高考物理光学知识点之物理光学经典测试题
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、γ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
2．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
3．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
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．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
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
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
8．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．光需要介质才能传播
D．一束单色光由空气进入水中，传播速度和频率都改变
9．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
10．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是
A．若A板带正电，则电流i在增大
B．若电容器在放电，则电流i在减小
C．若电流i减小，则线圈两端电压减小
D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小
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．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
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．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
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n a>n b
B．a、b光在玻璃中的传播速度满足v a>v b
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
16．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
17．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
18．下列关于电磁波的说法中正确的是
A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大
B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播
D．红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长短
19．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
20．下面的说法正确的是()
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的全反射现象造成的
B．天空中彩虹是光的干涉现象造成的
C．圈屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象21．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
22．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、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
23．下列说法正确的是
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．在医学上常用红外线来杀菌消毒
C．LC振荡电路中当电容器的电荷量最大时，线圈中的电流最大
D．调幅和调频是电磁波调制的两种方法
24．1966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
25．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
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一、选择题
1．A
解析：A
【解析】A、红外线、可见光、紫外线、γ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，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．2．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．
3．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。
4．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。
5．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．
6．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。
7．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
12
1 2x
λ
=，解得△x=λ1=600nm，则
2
3
1
2
x
λ
=，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
l
x
d
λ
?=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.
8．A
解析：A
【解析】电磁波在真空中以光速c传播，A正确；空气中的声波是纵波，故B错误；光可以在真空中的传播，不需要介质，C错误；一束单色光由空气进入水中，频率不变，D错误．
9．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．10．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．通过图示电流方向，知电容器在充电，则电容器上极板A带正电，下极B板带负电，振荡电流正在减小，电容器上的电荷量正在增加，由U=Q/C知AB两板间的电压在增加，线圈两端电压增加．故ABC错误．
D．根据2
=可知，若只减小电容C，则振荡电流周期变小，选项D正确；
T LC
故选D．
点睛：解决本题的关键知道在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．
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】
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，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D．
13．A
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．
14．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．
15．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
c
v
n
=，知b光在该玻璃中的传播速度比a大，
故B错误．C、由
1
sin C
n
=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.
16．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＝1×6×10－7 m＝6×10－7 m，这对紫光来说：P1S2－P1S1＝1.5λ紫，故P1为暗纹．
17．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．
18．A
解析：A
【解析】
【详解】
A、电磁波的能量与频率有关；振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；
B、均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不能再产生电场，故不能激发电磁波．故B错误；
C、微波由于波长过短,绕过障碍物的本领就很差了，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误；
D、红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长长，故D错误。
19．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。
20．C
解析：C
【解析】
【详解】
A、肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是
.故A错误．
光的干涉造成的
B、天空中彩虹是白光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B错误．
C、圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光绕过阻碍物射到中心位置，这是光的衍射现象造成的，故C正确．
D、增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误．
故选C．
【点睛】
解决本题的关键掌握衍射条纹和干涉条纹的特点，单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距（如牛顿环）．
21．C
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．
22．A
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γ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γ射线
23．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．麦克斯韦提出变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，使电场和磁场交替产生向外传播，形成电磁波，而赫兹证实了电磁波的存在；故A错误.
B．紫外线能杀菌，紫外线总是伴随着紫光出现.根据紫外线能杀菌制成了杀菌的紫光灯.紫光灯中起杀菌作用的是紫外线；故B错误.
C．LC电路中的Q不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能正在向电场能转化，
当电荷量达到最大时，充电完毕，则充电电流减为零；故C错误.
D．在无线电波的发射中，需要把低频信号搭载到高频载波上，调制有两种方式：一种是使高频载波的振幅随信号而改变，这种调制方式称为调幅；一种是使高频波的频率随信号而改变，这种调制方式称为调频；故D正确.
24．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．
25．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 hν
=，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．