高考物理光学知识点之物理光学解析含答案.docx
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高考物理光学知识点之物理光学解析含答案
高考物理光学知识点之物理光学解析含答案
一、选择题
1.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样.现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光的传播路径与方向可能正确的是()
A.①③B.①④C.②④D.只有③
2.
是“第五代移动通讯技术”的简称。
目前通州区是北京市
覆盖率最高的区县,相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况,
能有效解决信号问题。
由于先前的
等已经将大部分通讯频段占用,留给
的频段已经很小了。
采用了比
更高的频段,
网络运用的是毫米波,将网络通讯速度提高百倍以上,但毫米波也有明显缺陷,穿透能力弱,目前解决的办法是缩减基站体积,在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。
综合上述材料,下列说法中不正确的是
A.
信号不适合长距离传输
B.手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽
C.
信号比
信号更容易发生衍射现象
D.随着基站数量增多并且越来越密集,可以把基站的功率设计小一些
3.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光
A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大
4.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是()
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
5.如图所示是双缝干涉实验,使用波长为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;若用波长为400nm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
A.P0点和P1点都是亮条纹
B.P0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
6.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大的那种单色光,比另一种单色光()
A.在真空中的波长较短
B.在玻璃中传播的速度较大
C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大
D.其在空气中传播速度大
7.在阳光下肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹和雨后天空的彩虹,这分别是光的()
A.干涉、折射B.反射、折射C.干涉、反射D.干涉、偏振
8.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
9.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
10.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
11.以下列出的电磁波中,频率最高的是()
A.无线电波B.红外线C.X射线D.
射线
12.如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态,则该时刻()
A.振荡电流i在增大B.电容器正在放电
C.磁场能正在向电场能转化D.电场能正在向磁场能转化
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.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
15.如图所示的双缝干涉实验装置中,当使用波长为6×10﹣7m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4×10﹣7m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗纹情况是( )
A.P和P1都是亮纹
B.P是亮纹,P1是暗纹
C.P是暗纹,P1是亮纹
D.P和P1都是暗纹
16.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
17.如图所示是一观察太阳光谱简易装置,一加满清水的碗放在有阳光的地方,将平面镜M斜放入水中,调整其倾斜角度,使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射,最后由水面折射回空气射到室内白墙上,即可观察到太阳光谱的七色光带.逐渐增大平面镜的倾斜角度,各色光将陆续消失,则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是
A.红光→紫光,红光B.红光→紫光,紫光
C.紫光→红光,红光D.紫光→红光,紫光
18.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、γ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.如图所示,LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计,某瞬间回路中电流方向如箭头所示,且此时电容器的极板A带正电荷,则该瞬间( )
A.电流i正在增大,线圈L中的磁场能也正在增大
B.电容器两极板间电压正在增大
C.电容器带电量正在减小
D.线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强
22.1966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
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
B.B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.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1~10m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射现象
D.不可能产生干涉和衍射现象
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
1.A
解析:
A
【解析】
由干涉图样可知,a光的双缝干涉条纹间距比b光的大,根据双缝干涉相邻条纹间距公式△x=
λ可知,a光的波长长,则同一介质对a的折射率小,对b光的折射率大.根据平行玻璃砖的光学特性可知,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①正确,②错误.由sinC=
分析可知,a光的临界角较大.当光从棱镜射入空气中时,若发生全反射的话首先是b光,若b不发生全反射,能射出棱镜,则a光一定也不发生全反射从棱镜射出,故③正确,④错误.故选A.
点睛:
解决本题是掌握光学的基本知识:
双缝干涉相邻条纹间距公式△x=
λ、折射定律、临界角公式sinC=
和全反射的条件.要知道折射率越大,介质对该光的折射率越大.
2.C
解析:
C
【解析】
【详解】
A.因为
信号穿透能力弱,故不适合长距离传输,故A不符合题意;
B.因5G信号穿透能力弱,手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽,故B不符合题意;
C.
采用了比
的频段,即
比
频率更高,波长更短,更不容易发生衍射现象,故C符合题意;
D.随着基站数量增多并且越来越密集,可以吧基站功率设计小一些建立微型基站,故D不符合题意。
本题选择不正确的,故选C。
3.C
解析:
C
【解析】
【分析】
根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大,可以判断这两种光在该玻璃中的波速大小,以及波长、临界角等大小情况,然后以及相关物理知识即可解答.
【详解】
A.由
可知,蓝光在玻璃中的折射率大,蓝光的速度较小,故A错误;
B.以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中,蓝光的折射率大,向法线靠拢偏折得多,折射角应较小,故B错误;
C.从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式
可知,红光的折射率小,临界角大,故C正确;
D.用同一装置进行双缝干涉实验,由公式
可知蓝光的波长短,相邻条纹间距小,故D错误.
4.D
解析:
D
【解析】
试题分析:
检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,故A错误;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B错误;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,故C错误;增透膜是利用光的干涉现象,故D正确;故选D.
考点:
光的干涉;光的色散;全反射
【名师点睛】人类对于光学的研究及应用非常广泛,在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用,平时要注意观察积累生活中的光现象.
5.B
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
,解得△x=λ1=600nm,则
,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
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.
6.B
解析:
B
【解析】
试题分析:
根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式
,用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大,所以A项错误;波长越大折射率越小,所以C项错误;在介质中的速度根据公式
,折射率越小在介质中传播的速度越大,所以B项正确;在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速,所以D项错误。
考点:
本题考查了双缝干涉和不同色光的折射率
7.A
解析:
A
【解析】
试题分析:
肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的,属于光的干涉;雨后天空中的彩虹是光的折射现象,故A正确,选项BCD错误。
考点:
光的干涉、折射
【名师点睛】本题较简单,考查了光的干涉和折射现象,知道频率相同是产生干涉的条件。
8.A
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.
9.B
解析:
B
【解析】
试题分析:
双缝干涉的相邻条纹间距
,其中
是双缝到光屏的距离,
是双缝间距,
是入射光的波长,将光屏移近双逢,使得
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
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
10.A
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.
11.D
解析:
D
【解析】电磁波频率是不同的,由电磁波波谱图可知知道
射线的频率比X射线、可见光、无线电波高,故D正确,A、B、C错误;故选D。
【点睛】本题的解题关键是熟记电磁波的波谱图.知道
射线的波长比可见光、无线电波短.
12.C
解析:
C
【解析】
【详解】
通过图示电流方向为电流流向正极板,知电容器在充电,振荡电流减小,电容器上的电荷量正在增大,磁场能正在向电场能转化;故选C。
13.D
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.
14.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.
15.B
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,Δx=PS1-PS2=0,故P点总是明纹.橙色光在P1点形成第一级明条纹,有Δx=P1S2-P1S1=nλ=1×6×10-7m=6×10-7m,这对紫光来说:
P1S2-P1S1=1.5λ紫,故P1为暗纹.
16.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.
17.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
由于水对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大,根据折射定律得知,太阳光从空气射向水面时,红光的折射角最大,紫光的折射角最小,如图所示:
经过平面镜反射后,根据反射光路的对称性可知,此七色光带从上到下排列的顺序是红光→紫光;由临界角
得知,紫光的临界角最小,逐渐增大平面镜的倾斜角度时,折射光线经反射后射到水面的入射角增大,紫光最先发生全反射,从七色光带中消失,故B正确,A、C、D错误;
故选B.
【点睛】
水对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大,光线从空气射向水面时,由折射定律确定七种色光的折射角大小,根据光反射的对称性,分析七色光带从上到下排列的顺序;紫光的临界角最小,紫光最先发生全反射,由此分析最先消失的光,据此解答.
18.C
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,γ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。
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.B
解析:
B
【解析】
试题分析:
A、根据图示电路知,该LC振荡电路正在充电,电流在减小,磁场能转化为电场能.故A错误.
B、电容器的带电量在增大,根据U=
,知电容器两极板间的电压正在增大.故B正确,C错误.
D、充电的过程,磁场能转化为电场能,电流在减小,所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小.故D错误.
故选B.
22.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.
23.C
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
,间距变窄,D正确.
24.C
解析:
C
【解析】
【分析】
【详解】
根据
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;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:
.
25.C
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
知,c光的波长最小,故A错误;
B.c光的折射率最大,根据
知,c光在玻璃中传播的速度最小,故B错误;
C.根据
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
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
得出波长的大小,根据
比较在三棱镜中的传播速度大小,根据
比较发生全反射的临界角大小;根据波长的大小,结合
比较干涉条纹间的间距大小.
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