高考物理光学知识点之物理光学技巧及练习题附答案解析(5).pdf

高考物理光学知识点之物理光学技巧及练习题附答案解析(5)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a、b，该玻璃对单色光a、b 的折射率分别为na、nb，.则()AanbBab，nanbCab，na b，na nb3两束单色光、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，光束的速度大于光束的速度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，光线的衍射现象更明显D光束从水中到空气中频率变大4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5下图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以A将光屏移近双缝B更换滤光片，改用波长更长的单色光C增大双缝的间距D将光源向双缝移动一小段距离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AabBbeCecDcd10 下列关于电磁波的说法正确的是_A电磁波不能产生衍射现象B电磁波和机械波都只能在介质中传播C根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同11 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 射线具有较强的穿透能力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 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16 已知单色光a的频率低于单色光b 的频率，则（）A通过同一玻璃三棱镜时，单色光a的偏折程度小B从同种玻璃射入空气发生全反射时，单色光a的临界角小C通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a 照射时相邻亮纹间距小D照射同一金属发生光电效应，用单色光a照射时光电子的最大初动能大17 下面是四种与光有关的事实：用光导纤维传播信号 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度 一束白光通过三棱镜形成彩色光带 水面上的油膜呈现彩色其中，与光的干涉有关的是()ABCD18 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 下列说法正确的是（）A物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的 X 射线波长短22 下列说法正确的是（）A麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在B光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理C光的偏振现象说明光是纵波D微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的23 第一次通过实验捕捉到电磁波，证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是()A法拉第B安培C奥斯特D赫兹24 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25 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Ca光光子能量比较大D同一介质对a光折射率大【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 A2B 解析：B【解析】【详解】由图知，三棱镜对b 光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以nab.Aanb与分析结果不相符；故项错误Bab，nanb与分析结果相符；故B 项正确Cab，nab，nanb与分析结果不相符；故D 项错误3C 解析：C【解析】试题分析：由光路图可知，光发生了全反射，则光的临界角较小，折射率较大，根据cnv可知两束光在水中传播时，光束的速度小于光束的速度，选项A错误；光的频率较大，则波长较短，选项B错误；因光线的波长较大，故两束光线通过同一小孔时，光线的衍射现象更明显，选项C正确；光束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4A 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5B 解析：B【解析】试题分析：双缝干涉的相邻条纹间距Lxd，其中L是双缝到光屏的距离，d是双缝间距，是入射光的波长，将光屏移近双逢，使得L变小，条纹间距变小，选项A 错改用波长更长的单色光，变大，条纹间距变大，选项B 对增大双缝的间距即d增大条纹间距变小，选项C 错将光源向双缝移动一小段距离，对条纹间距没有影响，选项D 错考点：双逢干涉条纹间距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8B 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9A 解析：A【解析】太阳光是复色光，七种颜色的光的波长不同，红光的波长最长，折射率最小，紫光的波长最短，折射率最大，所以红光通过三棱镜偏折最小，紫光偏折最大，屏上从上到下，分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫而在红光的外侧区域ab有红外线，其热效应显著，红外线照射的区域温度上升最快，A 正确10C 解析：C【解析】A干涉和衍射是波特有的性质，电磁波也可以发生衍射现象，故A 错误；B.电磁波可以在真空中传播，故B错误；C.由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故C正确；D.根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故D 错误；故选 C11C 解析：C【解析】【分析】【详解】A均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场可产生稳定的磁场，选项A 错误；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，这是光的衍射现象，选项B错误；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，选项 C 错误；D光的偏振现象说明光是一种横波，选项D 错误。故选 C。12D 解析：D【解析】【分析】【详解】A根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在磁场，不一定是变化的磁场，选项A错误；B红外线遥感技术是利用红外线的衍射作用和热效应，选项B 错误；C在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是因为紫外线具有杀菌的化学作用，选项C 错误；D工业上的金属探伤是利用 射线具有较强的穿透能力，选项D 正确故选 D。13A 解析：A【解析】太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这是薄膜干涉；瀑布在阳光下呈现的彩虹，这是色散；过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这是单缝衍射14D 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lxd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、lxd、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lxd分析条纹间距15C 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16A 解析：A【解析】【分析】单色光的频率越小，折射率越小，发生折射时偏折程度越小；折射率越小，临界角越大；波长越长，干涉条纹的间距越大；频率越大，发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能越大；【详解】A、单色光的频率越小，折射率越小，发生折射时偏折程度越小，则知a光的折射率小，通过三棱镜时，单色光a的偏折程度小，故A 正确；B、由1sinCn知，折射率越小，全反射临界角越大，故B 错误；C、频率越小，波长越长，发生双缝干涉时，干涉条纹的间距与波长成正比，则知用单色光 a照射时相邻亮纹间距大，故C 错误；D、发生光电效应时,光电子的最大初动能为kmEhvW，光的频率越小，光电子的最大初动能越小，所以用单色光a照射时光电子的最大初动能小，故D 错误；故选 A。【点睛】关键要掌握折射率与光的频率、波长的关系，要掌握全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点。17B 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18C 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。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21B 解析：B【解析】【详解】A.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A 错误；B.医院检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理。故B 正确；C.两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大。故C 错误；D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的 X 射线波长长。故D 错误；22D 解析：D【解析】【详解】A.麦克斯韦提出了电磁波理论，赫兹通过实验进行了验证，故A 错误；B.光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故B 错误；C.光的偏振现象说明了光是横波，故C 错误；D.微波与食物中水分子的固有频率接近时，发生共振使热运动加剧从而实现加热的目的，故 D 正确.23D 解析：D【解析】【详解】本题是关于物理学史的题目，解题的关键是掌握基本常识；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早用实验验证了电磁波的存在、证明麦克斯韦电磁场理论A法拉第首先发现了电磁感应现象及其规律，不符合题意；B安培研究了电流之间的作用力，不符合题意；C奥斯特首先发现了电流的磁效应，不符合题意D赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，符合题意。24A 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25B 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Lxd知，a 光的波长大于b 光的波长，A 正确 B、由cf结合波长关系知a 光的频率小于 b 光的频率，而hf可得 a 光光子能量比较小，B错误 C、D、由cvn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abvv，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Lxd，以及知道波长、频率的大小关系，注意光电效应方程的内容