分析.16A 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 A17C 解析：C【解析】【详解】A.声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率。A 错误。B.在电磁波谱中按照波长由长到短排列的顺序是：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X 射线，射线，B 错误。C.机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波，C 正确。D.宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性，知时间间隔变长，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢，D 错误。18A 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。19C 解析：C【解析】【详解】A、肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的.故 A 错误B、天空中彩虹是白光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B 错误C、圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光绕过阻碍物射到中心位置，这是光的衍射现象造成的，故 C 正确D、增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D 错误故选 C【点睛】解决本题的关键掌握衍射条纹和干涉条纹的特点，单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距（如牛顿环）20A 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21A 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22C 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1sinCn可知 a 光的折射率小，即频率小，波长长，故选项AB错误；由cvn可知选项C 正确；由Lxd可知选项D错误考点：全发射；单色光的特点23B 解析：B【解析】试题分析：由折射定律12sinsinn，a、b 从水中射向空气的折射角1相等，而由图可得22ab，所以abnn，所以，A 选项错误；由1sinnC,可知abCC,所以 B 选项正确；由cnv，abvv，C选项错误；因为abnn，所以 a光的频率小于b 光的频率，而cf，所以ab，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b 光做实验，由Lxd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24A 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、射线、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25C 解析：C【解析】【详解】A由光路图可知，c 光的偏转程度最大，则c 光的折射率最大，频率最大，根据cf知，c光的波长最小，故A 错误；Bc 光的折射率最大，根据cvn知，c 光在玻璃中传播的速度最小，故B 错误；C根据1sinCn知，c 光的折射率最大，则c 光发生全反射的临界角最小，故C 正确；D a光的频率最小，则波长最长，根据Lxd知，a 光干涉条纹之间的距离最大，故D错误；故选 C【点睛】根据光线的偏折程度比较出各种色光的折射率，从而得出频率的大小，根据cf得出波长的大小，根据cvn比较在三棱镜中的传播速度大小，根据1sinCn比较发生全反射的临界角大小；根据波长的大小，结合Lxd比较干涉条纹间的间距大小