高考物理北京光学知识点之物理光学综合训练.docx

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高考物理北京光学知识点之物理光学综合训练

高考物理北京光学知识点之物理光学综合训练

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.如图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,.则(  )

A.λa<λb,na>nbB.λa>λb,na

C.λa<λb,naλb,na>nb

3.如图为LC振荡电路在某时刻的示意图,则

A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电

B.若磁场正在增强,则电容器上极板带正电

C.若电容器上极板带负电,则电容器正在充电

D.若电容器上极板带负电,则自感电动势正在阻碍电流减小

4.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

5.两束单色光Ⅰ、Ⅱ从水下同一位置同一方向射向水面,只产生两束光线,光路图如图所示,则

A.两束光在水中传播时,光束Ⅱ的速度大于光束Ⅰ的速度

B.两束光在水中传播时波长一样

C.两束光线通过同一小孔时,光线Ⅰ的衍射现象更明显

D.光束Ⅰ从水中到空气中频率变大

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.v1n2

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>nb

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

 

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.B

解析:

B

【解析】

【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

,所以b光的波长小于a光的波长,即λa>λb.

A.λa<λb,na>nb与分析结果不相符;故A项错误.

B.λa>λb,na

C.λa<λb,na

D.λa>λb,na>nb与分析结果不相符;故D项错误.

3.A

解析:

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

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

5.C

解析:

C

【解析】

试题分析:

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.

考点:

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:

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

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

8.A

解析:

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:

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

解析:

C

【解析】试题分析:

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

,根据

可知

,故C正确.

11.A

解析:

A

【解析】

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

解析:

D

【解析】

【分析】

【详解】

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

解析:

B

【解析】

【分析】

【详解】

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

解析:

B

【解析】

【分析】

【详解】

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

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

,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

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。

17.D

解析:

D

【解析】

【分析】

【详解】

试题分析:

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;

考点:

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

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.

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:

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.

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

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;由

可知选项D错误.

考点:

全发射;单色光的特点.

22.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.

23.A

解析:

A

【解析】

【分析】

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.

【详解】

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。

【点睛】

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

解析:

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

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.

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