2019-2023年高考物理真題分專題訓(xùn)練：光學 （教師版含解析）

試卷第=page3636頁，共=sectionpages3737頁專題14光學一、單選題1．(2023·山東·統(tǒng)考高考真題)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當溫度升高時，下列說法正確的是(

)

A．劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動 B．劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C．劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動 D．劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動【答案】A【詳解】由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則條紋向左移動。故選A。2．(2023·北京·統(tǒng)考高考真題)陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的(

)A．偏振現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．干涉現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象【答案】C【詳解】陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象。故選C。3．(2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是(

)A．

B．

C．

D．

【答案】A【詳解】根據(jù)折射定律n上sinθ上=n下sinθ下由于地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，則n下>n上，則θ下逐漸減小，畫出光路圖如下

則從高到低θ下逐漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向。故選A。4．(2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題)用某種單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼?

)

A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍【答案】B【詳解】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距與波長關(guān)系有由題圖知x乙=2x甲則故選B。5．(2023·天津·統(tǒng)考高考真題)能說明光是橫波的是()作者的備注：原卷為四個對應(yīng)情景圖片，配以相應(yīng)文字解釋。A．全反射 B．干涉 C．偏振 D．衍射【答案】C【詳解】A．根據(jù)光的全反射現(xiàn)象，說明光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)和由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)會有不同的現(xiàn)象，不能因此確定是橫波還是縱波，故A錯誤；BD．干涉和衍射是所有波的特性，不能因此確定是橫波還是縱波；根據(jù)光能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，說明光是一種鋒返波，具有波動性，故BD錯誤；C．光的偏振現(xiàn)象說明振動方向與光的傳播方向垂直，即說明光是橫波，故C正確；故選C。6．(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)在水池底部水平放置三條細燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長度為0.9m，水的折射率，細燈帶到水面的距離，則有光射出的水面形狀(用陰影表示)為(

)A．

B．

C．

D．

【答案】C【詳解】燈帶發(fā)出的光從水面射出時發(fā)生全反射臨界角的正弦值則燈帶上的一個點發(fā)出的光發(fā)生全反射的臨界角如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得則一個點發(fā)出的光在水面上能看到的的圓，光射出的水面形狀邊緣為弧形，如圖所示

等腰直角三角形發(fā)光體的內(nèi)切圓半徑滿足解得故中間無空缺。故選C。7．(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為，OP邊上的點光源S到頂點O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長度為(

)

A． B． C． D．【答案】C【詳解】設(shè)光線在OQ界面的入射角為，折射角為，幾何關(guān)系可知，則有折射定律光線射出OQ界面的臨界為發(fā)生全反射，光路圖如下，其中

光線在AB兩點發(fā)生全反射，有全反射定律即AB兩處全反射的臨界角為，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知故選C。8．(2023·浙江·高考真題)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊以角度入射，依次經(jīng)和兩次反射，從直角邊出射。出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)了角，則()A．等于 B．大于C．小于 D．與棱鏡的折射率有關(guān)【答案】A【詳解】如圖所示設(shè)光線在AB邊的折射角為，根據(jù)折射定律可得設(shè)光線在BC邊的入射角為，光線在AC邊的入射角為，折射角為；由反射定律和幾何知識可知聯(lián)立解得根據(jù)折射定律可得可得過D點做出射光的平行線，則該平行線與AB的夾角為，由幾何知識可知，入射光與出射光的夾角為。故選A。9．(2022·海南·高考真題)如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1:3。當細光束以的入射角射入球中，其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為()A． B．1.5 C． D．2【答案】B【詳解】如圖折射角的正弦值根據(jù)折射定律可得該透明材料的折射率故選B。10．(2022·北京·高考真題)下列現(xiàn)象能說明光是橫波的是(

)A．光的衍射現(xiàn)象 B．光的折射現(xiàn)象C．光的偏振現(xiàn)象 D．光的干涉現(xiàn)象【答案】C【詳解】光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波。故選C。11．(2022·遼寧·高考真題)完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學實驗中，航天員向水球中注入空氣形成了一個內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球。下列說法正確的是(

)A．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變大B．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變小C．若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D．若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射【答案】C【詳解】AB．光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，頻率不變，AB錯誤；CD．如圖可看出光線1入射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線1在水球外表面折射后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設(shè)水球半徑為R、氣泡半徑為r、光線經(jīng)過水球后的折射角為α、光線進入氣泡的入射角為θ，根據(jù)幾何關(guān)系有則可得出光線2的θ大于光線1的θ，故若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射，C正確、D錯誤。故選C。12．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學實驗，在失重環(huán)境下，往大水球中央注入空氣，形成了一個空氣泡，氣泡看起來很明亮，其主要原因是()A．氣泡表面有折射沒有全反射B．光射入氣泡衍射形成“亮斑”C．氣泡表面有折射和全反射D．光射入氣泡干涉形成“亮紋”【答案】C【詳解】當光從水中射到空氣泡的界面處時，一部分光的入射角大于或等于臨界角，發(fā)生了全反射現(xiàn)象；還有一部分光折射到內(nèi)壁然后再折射出去，所以水中的空氣泡看起來比較亮。故選C。13．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)關(guān)于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是(

)A．用復(fù)色光投射就看不到條紋B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D．藍光干涉條紋的間距比紅光的大【答案】B【詳解】A．用復(fù)色光投射同樣能看到條紋，A錯誤；B．雙縫干涉實驗中，明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，B正確；C．由條紋間知，把光屏前移或后移，改變了L，從而改變了條紋間距，但還可能看到明暗相間條紋，C錯誤；D．由條紋間知，且λ藍<λ紅，則藍光干涉條紋的間距比紅光的小，D錯誤。故選B。14．(2022·山東·統(tǒng)考高考真題)柱狀光學器件橫截面如圖所示，右側(cè)是以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，左側(cè)是直角梯形，長為R，與夾角，中點為B。a、b兩種頻率的細激光束，垂直面入射，器件介質(zhì)對a，b光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，能在面全反射后，從面射出的光是(不考慮三次反射以后的光)(

)A．僅有a光 B．僅有b光 C．a(chǎn)、b光都可以 D．a(chǎn)、b光都不可以【答案】A【詳解】當兩種頻率的細激光束從A點垂直于AB面入射時，激光沿直線傳播到O點，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線傳播出去。保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向PM面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點從A向B移動過程中，光線傳播到PM面的入射角逐漸增大。當入射點為B點時，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知，光線傳播到PM面的P點，此時光線在PM面上的入射角最大，設(shè)為，由幾何關(guān)系得根據(jù)全反射臨界角公式得兩種頻率的細激光束的全反射的臨界角關(guān)系為故在入射光從A向B移動過程中，a光能在PM面全反射后，從OM面射出；b光不能在PM面發(fā)生全反射，故僅有a光。A正確，BCD錯誤。故選A。15．(2022·全國·統(tǒng)考高考真題)一點光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×10-7m的光，在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個。普朗克常量為h=6.63×10-34Js。R約為(

)A．1×102m B．3×102m C．6×102m D．9×102m【答案】B【詳解】一個光子的能量為E=hνν為光的頻率，光的波長與頻率有以下關(guān)系c=λν光源每秒發(fā)出的光子的個數(shù)為P為光源的功率，光子以球面波的形式傳播，那么以光源為原點的球面上的光子數(shù)相同，此時距光源的距離為R處，每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個，那么此處的球面的表面積為S=4πR2則聯(lián)立以上各式解得R≈3×102m故選B。16．(2022·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心O點，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，b、c、d也會隨之轉(zhuǎn)動，則()A．光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度小于B．光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于C．光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度大于D．光束b、c之間的夾角減小了【答案】B【詳解】A．設(shè)入射光線a的入射角為，則反射角為，光束c的折射角為，光束d的反射角也為，入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，入射角變?yōu)橛煞瓷涠煽芍瓷浣堑扔谌肷浣牵瑒t光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于，故A錯誤；B．由折射定律有，可得即光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于，故B正確；C．光束d的反射角變化與光束c的折射角變化相等，則光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度小于，故C錯誤；D．光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于，光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于，則光速b、c之間的夾角減小的角度小于，故D錯誤；故選B。17．(2021·江蘇·高考真題)鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當是()A． B． C． D．【答案】C【詳解】薄膜干涉為前后兩個面反射回來的光發(fā)生干涉形成干涉條紋，在復(fù)色光時，出現(xiàn)彩色條紋，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，從而使干涉條紋的間距上疏下密，由于表面張力的作用，使得肥皂膜向內(nèi)凹陷，故C正確，ABD錯誤。故選C。18．(2021·江蘇·高考真題)某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于面射入，可以看到光束從圓弧面出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為()A．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.8【答案】A【詳解】畫出激光束從玻璃磚射出時恰好發(fā)生全反射的入射角如圖所示全反射的條件由幾何關(guān)系知聯(lián)立解得故A正確，BCD錯誤.故選A.19．(2021·海南·高考真題)如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形，，其折射率為。一束單色光在紙面內(nèi)以的入射角從空氣射向邊的中點O，則該束單色光()A．在邊的折射角為B．在邊的入射角為C．不能從邊射出D．不能從邊射出【答案】C【詳解】A．光線從O點入射，設(shè)折射角為，由折射定律有解得即該束單色光在邊的折射角為，故A錯誤；B．設(shè)邊長，則，作出光路圖如圖所示。由幾何關(guān)系可知光在邊的入射角為，故B錯誤；C．設(shè)光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全反射的臨界角設(shè)為C，有即，而光在MN邊的入射角大于，所以光在MN邊發(fā)生全反射，不能從邊射出，故C正確；D．根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點發(fā)生全反射后到達NP邊的B點時的入射角為30°，小于全反射臨界角，所以光在B點折射出玻璃磚，故D錯誤。故選C。20．(2021·湖北·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則()A．λ1<λ2，M是波長為λ1的光出射位置 B．λ1<λ2，N是波長為λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波長為λ1的光出射位置 D．λ1>λ2，N是波長為λ1的光出射位置【答案】D【分析】本題考查折射定律以及雙縫干涉實驗。【詳解】由雙縫干涉條紋間距的公式可知，當兩種色光通過同一雙縫干涉裝置時，波長越長條紋間距越寬，由屏上亮條紋的位置可知反射光經(jīng)過三棱鏡后分成兩束色光，由圖可知M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同時，折射率越大的色光折射角越大，由于則所以N是波長為λ1的光出射位置，故D正確，ABC錯誤。故選D。21．(2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題)一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示，比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的()A．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小B．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小C．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大D．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大【答案】C【詳解】由光路圖可知a光的偏折程度沒有b光的大，因此a光的折射率小，頻率小，由全反射可知折射率越小發(fā)生全反射的臨界角越大。故選C。22．(2021·天津·高考真題)光刻機是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進入液體后與其在真空中相比()A．波長變短 B．光子能量增加 C．頻率降低 D．傳播速度增大【答案】A【詳解】紫外線進入液體后與真空相比，頻率不變，傳播速度減小，根據(jù)可知波長變短；根據(jù)可知，光子能量不變。故選A。23．(2021·北京·高考真題)北京高能光源是我國首個第四代同步輻射光源，計劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬(從遠紅外到X光波段，波長范圍約為10-5m～10-11m，對應(yīng)能量范圍約為10-1eV～105eV)、光源亮度高、偏振性好等諸多特點，在基礎(chǔ)科學研究、應(yīng)用科學和工藝學等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說法正確的是()A．同步輻射的機理與氫原子發(fā)光的機理一樣B．用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離C．蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8m，不能用同步輻射光得到其衍射圖樣D．盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會明顯減小【答案】D【詳解】A．同步輻射是在磁場中圓周自發(fā)輻射光能的過程，氫原子發(fā)光是先吸收能量到高能級，在回到基態(tài)時輻射光，兩者的機理不同，故A錯誤；B．用同步輻射光照射氫原子，總能量約為104eV大于電離能13.6eV，則氫原子可以電離，故B錯誤；C．同步輻射光的波長范圍約為10-5m～10-11m，與蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8m差不多，故能發(fā)生明顯的衍射，故C錯誤；D．以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV，則電子回旋一圈后能量不會明顯減小，故D正確；故選D。24．(2021·北京·高考真題)如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是(

)A．這是光的干涉現(xiàn)象B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度【答案】C【詳解】A．光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光，這是光的色散現(xiàn)象，A錯誤；C．由題圖可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根據(jù)折射定律可知nc<nbC正確；B．由于光的折射率越大，其頻率越大，波長越短，則b光在真空中的波長較短，B錯誤；D．根據(jù)v=知，c光束的折射率小，則c光在棱鏡中的傳播速度大，D錯誤。故選C。25．(2021·山東·高考真題)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是()A． B．C． D．【答案】D【詳解】用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，從透明薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的，其光程差為透明薄膜厚度的2倍，當光程差△x=nλ時此處表現(xiàn)為亮條紋，即當薄膜的厚度時對應(yīng)的條紋為亮條紋，在題目的干涉條紋中，從左向右條紋的間距逐漸增大，結(jié)合干涉條紋公式對應(yīng)的厚度公式可知從左向右薄膜厚度的變化率逐漸減小。故選D。26．(2021·浙江·高考真題)用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點O和兩出射點P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點處，空氣中的四條細光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b間的夾角為，則()A．光盤材料的折射率B．光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二C．光束b、c和d的強度之和等于光束a的強度D．光束c的強度小于O點處折射光束的強度【答案】D【詳解】A．如圖所示由幾何關(guān)系可得入射角為折射角為根據(jù)折射定律有所以A錯誤；B．根據(jù)所以B錯誤；C．光束在b、c和d的強度之和小于光束a的強度，因為在Q處光還有反射光線，所以C錯誤；D．光束c的強度與反射光線PQ強度之和等于折身光線OP的強度，所以D正確；故選D。27．(2021·浙江·高考真題)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到時會引起神經(jīng)混亂，達到時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為()A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】設(shè)微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為解得則引起神經(jīng)混亂時有引起心肺功能衰竭時有所以B正確；ACD錯誤；故選B。28．(2020·海南·統(tǒng)考高考真題)下列說法正確的是(

)A．單色光在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越小B．觀察者靠近聲波波源的過程中，接收到的聲波頻率小于波源頻率C．同一個雙縫干涉實驗中，藍光產(chǎn)生的干涉條紋間距比紅光的大D．兩束頻率不同的光，可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象【答案】A【詳解】A．根據(jù)可知單色光在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越小，故A正確；B．根據(jù)多普勒效應(yīng)，若聲波波源向觀察者靠近，則觀察者接收到的聲波頻率大于波源頻率，故B錯誤；C．根據(jù)同一個雙縫干涉實驗中，藍光的波長小于紅光的波長，故藍光產(chǎn)生的干涉條紋間距比紅光的小，故C錯誤；D．根據(jù)光的干涉的條件可知，兩束頻率不同的光不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故D錯誤。故選A。29．(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)隨著通信技術(shù)的更新?lián)Q代，無線通信使用的電磁波頻率更高，頻率資源更豐富，在相同時間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛蟆５?代移動通信技術(shù)(簡稱5G)意味著更快的網(wǎng)速和更大的網(wǎng)絡(luò)容載能力，“4G改變生活，5G改變社會”。與4G相比，5G使用的電磁波()A．光子能量更大 B．衍射更明顯C．傳播速度更大 D．波長更長【答案】A【詳解】A．因為5G使用的電磁波頻率比4G高，根據(jù)可知5G使用的電磁波比4G光子能量更大，故A正確；B．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還?。灰?G使用的電磁波頻率更高，即波長更短，故5G越不容易發(fā)生明顯衍射，故B錯誤；C．光在真空中的傳播速度都是相同的；光在介質(zhì)中的傳播速度為5G的頻率比4G高，而頻率越大折射率越大，光在介質(zhì)中的傳播速度越小，故C錯誤；D．因5G使用的電磁波頻率更高，根據(jù)可知波長更短，故D錯誤。故選A。30．(2020·北京·統(tǒng)考高考真題)以下現(xiàn)象不屬于干涉的是()A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣【答案】C【詳解】A．根據(jù)光的干涉定義可知白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣是楊氏雙縫干涉，故A錯誤；B．由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光線通過薄膜時頻率不變，干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加，白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣是屬于干涉現(xiàn)象，故B錯誤；C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光在折射時產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，故C正確；D．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，屬于薄膜干涉，故D錯誤；故選C。31．(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式體溫測量儀，通過人體輻射的紅外線測量體溫，防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保駕護航。紅外線和紫外線相比較(

)A．紅外線的光子能量比紫外線的大B．真空中紅外線的波長比紫外線的長C．真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D．紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能【答案】B【詳解】A．因為紅外線的頻率小于紫外線，根據(jù)可知紅外線的光子能量比紫外線的低，故A錯誤；B．根據(jù)可知紅外線的波長比紫外線的波長長，故B正確；C．真空中紅外線和紫外線的傳播速度是一樣的，故C錯誤；D．光都具有偏振現(xiàn)象，故D錯誤。故選B。32．(2020·天津·統(tǒng)考高考真題)在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是(

)A． B．C． D．【答案】D【詳解】A．雙縫干涉實驗說明了光具有波動性，故A錯誤；B．光電效應(yīng)實驗，說明了光具有粒子性，故B錯誤；C．實驗是有關(guān)電磁波的發(fā)射與接收，與原子核無關(guān)，故C錯誤；D．盧瑟福的α粒子散射實驗導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故D正確；故選D。33．(2020·山東·統(tǒng)考高考真題)雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點，由S1到O點與由S2到O點，光傳播的時間差為。玻璃片厚度為10，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是()A． B． C． D．【答案】A【詳解】光在玻璃中的傳播速度為可知時間差故選A。34．(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c，則()A．玻璃磚的折射率為1.5B．之間的距離為C．光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為D．光從玻璃到空氣的臨界角為30°【答案】C【詳解】AB．作出兩種情況下的光路圖，如圖所示設(shè)，在A處發(fā)生全反射故有由于出射光平行可知，在B處射出，故由于聯(lián)立可得，，故AB錯誤；C．由可得，故C正確；D．由于所以臨界角不為30°，故D錯誤。故選C。35．(2020·浙江·統(tǒng)考高考真題)在抗擊新冠病毒的過程中，廣泛使用了紅外體溫計測量體溫，如圖所示。下列說法正確的是()A．當體溫超過37.3℃時人體才輻射紅外線B．當體溫超過周圍空氣溫度時人體才輻射紅外線C．紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測體溫的D．紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強度越大來測體溫的【答案】D【詳解】AB．凡是溫度高于絕對零度的物體都能產(chǎn)生紅外輻射，故人體一直都會輻射紅外線，故A錯誤，B錯誤；CD．人身體各個部位體溫是有變化的，所以輻射的紅外線強度就會不一樣，溫度越高紅外線強度越高，溫度越低輻射的紅外線強度就越低，所以通過輻射出來的紅外線的強度就會輻射出個各部位的溫度；紅外體溫計并不是靠體溫計發(fā)射紅外線來測體溫的，故C錯誤，D正確。故選D。36．(2020·浙江·高考真題)如圖所示，一束光與某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量為入射光能量的k倍。若這束光最終進入材料的能量為入射光能量的倍，則該材料折射率至少為()A． B． C．1.5 D．2【答案】A【詳解】設(shè)入射光能量為E，如果光能夠折射進入某材料，則一部分能量發(fā)生反射(kE)，一部分能量進入該材料。根據(jù)題意，最終進入材料的能量為，說明光只經(jīng)過兩次界面的反射與折射，第三次發(fā)生全反射，畫出光路圖如圖所示則有，聯(lián)列可得解得則有故選A。37．(2020·浙江·高考真題)如圖所示，單刀雙擲開關(guān)S先打到a端讓電容器充滿電。時開關(guān)S打到b端，時回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則(

)A．回路的周期為0.02sB．回路的電流最大時電容器中電場能最大C．時線圈中磁場能最大D．時回路中電流沿順時針方向【答案】C【詳解】A．以順時針電流為正方向，LC電路中電流和電荷量變化的圖像如下：時電容器下極板帶正電荷且最大，根據(jù)圖像可知周期為，故A錯誤；B．根據(jù)圖像可知電流最大時，電容器中電荷量為0，電場能最小為0，故B錯誤；CD．時，經(jīng)過，根據(jù)圖像可知此時電流最大，電流沿逆時針方向，說明電容器放電完畢，電能全部轉(zhuǎn)化為磁場能，此時磁場能最大，故C正確，D錯誤。故選C．38．(2019·北京·高考真題)利用圖1所示的裝置(示意圖)，觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣．下列關(guān)于P處放置的光學元件說法正確的是A．甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫B．甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫C．都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大D．都是雙縫，甲對應(yīng)的雙縫間距較大【答案】A【詳解】根據(jù)單縫衍射圖樣和雙縫干涉圖樣特點判斷．單縫衍射圖樣為中央亮條紋最寬最亮，往兩邊變窄，雙縫干涉圖樣是明暗相間的條紋，條紋間距相等，條紋寬度相等，結(jié)合圖甲，乙可知，甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫，故A正確，BCD錯誤．39．(2019·天津·高考真題)如圖為、、三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測的光電流和電壓的關(guān)系．由、、組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是(

)A． B．C． D．【答案】C【詳解】由光電效應(yīng)的方程，動能定理，兩式聯(lián)立可得，故截止電壓越大說明光的頻率越大，則有三種光的頻率，則可知三種光的折射率的關(guān)系為，因此光穿過三棱鏡時b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，ABD錯誤．二、多選題40．(2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題)“球鼻艏”是位于遠洋輪船船頭水面下方的裝置，當輪船以設(shè)計的標準速度航行時，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是()

A．插入水中的筷子、看起來折斷了B．陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C．駛近站臺的火車，汽笛音調(diào)變高D．振動音叉的周圍，聲音忽高忽低【答案】BD【詳解】該現(xiàn)象屬于波的疊加原理；插入水中的筷子看起來折斷了是光的折射造成的，與該問題的物理原理不相符；陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是由于光從薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符；駛近站臺的火車汽笛音調(diào)變高是多普勒現(xiàn)象造成的，與該問題的物理原理不相符；振動音叉的周圍聲音忽高忽低，是聲音的疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符。故選BD。41．(2023·湖南·統(tǒng)考高考真題)一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當α大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是(

)

A．水的折射率為B．水的折射率為C．當他以α=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D．當他以α=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°【答案】BC【詳解】AB．他發(fā)現(xiàn)只有當α大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說明α=41°時激光恰好發(fā)生全反射，則則A錯誤、B正確；CD．當他以α=60°向水面發(fā)射激光時，入射角i1=30°，則根據(jù)折射定律有nsini1=sini2折射角i2大于30°，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，C正確、D錯誤。故選BC。42．(2023·全國·統(tǒng)考高考真題)等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab=ac；一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方，如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是(

)

A．甲光的波長比乙光的長B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率E．在棱鏡內(nèi)bc邊反射時的入射角，甲光比乙光的大【答案】ACE【詳解】ABD．根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖如圖所示

由圖可知，乙光的折射角較小，根據(jù)折射定律可知乙光的折射率大，則乙光的頻率大，根據(jù)c=fλ可知，乙光的波長短，A正確、BD錯誤；C．根據(jù)可知在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，C正確；E．根據(jù)幾何關(guān)系可知光在棱鏡內(nèi)bc邊反射時的入射角，甲光比乙光的大，E正確。故選ACE。43．(2023·浙江·高考真題)氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光I，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是()A．圖1中的對應(yīng)的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大【答案】CD【詳解】根據(jù)題意可知。氫原子發(fā)生能級躍遷時，由公式可得可知，可見光I的頻率大，波長小，可見光Ⅱ的頻率小，波長大。A．可知，圖1中的對應(yīng)的是可見光Ⅱ，故A錯誤；B．由公式有，干涉條紋間距為由圖可知，圖2中間距較小，則波長較小，對應(yīng)的是可見光I，故B錯誤；C．根據(jù)題意，由公式可得，光子動量為可知，Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量，故C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程及動能定理可得可知，頻率越大，遏止電壓越大，則P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大，故D正確。故選CD。44．(2022·天津·高考真題)不同波長的電磁波具有不同的特性，在科研、生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。a、b兩單色光在電磁波譜中的位置如圖所示。下列說法正確的是()A．若a、b光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大B．若a、b光分別照射同一小孔發(fā)生衍射，a光的衍射現(xiàn)象更明顯C．若a、b光分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)，a光的遏止電壓高D．若a、b光分別作為同一雙縫干涉裝置光源時，a光的干涉條紋間距大【答案】BD【詳解】由圖中a、b兩單色光在電磁波譜中的位置，判斷出a光的波長大于b光的波長，a光的頻率小于b光的頻率。A．若a、b光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，根據(jù)玻爾原子理論的頻率條件可知產(chǎn)生a光的能級能量差小，故A錯誤；B．若a、b光分別照射同一小孔發(fā)生衍射，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，a光的衍射現(xiàn)象更明顯，故B正確；C．在分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)時，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知a光的遏止電壓低，故C錯誤；D．a(chǎn)、b光分別作為同一雙縫干涉裝置光源時，相鄰兩條亮紋或暗紋的中心間距可知a光的干涉條紋間距大，故D正確。故選BD。45．(2022·山東·統(tǒng)考高考真題)某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是()A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋【答案】ACD【詳解】A．由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；B．狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；C．根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD。46．(2021·福建·統(tǒng)考高考真題)以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說法正確的是()A．“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ诺男畔⑤d體屬于橫波C．“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D．“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程【答案】BD【詳解】A．由題知，“奮斗者”號與“探索一號”通信是通過水聲音通信，由下而上，故信息載體屬于縱波，故A錯誤；B．由題知，“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ攀峭ㄟ^水聲音通信，由左向右，故信息載體屬于橫波，故B正確；C．因為太空中沒有介質(zhì)，故機械波無法傳播，所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信只能通過電磁通信來實現(xiàn)，故C錯誤；D．在傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。故選BD。47．(2021·浙江·高考真題)肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是()A．過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動【答案】AB【詳解】A．肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，因表面張力的原因其截面應(yīng)是一個圓滑的曲面而不是梯形，A正確；B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因為肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，B正確；C．形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動加強點和振動減弱點，形成