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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(1)一、选择题1下列几种说法中，正确的是（）A红外线、可见光、紫外线、射线，是按波长由长到短排列B紫外线是一种紫色的可见光C均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场D光的干涉、衍射现象说明光波是横波25G 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G 网络 5G 网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G 及以下网络（通信频率在0.3GHz 3.0GHz 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率未来5G 网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps（bps为 bits
2、per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的 50-100 倍关于5G 网络使用的无线电波，下列说法正确的是A在真空中的传播速度更快B在真空中的波长更长C衍射的本领更强D频率更高，相同时间传递的信息量更大3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4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
3、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5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如图所示是双缝干涉实验，使用
4、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8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9两束单色光、从水下同一位置同一方向射向水面，只产生两束光线，
5、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10 如图所示为用a、b 两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b 两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正确的是（）ABCD11 下列四种现象不属于光的衍射现象的是A太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子B不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑C用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环D通过游标卡尺两卡脚间的狭缝观察发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹12
6、 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 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 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 雨后太阳光射入空气中的水滴
7、，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Aa 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Ca 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 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
8、缝干涉实验装置时，相邻亮条纹间距离a 光大于 b 光16ABCDE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17 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
9、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18电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（）A无线电波、红外线、紫外线、射线B红外线、无线电波、射线、紫外线C射线、红外线、紫外线、无线电波D紫外线、无线电波、射线、红外线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 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
10、奥斯特D赫兹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
11、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 下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是不正确的()A用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理BB 光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波C通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致D在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄24 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
12、一条缝后，仍有明暗相间的条纹25 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【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】A、红外线、可见光、紫外线、射线，是按波长由长到短排列，A 正确。B、紫外线是一种波长比紫色光短的不可见光，B 错误。C、根据麦克斯韦的电磁波理论可知，均匀变化的电场可产生恒定的磁场，C 错误。D、光的干涉和衍射现象说明光波是一种波，但不能说明是横波
13、，D 错误。故选A。【点睛】掌握电磁波谱中各光的波长与频率的关系，了解各种色光在生活中的应用2D 解析：D【解析】【详解】A、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故 A 错误；BC、由公式cf可知：cf，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC 错误；D、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D 正确3A 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
14、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4B 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。5B 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
15、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。6C 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。7B 解析：B【解析】根据出现明暗条纹的条件可知，P0
16、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.8A 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
17、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。9C 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c
18、nv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10C 解析：C【解析】试题分析：由图看出a 光的干涉条纹大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式Lxd可知，a光的波长大，则同一介质对a 的折射率小，对b 光的折射率大根据平行玻璃
19、砖的光学特性可知，光线经过两次折射后从玻璃射出的出射光线与入射光线平行，由于a 光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故A错误根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，即ab 应该都与入射光平行，故B 错误由1sinCn分析可知，a 光的临界角较大当光从棱镜射入空气中时，若b 发生全反射，则a 光可能不发生全反射，能从棱镜射出，但光线在棱镜右侧面仍有反射，反射光则为复色光，故C正确若 a 光发生全反射，则b 光一定发生全反射，两光束都不能从棱镜射出，故D 错误故选C考点：光的干涉；全反射11A 解析：A【解析】A 属于光沿直线传播，A 正确；光线通过小圆盘，则会在屏上出
20、现中心有亮斑，说明光线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故B 错误；用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环，这是光的衍射，故C 错误；对于通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能发生明显的衍射现象，D 错误12D 解析：D【解析】【详解】A由折射率的定义式可知sinsininr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lxda光频率大，波长短，条纹间距小于
21、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。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14C 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
22、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，b 光的折射角为，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?cosb 光在水滴中传播的路径长为xb=4Rcos因为 ，所以xa xb又因为光在介质中的传播速度为cvn，因为 nanb，所以va vb光在水滴中的传播时间为xtv，所以 a光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间长，故 C 正确。故选 C。15A 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
23、 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.16C 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
24、，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.17C 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
25、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18A 解析：A【解析】试题分析：按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和 射线故选 A考点：考查电磁波谱的相关知识点评：电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和 射线19A 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
26、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20D 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。21A 解析：A【解析】图甲中，弯曲的水
27、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23C 解析：C【解析】用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，A 正确，光的偏振也证
28、明了光是一种波，而且是横波，横波传播方向与振动方向垂直，所以B 正确，通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的色散现象，C错误，在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，波长减小，根据公式lxd，间距变窄，D 正确24D 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25C 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。