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1、高考物理光学知识点之物理光学单元汇编含答案(3)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3如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M则下列说法中正确的是（）A如
2、 果 a为蓝色光,则 b 可能为红色光B在该三棱镜中a 色光的传播速率比b 光的传播速率大C棱镜射向空气中a色光的临界角比b 色光的临界角大Da光的折射率小于b 光折射率4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5用 abc d 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
3、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6下面事实与光的干涉有关的是（）A用光导纤维传输信号B水面上的油膜呈现彩色C水中的气泡显得格外明亮D一束白光通过三棱镜形成彩色光带7一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8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
4、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9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10 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，
5、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11 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（）Aa 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
6、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14 我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在110 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是A米波的频率比厘米波频率高B和机械波一样须靠介质传播C同光波一样会发生反
7、射现象D不可能产生干涉和衍射现象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16 如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中是光源，是滤光片，是单缝，是双缝，是光屏，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是A增大和之间的距离B增大和之间的距离C将绿色滤光片改成蓝色滤光片D增大双缝之间的距离17ABCDE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
8、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18 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19 如图所示的双缝干涉实验装置
9、中，当使用波长为6 107m的橙光做实验时，光屏中心点 P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为4 107m 的紫光重复上述实验，在 P和 P1点形成的亮、暗纹情况是（）AP和 P1都是亮纹BP是亮纹，P1是暗纹CP是暗纹，P1是亮纹DP和 P1都是暗纹20 在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即 k=0 对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将(）A向上移动 B 向下移动C不动 D可能向上移动，也可能向下移动21 如图甲所示是用干涉法检查厚玻璃板b 的上表
10、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Aa的上表面、b的下表面Ba的上表面、b的上表面Ca的下表面、b的上表面Da的下表面、b的下表面22 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23 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
11、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24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25 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
12、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CA 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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B 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
13、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 B2D 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。3A 解析：A【解析】【分析】【详解】由图看出，a光通过三棱镜后偏折
14、角较大，根据折射定律得知三棱镜对a 光的折射率大于b光折射率，若a为蓝光，b 可能为红光故A 正确，D 错误由cvn，知 a 光的折射率大于 b 光折射率，则在该三棱镜中a色光的传播速率比b 光的传播速率小，故B 错误由临界角公式1sinCn分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b 色光的临界角小，故C 错误故选A.【点睛】本题是光的色散问题，考查光的折射定律的应用问题；要知道在七种色光中，紫光的折射率是最大的，在同样条件下，其偏折角最大在介质中传播速度最小，临界角最小；可结合光的色散实验结果进行记忆；4D 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，
15、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D5A 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
16、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6B 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
17、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。7C 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。8B 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
18、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.9A 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
19、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。10B 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
20、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11C 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 C12D 解析：D【解析】【详解】A由折射率的定义式可知sinsininr通过
21、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lxda 光频率大，波长短，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。13C 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
22、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14C 解析：C【解析】【分析】【详解】根据vf可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A 错误；无线电波不需要介质传播，选项B 错误；同光波一样会发生反射，选项C 正确；
23、干涉和衍射是波特有的现象，选项D 错误【点睛】此题考查了电磁波及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干涉和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：vf15A 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
24、 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.16A 解析：A【解析】【详解】依据双缝干涉条纹间距规律 x=Ld，可知：增大和之间的距离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，故增大和之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故B错误绿光的波长比蓝光长，由上知，将绿色滤光片改为蓝色滤光片，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
25、距减小，故D 错误故选A【点睛】本实验中要获得相干光源，方法是利用滤光片、单缝、双缝组合得到，要知道装置的原理记住条纹间距的表达式 x=Ld，并理解其中各个量的含义17C 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
26、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.18A 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A19B 解析：B【解析】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，xPS1PS20，故 P点总是明纹橙色光在
27、P1点形成第一级明条纹，有xP1S2P1S1n 1 6 107 m6107 m，这对紫光来说：P1S2P1S11.5 紫，故 P1为暗纹20A 解析：A【解析】【详解】玻璃的折射率大于空气的折射率，所以同一种光在玻璃中的波长小于在空气中的波长；同样的距离，光在玻璃中的波长的个数多，光程变长。所以在双缝干涉实验中，若在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的缝，通过双缝的光仍然是相干光，仍可产生干涉条纹，经过上下两狭缝到中央亮纹位置的光程差仍等于0.由于光通过玻璃时的光程变长，所以中央亮纹P的位置略向上移动。故选：A【点睛】当光程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条
28、纹中央亮纹P点分别通过双缝到S的光程差为零，抓住该规律判断中央亮纹位置的移动21C 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；2
29、2C 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。23A 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
30、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24B 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
31、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25D 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=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