高考物理四平光学知识点之物理光学基础测试题

高考物理四平光学知识点之物理光学基础测试题

一、选择题

1．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

2．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

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．如图所示是利用薄膜干涉检查平整度的装置，同样的装置也可以用于液体折射率的测定．方法是只需要将待测液体填充到两平板间的空隙（之前为空气）中，通过比对填充后的干涉条纹间距d′和填充前的干涉条纹间距d就可以计算出该液体的折射率．已知空气的折射率为1．则下列说法正确的是（）

A．d′

B．d′

C．d′>d，该液体的折射率为

D．d′>d，该液体的折射率为

5．一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

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．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是

A．变化的电磁场由发生区域向周围空间传播，形成电磁波

B．电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场

C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播

D．电磁波的传播速度总是与光速相等

8．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()

A．在电场的周围，一定存在着由它激发的磁场

B．变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波

C．赫兹通过实验证实了电磁波的存在

D．无线电波的波长小于可见光的波长

9．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

10．一细光束由a、b两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的光路如图所示，则以下看法正确的是

A．a光在水中传播速度比b光小

B．b光的光子能量较大

C．当该两种单色光由水中射向空气时，a光发生全反射的临界角较大

D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距11．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

12．5G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 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

13．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是

A．若增大入射角i，则b光最先消失

B．在该三棱镜中a光波速小于b光

C．若a、b光通过同一双缝干涉装置，则屏上a光的条纹间距比b光宽

D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压高

14．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )

A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源

B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源

C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹

D．在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生15．ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，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

16．下面是四种与光有关的事实：①用光导纤维传播信号②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度③一束白光通过三棱镜形成彩色光带④水面上的油膜呈现彩色

其中，与光的干涉有关的是( )

A．①④B．②④C．①③D．②③

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．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

19．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

.比较20．如图所示，三束细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

a、b、c三束光，可知( )

A．a为波长较长的光

B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大

C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小

D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大

21．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光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是（）

A．a光的频率比b光大

B．水对a光的折射率比b光大

C．a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

22．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

23．电磁波与机械波具有的共同性质是( )

A．都是横波B．都能传输能量

C．都能在真空中传播D．都具有恒定的波速

24．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．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播

25．有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光，大额钞票的荧光防伪标志就是一例，下列说法正确的是

A．改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光

B．荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低

C．荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量

D．荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．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.

2．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。

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

C

v

n

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1

sin C n

=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L

x d

λ?=可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，故D 错误．

4．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

薄膜干涉是光在空气层的上下两次反射叠加后形成的，光程差为厚度的两倍，所以相同的厚度形成同一条亮（暗）条纹，再有，换掉液体后光速减小，波长减小，所以条

纹间距减小，由此可知折射率为，B 对；

5．C

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 。

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λd

L

x Δ=

，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n

c

v =

，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

【分析】

【详解】

周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发，在空间由近及远的传播，就形成了电磁波，故A正确；变化的电场产生磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场不产生磁场；同理，变化的磁场产生的电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，均匀变化的磁场不产生电场；故B错误，C也错误；电磁波的传播速度与介质有关，不同介质中传播的速度不同，在真空中的传播速度等于光速等于3×108m/s，故D错误；故选A．

8．C

解析：C

【解析】只有变化的电场才会产生磁场，恒定的电场不能产生磁场，A错误；均匀变化的磁场产生恒定的电场，但是恒定的电场不会产生磁场，B错误；赫兹通过实验证实了电磁波的存在，C正确；依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，γ射线（伽马射线），故无线电波的波长大于可见光的波长，D错误．

9．C

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。

10．A

解析：A

【解析】由题，两光束的入射角i相同，折射角r a＜r b，根据折射定律得到，折射率n a＞

n b．由公式

c

v

n

分析得知，在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小．故A正确．由于b

光的折射率较小，则b光的频率较小，光子能量较小，故B错误．根据sinC=1

n

分析知：a

光的折射率大，临界角小，故C错误．折射角r a＞r b，频率f a＞f b，则波长λa＜λb，根据公

式△x=L

d

λ，则知a光的干涉条纹间距小于b光的间距．故D错误．故选A.

点睛：本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点，同学们只要加强对光学基础知识的学习，就能轻松解答．

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

12．D

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c f λ=可知：c

f

λ=

，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．

13．C

解析：C 【解析】

A 、根据折射率定义公式sin sin i

n r

=

，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a 对应的折射角较大，故光线a 的折射率较小，即n a ＜n b ，若增大入射角i ，在第二折射面上则两光的入射角减小，依据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射，因此它们不会发生光的全反射，故A 错误．B 、光从空气斜射向玻璃折射时，入射角相同，光线a 对应的折射角较大，故光线a 的折射率较小，即n a ＜n b ，根据c v n

=

分析知在该三棱镜中a 光速度大于b 光速度，故B 错误. C 、a 光的折射率较小，在真空中a 光波长大于b 光波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，因此a 光条纹间距大于b 光条纹间距，故C 正确．D 、光线a 的折射率较小，频率较低；根据E h ν=，则a 光光子能量较小，则a 光束照射光电管逸出光电子的最大初动能E km 较小，根据qU c =E km ，则a 光的遏止电压低，故D 错误．故选C ．

【点睛】本题关键依据光路图来判定光的折射率大小，然后根据折射率定义公式比较折射率大小，学会判定频率高低的方法，同时掌握光电效应方程，及遏止电压与最大初动能的关系．

14．B

解析：B 【解析】 【分析】

A、B、单缝的作用是获得相位保持不变的相干光源，双缝的作用是为了获得频率相同的两个光源，故A错误，B正确；

C、光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹，光屏上距两缝的路程差等于半波长的偶数倍处出现明条纹，故C错误；

D、两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便；故D错误.

故选B.

15．C

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

c

v

n

=知，b光在棱镜里的速度

小，选项B错误；由折射定律

sin

sin

i

n

γ

=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

l

x

d

λ

?=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.

16．B

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

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

1

sinC

n

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】

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；

19．D

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。20．A

【解析】 【详解】

A ．三种色光，a 的偏折程度最小，知a 的折射率最小，a 的频率最小，根据c

f

λ=，得a 的波长最长，符合题意；

B ．三种色光在真空中传播时，速度相等，都等于光速，不符合题意；

C ．a 的波长最长，再由双缝干涉的条纹间距：

l x d

λ?=

知a 光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最大，不符合题意； D ． 根据全反射公式：

1sin C n

=

得：折射率越大，临界角越小，所以c 光的临界角最小，不符合题意

21．C

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1

sin C n

=可知a 光的折射率小，即频率小，波长长，故选项AB 错误；由c v n =可知选项C 正确；由L

x d

λ?=可知选项D 错误．

考点：全发射；单色光的特点．

22．B

解析：B 【解析】

试题分析：由折射定律1

2

sin sin n θθ=

，a 、b 从水中射向空气的折射角1θ相等，而由图可得22a b θθ>，所以a b n n <，所以，A 选项错误；由1

sin n C

=

,可知a b C C >,所以B 选项正确；由c

n v

=

，a b v v >，C 选项错误；因为a b n n <，所以a 光的频率小于b 光的频率，而c f λ=，所以a b λλ>，用同一双缝干涉实验装置分别以a 、b 光做实验，由L x d

λ?=

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

23．B

【解析】

试题分析：电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，故A错误．两种波都能传输能量，故B正确．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故C错误．两种波的波速都与介质的性质有关，波速并不恒定，只有真空中电磁波的速度才恒定．

考点：考查了电磁波与机械波

24．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．

25．C

解析：C

【解析】因为红外线的频率低于紫外线的频率，所以改用红外线照射荧光物质不会发出可见光，A错误；可见光的频率不一定比红外线的频率低，B错误；荧光物质被紫外线照了之后，分子内一些电子会迁跃到更高能级，然后不再接收到紫外线时又会自主迁跃到低能级，前一过程吸收紫外线能量，后一过程以发光形势放出能量，而荧光物质分子较复杂，两个过程,不是简单的来回迁跃,而是涉及到很多能级间的迁跃，C正确D错误．