2021届高三物理二轮复习光学部分物理光学专题(附解析)

物理光学专题一、单选题1．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2．2020年3月15日中国散列中子源（CSNS ）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。

散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。

下列关于中子研究的说法正确的是（ ）A ．α粒子轰击147N ，生成178O 并产生了中子B ．92238U 经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个 C ．γ射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D ．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度3．在双缝干涉实验中，光屏上某点P 到双缝S 1、S 2的路程差为27.510m -⨯，如果用频率为146.010Hz ⨯的单色光照射双缝，则（ ）A ．单色光的波长是7210m -⨯；P 点出现暗条纹B ．单色光的波长是7210m -⨯；P 点出现亮条纹C ．单色光的波长是7510m -⨯；P 点出现暗条纹D ．单色光的波长是7510m -⨯；P 点出现亮条纹4．如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．增大双缝的间距C．更换滤光片，改用频率更小的单色光D．将光源向双缝移动一小段距离5．下列有关电磁波的说法正确的是（）A．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场C．电磁波在所有介质中的传播速度均为8c=⨯310m/sD．微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物6．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7．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8．如图所示，一束复色光a自空气射向上下表面平行的足够长的玻璃砖，经过玻璃砖后分成b、c两束光，以下说法正确的是（）A．b、c两束光一定相互平行B．b光在玻璃砖中的传播速度大于c光C．若c光能使氢原子自基态向高能级跃迁，则b光也一定能使氢原子自基态向高能级跃迁D．若b、c两束光分别经过同一双缝发生干涉，b光的条纹间距较宽二、多选题9．如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线．一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出．让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）．则下列说法正确的是_______A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为600B．玻璃砖的折射率2nC．此光在玻璃砖中的传播速度2cD．单缝b宽度较大E.光的偏振现象说明光是一种纵波10．下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（）A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B ．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C ．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D ．经过调制后的电磁波在空间传播波长改变11．关于电磁波谱，下列说法中正确的是（ ）A ．X 射线对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变B ．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线C ．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D ．γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高12．如图所示，12O O 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于12O O 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12O O 放置的光屏，沿12O O 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 ．若A 光和B 光以相同角度从玻璃斜射入空气，随着入射角增大，B 光先消失。

B ．光从空气进入该玻璃体后，其频率不变C ．在真空中，A 光光速比B 光的光速大D ．A 光B 光照射同一双缝A 光相邻亮条纹间距大13．下列说法正确的是A ．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去B ．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象C ．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的干涉现象E.不管光源与惯性参考系中的观察者是否存在相对运动，观察者观察到的真空中的光速都是不变的14．如图，直线MN 为空气与水的分界线，P 为分界线上的一点，两束单色光a 、b 分别从空气和水中射向P 点，入射角均为60°，此时a 的折射光线与法线夹角为30°，b 恰好发生全反射，下列说法正确的是_______。

A ．a 、b 的折射率之比为2: 1B ．a 、b 在水中的传播速率之比为2:3C ．通过相同的狭缝时，b 光的衍射现象更明显D ．用完全相同的实验装置，a 光进行双缝干沙实验产生的干涉条纹间距大于b 光E.a 、b 光都可以产生偏振现象三、解答题15．在双缝干涉实验中，光屏上某点P 到双缝1S 和2S 的路程差为77.510m -⨯，如果用频率146.010Hz ⨯的黄光照射双缝，试通过计算分析P 点出现的是亮条纹还是暗条纹。

16．如图所示，在双缝干涉实验中，S 1、S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 到S 1、S 2的距离之差为2.1um ，现分别用A 、B 两束单色光在空气中做双缝干涉实验。

（1）若A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4⨯l0-7m，则P点是亮条纹还是暗条纹；（2）若B光在某介质中的波长为3.15⨯l0-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，则P点是亮条纹还是暗条纹。

17．如果中央人民广播电台向外发射500kHz的电磁波，若距该台6×103km处有一台收音机，问：（1）此电磁波的波长多大？（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？（3）其他条件不变，仅将发射电磁波的频率变大，第(2)问中的时间是否发生变化？参考答案1．A【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．2．B【详解】A ．根据质量数守恒和电荷数守恒知，4141712781He N O H +→+故A 错误；B ．每次α衰变，质量数少4，电荷数少2，中子数少2；每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，中子数少1；所以4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2+2×1=10，故B 正确；C ．γ射线实质光子流，故C 错误；D ．镉棒可以吸收中子，核反应堆中，通过改变镉棒插入的深度，可以控制核反应的速度，故D 错误。

故选B 。

3．D【详解】由7510m c f λ-==⨯，该光的波长为7510m -⨯，由于=3000002x λ∆，路程差为半波长的偶数倍，P 点是振动的加强点，出现亮条纹。

故选D 。

4．C【详解】实验中用激光通过双缝，双缝的作用是形成相干光源；由干涉条纹间距L x d λ∆=知为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使得双缝间距离d 缩小，或者增大L 与λ； A ．将光屏移近双缝，则L 减小，不符合要求，故A 错误；B ．增大双缝的间距d ，导致条纹间距变小，故B 错误；C ．换滤光片，改用频率更小即波长更长的单色光，符合要求，故C 正确；D ．光源向双缝移动一小段距离，不会影响条纹间距，故D 错误。

故选C 。

5．B【详解】A. 赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，A 错误；B. 周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，B 正确；C. 电磁波在真空中传播速度等于8310m/s c =⨯，C 错误；D. 因为红外线有热作用，微波炉主要利用电磁波中的红外线加热食物，D 错误。

故选B 。

【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cfλ=知，c光的波长最小，故A错误；B．c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．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Lxdλ∆=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cfλ=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Lxdλ∆=比较干涉条纹间的间距大小．7．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．【详解】A ．因为光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由于光的折射定律可知上表面入射角一样，由光路的可逆性原理可知光经过玻璃砖后分成b 、c 两束光一定相互平行，所以A 正确；B ．根据偏移情况可知玻璃对b 光的折射率大于c 光的折射率，根据公式c v n =可知b 光在玻璃砖中的传播速度小于c 光，所以B 错误；C ．氢原子自基态向高能级跃迁所需要光子能量是一一对应的不能大也不能小，由于b 光的折射率大于c 光的折射率，则b 光子的频率大于c 光子的频率，所以b 光子能量大于c 光子能量，则b 光可能使氢原子自基态向更高能级跃迁，但不一定，所以C 错误；D ．由于b 光子的频率大于c 光子的频率，则b 的波长小于C 的波长，根据双缝干涉条纹间距公式L x d λ∆=，若b 、c 两束光分别经过同一双缝发生干涉，c 光的条纹间距较宽,所以D 错误；故选A 。