高考物理北京光学知识点之物理光学综合训练文档格式.docx
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6.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
7.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
8.下列说法正确的是()
A.不论光源与观察者怎样相对运动,光速都是一样的
B.太阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
C.波源与观察者互相靠近和互相远离时,观察者接收到的波的频率相同
D.光的双缝干涉实验中,若仅将入射光从红光改为紫光,则相邻亮条纹间距一定变大
9.下列关于电磁波的说法,正确的是
A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
B.电场随时间变化时,一定产生电磁波
C.做变速运动的电荷会产生电磁波
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
10.甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,相邻两个亮条纹的中心距离分别记为Δx1和Δx2,已知Δx1>Δx2。
另将两单色光在真空中的波长分别用λ1、λ2,在同种均匀介质中传播的速度分别用v1、v2,光子能量分别用E1、E2、在同种介质中的折射率分别用n1、n2表示。
则下列关系正确的是
A.λ1<
λ2B.v1<
v2C.E1<
E2D.n1>
n2
11.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e为bc中点.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为
A.abB.beC.ecD.cd
12.下列说法正确的是:
A.根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场
B.红外线遥感技术是利用红外线的化学作用
C.在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒,是因为紫外线比红外线的热效应显著
D.工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力
13.下列关于电磁波和机械波的说法中,正确的是
A.机械波和电磁波均有横波和纵波
B.机械波和电磁波均可发生干涉、衍射
C.机械波只能在介质中传播,电磁波只能在真空中传播
D.波源的振动或电磁振荡停止,空间中的波均即刻完全消失
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.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na>
B.a、b光在玻璃中的传播速度满足va>
vb
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.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
17.目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz~1000MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()
A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30m~150m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播
D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定障碍物的距离
18.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
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
20.1966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
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.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
23.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是()
A.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场
B.变化的电场一定产生变化的磁场
C.稳定的电场一定产生稳定的磁场
D.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
24.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
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
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.B
B
【详解】
由图知,三棱镜对b光的折射率较大,又因为光的频率越大,介质对光的折射率就越大,所以na<
nb,故b光的频率大于a光的频率,在根据
,所以b光的波长小于a光的波长,即λa>
λb.
nb与分析结果不相符;
故A项错误.
B.λa>
λb,na<
nb与分析结果相符;
故B项正确.
故C项错误.
D.λa>
故D项错误.
3.A
【解析】试题分析:
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.
若磁场正在减弱,根据楞次定律感应电流方向为向上,所以负电荷运动到下极板,上极板带正电,反之磁场增强,上极板带负电,此种情况,磁场能增大,电场能减小,电容器放电,自感电动势正在阻碍电流的增大,A正确.
4.B
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
5.C
C
由光路图可知,Ⅱ光发生了全反射,则Ⅱ光的临界角较小,折射率较大,根据
可知两束光在水中传播时,光束Ⅱ的速度小于光束Ⅰ的速度,选项A错误;
Ⅱ光的频率较大,则波长较短,选项B错误;
因光线Ⅰ的波长较大,故两束光线通过同一小孔时,光线Ⅰ的衍射现象更明显,选项C正确;
光束Ⅰ从水中到空气中频率不变,选项D错误;
故选C.
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.
6.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.
7.B
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.
双逢干涉条纹间距
8.A
【解析】狭义相对论认为:
在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的.故A正确;
太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带是由于折射引起的,B错误;
当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,间距变小,观察者接收的频率增大,如果二者远离,间距变大,观察者接收的频率减小,故C错误;
光的双缝干涉实验中,光的双缝干涉条纹间距
,若仅将入射光从红光改为紫光,由于红光波长大于紫光,则相邻亮条纹间距变小,故D错误.
9.C
【解析】只有变化的电场和磁场,才能激发电磁波,而稳定的电磁场不能产生电磁波,A错误;
均匀变化的电场,产生稳定的磁场,但是稳定的磁场不能产生电场,故不能产生电磁波,B错误;
做变速运动的电荷,做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场,形成电磁波,C正确;
赫兹证实了电磁波的存在,D错误.
10.C
根据双缝干涉的条纹间距公式求解波长大小关系,波长越长,频率越小,在同一种介质中的折射率越小,结合
、
分析解题.
由于同一装置,L、d相同,根据公式
可得
,波长越大,频率越小,折射率越小,故
,根据
可知
,故C正确.
11.A
太阳光是复色光,七种颜色的光的波长不同,红光的波长最长,折射率最小,紫光的波长最短,折射率最大,所以红光通过三棱镜偏折最小,紫光偏折最大,屏上从上到下,分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.而在红光的外侧区域ab有红外线,其热效应显著,红外线照射的区域温度上升最快,A正确.
12.D
D
【分析】
A.根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在磁场,不一定是变化的磁场,选项A错误;
B.红外线遥感技术是利用红外线的衍射作用和热效应,选项B错误;
C.在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒,是因为紫外线具有杀菌的化学作用,选项C错误;
D.工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力,选项D正确.
故选D。
13.B
A.机械波有横波和纵波,电磁波只有横波,故A错误.
B.干涉、衍射是一切波具有的特性,所以机械波和电磁波均可发生干涉、衍射,故B正确;
C.机械波是机械振动在介质中传播过程,必须依赖于介质,没有介质不能形成机械波;
电磁波传播的是电磁场,而电磁场本身就是一种物体,不需要借助其他物质来传播,所以电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传播,故C错;
D.当波源的振动或电磁振荡停止,只是不能发出新的波,但已经发出的波不会停下来,故D错;
故选B.
14.B
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.A
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
,知b光在该玻璃中的传播速度比a大,故B错误.C、由
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.C
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。
17.D
根据公式
可得上述频率范围的电磁波的波长在0.3m~1.5m之间,A错误;
均匀变化的电场产生稳定的磁场,均匀变化的磁场产生稳定的电场,稳定的电磁场不会产生电磁波,B错误;
根据波的衍射规律可知波长越长,衍射现象越明显,越容易发生,C错误;
根据
可得障碍物的位置,D正确;
考查了对电磁波的理解
【名师点睛】
本题易错点为:
有些同学错误认为磁场产生电场,电场产生磁场,注意麦克斯韦的电磁场理论是电磁波产生的理论基础,要加强理解与应用.同时注意测障碍物的距离时,其值等于由来回时间求出距离的一半.
18.A
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.
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.
19.D
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
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.
21.C
由图乙可知a光发生全反射的临界角大,由
可知a光的折射率小,即频率小,波长长,故选项AB错误;
由
可知选项C正确;
可知选项D错误.
全发射;
单色光的特点.
22.C
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.
23.A
麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场,当中的变化有均匀变化与周期性变化之分;
均匀变化的电场只能产生恒定的磁场,周期性变化的电场才能产生同频率的磁场.
A.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场,A正确;
B.均匀变化的电场产生恒定的磁场,B错误;
C.稳定的电场不会产生磁场,C错误;
D.均匀变化的电场一定产生恒定不变的磁场,D错误.
故选A。
本题考查麦克斯韦的电磁场理论中变化的分类:
均匀变化与非均匀(或周期性)变化.要注意准确把握.
24.B
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.
考查了电磁波与机械波
25.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.