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高考物理光学知识点之物理光学真题汇编附答案

2021-09-03 来源:乌哈旅游
高考物理光学知识点之物理光学真题汇编附答案

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.下面事实与光的干涉有关的是( ) A.用光导纤维传输信号 C.水中的气泡显得格外明亮 3.下列说法正确的是( )

A.任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关 B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波

C.单个光子通过单缝后,底片上就会出现完整的衍射图样 D.光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏 4.如图为LC振荡电路在某时刻的示意图,则

B.水面上的油膜呈现彩色

D.一束白光通过三棱镜形成彩色光带

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.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

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.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

10.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

11.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

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.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na>nb B.a、b光在玻璃中的传播速度满足va>vb 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

14.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光。下面说法正确的是

A.a光线是红光,b光线是紫光

B.当光线在水滴背面发生全反射时,我们看到的彩虹最为鲜艳明亮 C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 D.遇到同样的障碍物,a光比b光更容易发生明显衍射 15.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

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。图乙所示干涉条纹,是两个表面反射光的叠加而形成的,这两个表面是

A.a的上表面、b的下表面 B.a的上表面、b的上表面 C.a的下表面、b的上表面 D.a的下表面、b的下表面

17.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

18.甲图是太阳光照射下,肥皂膜表面出现的彩色条纹;乙图是激光照射下,针尖的影子,它的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹.下列说法正确的是

A.二者都是光的衍射现象 B.二者都是光的干涉现象

C.甲是光的干涉现象,乙是光的衍射现象 D.甲是光的衍射现象,乙是光的干涉现象 19.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 20.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

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.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.γ射线、紫外线、可见光、红外线 B.γ射线、红外线、紫外线、可见光 C.紫外线、可见光、红外线、γ射线 D.红外线、可见光、紫外线、γ射线 23.下列说法正确的是( ) A.电磁波在真空中以光速c传播 C.声波只能在空气中传播 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.在空气中传播的声波是横波 D.光需要介质才能传播

24.在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则

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

【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除

一、选择题 1.A 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A.

2.B

解析:B 【解析】 【分析】 【详解】

A.光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号,与光的干涉无关,故A错误; B.光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射,两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹,故与光的干涉有关,故B正确;

C.光从水或玻璃射到气泡中时,由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射,所以气泡看起来特别明亮,与干涉无关,故C错误;

D.白光是复色光,而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同,故虽然不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散,故折射的结果与光的干涉无关,故D错误。 故选B。

3.B

解析:B 【解析】 【分析】 【详解】

A.实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关,故A错误; B.能完全吸收入射的各种波长的电磁波的理想物体叫做黑体,故B正确; C.单个光子通过单缝后,要经过足够长的时间,底片会出现完整的衍射图样,故C错误;

D.光子通过单缝后,体现的是粒子性,故D错误。 故选B。

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:在电磁波谱中,红外线的热效应好,选项A错误;天空是亮的原因是大气对阳光的色散,选项B正确;天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射,选项C正确;波长较短的光容易被大气散射,波长较长的光不容易被大气散射,傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时,蓝光、紫光大部分被吸收掉了,所以傍晚的阳光比较红.故D正确,故选A. 考点:光的色散

【名师点睛】太阳光是由红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫七种光组成,以红光波长最长,紫光波长最短.波长比较长的红光等色光透射性最大,能够直接透过大气中的微粒射向地面,而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射,使天呈现蔚蓝色。

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

cn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

v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.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.

9.A

解析:A

【解析】根据公式xL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d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.

10.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

11.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.

12.D

解析:D 【解析】 【详解】

A.由折射率的定义式可知

nsini sinr通过比较a光折射率大,频率大,光子的能量大于b光光子的能量,故A错误; B.从空气射向玻璃不可能发生全反射,增大入射角i,当入射角为直角时,a光、b光同时消失,故B错误;

C.进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,条纹间距x短,条纹间距小于b光条纹间距,故C错误;

D.光线通过玻璃砖比较折射角,可知a光折射率大,频率大,波长短,故D正确。 故选D。

l a光频率大,波长d13.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v故B错误.C、由sinCc,知b光在该玻璃中的传播速度比a大,n1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n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.

14.C

解析:C 【解析】 【详解】

AD.a、b两种光在水滴表面发生折射现象,入射角相同,a光的折射角小于b光,根据折射定律可知,a光的折射率大于b光,所以a是紫光,b是红光,a光的波长小于b光,水滴背面发生全反射时b光更容易发生明显的衍射现象,故AD错误;

B.光在水滴背面发生全反射时,仍然有些不同颜色的光要相交重合,所以此时看到的彩虹并不鲜艳,故B错误;

C.令太阳光在水滴表面发生折射现象时,a光的折射角为α,b光的折射角为β,则球形

水滴的半径为R,所以a光在水滴中的传播路径长为

xa=4R•cosα

b光在水滴中传播的路径长为

xb=4Rcosβ

因为α<β,所以

xa>xb

又因为光在介质中的传播速度为vc,因为na>nb,所以 nva<vb

光在水滴中的传播时间为t间长,故C正确。 故选C。

x,所以a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时v15.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.

16.C

解析:C 【解析】 【详解】

要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是a板的下表面和b板的上表面的反射光干涉产生的。具体为:当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍,出现明条纹,是半波长的奇数倍,出现暗条纹,若条纹是直的则板平整,若条纹发生弯曲,则玻璃板不平整。

A. a的上表面、b的下表面,与结论不相符,选项A错误; B. a的上表面、b的上表面,与结论不相符,选项B错误; C. a的下表面、b的上表面,与结论相符,选项C正确; D. a的下表面、b的下表面,与结论不相符,选项D错误;

17.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。

18.C

解析:C 【解析】

太阳光照射下肥皂膜呈现彩色,属于薄膜干涉现象,针尖障碍物的影的轮廓出现明暗相间的条纹是光波发生衍射引起的,故C正确.

19.A

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.

20.D

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.

21.A

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.

22.A

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、α射线、γ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.

23.A

解析:A 【解析】

试题分析:电磁波在真空中的传播速度等于光速,A正确;在空气中传播的声波是纵波,B错误;声波的传播需要介质,可以在空气、液体和固定中传播,C错误;光属于电磁波,其传播不需要介质,可以在真空中传播,D错误. 【学科网考点定位】考查了机械波和电磁波

【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种,电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同,机械波传播的是振动形式,其传播离不开介质,机械波在传播过程中波速由介质决定.

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xl可知,双缝间距d越大,干d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、xl、单缝衍射 d【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

xl分析条纹间距. d25.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.

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