2022届高考物理选择题专题强化训练：光的色散(北京使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：光的色散(北京使用)，共10页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除玻璃表面反射回来的产生热效应最显著的红外线，以 λ 表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为
A. λ8 B. λ4 C. λ2 D. λ

2. 白光通过三棱镜发生色散，这说明
A. 不同颜色的光在真空中的光速不同
B. 在同一介质中红光的折射率比紫光的大
C. 在同一介质中红光的光速比紫光的大
D. 每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光

3. 如图所示，一个小的光源S发出白光，经三棱镜分光。若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到
A. 白光点B. 光点上部红色，下部紫色
C. 光点上部紫色，下部红色D. 看不到光源的像

4. 如图所示，一束白光通过放置于空气中的玻璃三棱镜时，发生了色散现象，a 、 b 为出射光线中的两条光线，棱镜对这两条光线的折射率分别为 na 和 nb，若其中一条为黄光，另一条为绿光，则
A. a 为绿光，na>nb B. b 为绿光，nb>na
C. a 为黄光，na>nb D. b 为黄光，nb>na

5. 一束白光从顶角为 θ 的一边以较大的入射角 θ1 射入并通过三棱镜后，在屏 P 上可得到彩色光带，如图所示，在入射角 θ1 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则：
A. 红光最先消失，紫光最后消失B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失D. 红光最先消失，黄光最后消失

6. 下列说法不正确的是
A. 增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的四分之一
B. 光的色散现象表明了同一介质对不同色光的折射率不同，各色光在同一介质中的光速也不同
C. 用单色光做双缝干涉实验相邻条纹之间的距离不相等
D. 光的衍射为光的波动提供了有力的证据

7. 如图，半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方。一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖，在 O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由 A 向 B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是
A. 减弱、紫光B. 减弱、红光C. 增强、紫光D. 增强、红光

8. 表面附有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在表面和玻璃片边缘分别看到彩色图样，则
A. 两者都是色散现象B. 两者都是干涉现象
C. 前者是色散现象，后者是干涉现象D. 前者是干涉现象，后者是衍射现象

9. 对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是
A. 在相同介质中，绿光的折射率最大B. 红光的频率最高
C. 在相同介质中，蓝光的波长最短D. 黄光光子的能量最小

10. 一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是
A. 各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
B. 各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
C. 各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同
D. 上述说法都不正确

11. 同一束单色光从空气射入水中，则
A. 光的颜色、频率不变，波长，波速都变小
B. 光的频率变小，颜色、波长、波速都不变
C. 光的频率、速度变小，颜色、波长不变
D. 光的频率、颜色、波长都不变，只有波速变小

12. 在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论。以下是对四个实验结论的描述，其中正确的是
A. 通过三棱镜后，紫光偏折角大
B. 通过平行玻璃砖后，红光侧移大
C. 在双缝干涉实验中，光屏上紫光的干涉条纹间距较宽
D. 若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射也一定有光电子逸出

13. 下列说法正确的是
A. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
B. 用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用
C. 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
D. 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景象清晰

14. 一束复色光由空气射向一块平行玻璃砖，经折射分成两束单色光 a 、 b。已知 a 光的频率小于 b 光的频率。选项图中的光路图可能正确的是
A. B.
C. D.

15. 一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角 θ 射入，穿过玻璃砖自下表面射出。已知该玻璃对红光的折射率为 1.5。设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为 t1 和 t2，则在 θ 从 0∘ 逐渐增犬至 90∘ 的过程中
A. t1 始终大于 t2 B. t1 始终小于 t2
C. t1 先大于后小于 t2 D. t1 先小于后大于 t2

16. 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a，b，c，d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是
​
A. 紫光、黄光、蓝光和红光B. 紫光、蓝光、黄光和红光
C. 红光、蓝光、黄光和紫光D. 红光、黄光、蓝光和紫光

17. 下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是
A. 雨后的彩虹
B. 水面上的油膜在阳光照射下呈彩色
C. 透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色
D. 荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮

18. 下列现象中，属于光的衍射的是
A. 雨后天空出现彩虹
B. 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C. 海市蜃楼现象
D. 日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹

19. 发出白光的细线光源 ab，长度为 l0，竖直放置，上端 a 恰好在水面以下，如图所示.现考虑线光源 ab 发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射所成的像，由水对光有散作用，若以 l1 表示红光成的像的长度，l2 表示蓝光成的像的长度，则
A. l1l2>l0 C. l2>l1>l0 D. l2
20. 红光在水中的波长与绿光在空气中的波长相等，水对红光的折射率为 43，则红光与绿光的频率之比为
A. 34 B. 43 C. 14 D. 3

21. 如图所示，一束平行复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光，分别照射到相同的三块金属板上，已知金属板 b 恰有光电子逸出，则可知
A. 照射到板 c 上的光是蓝色光
B. 板 a 上一定能发生光电效应
C. 照射到板 a 上的光波长最长
D. 照射到板 c 上的光在棱镜中传播速度最小

22. 光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出。下列说法正确的是
A. 内芯的折射率大于包层的折射率
B. 内芯的折射率小于包层的折射率
C. 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D. 若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射

二、双项选择题（共4小题；共16分）
23. 两种单色光 a 和 b ， a 光照射某金属时有光电子逸出，b 光照射该金属时没有光电子逸出，则
A. 在真空中，a 光的传播速度较大B. 在水中，a 光的波长较小
C. 在真空中，b 光光子能量较大D. 在水中，b 光的折射率较小

24. 下列属于光的干涉现象的是
A. B.
C. D.

25. 一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图 所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏 P 上形成彩色光带。下列说法正确的是 。
A. 红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间短
B. 光带从左到右排列顺序为红 → 紫
C. 如果 α 逐渐减小时，则紫光最先消失
D. 无论 α 多大，各色光都能从玻璃砖中射出

26. 如图所示，从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的 ab 间形成一条彩色光带，下面说法中正确的是
A. a 侧是红色光，b 侧是紫色光
B. 在真空中 a 侧光的波长小于 b 侧光的波长
C. 三棱镜对 a 侧光的折射率大于对 b 侧光的折射率
D. 在三棱镜中 a 侧光的传播速率大于 b 侧光的传播速率

三、多项选择题（共4小题；共16分）
27. 在白炽灯光的照射下，能从捏紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹；通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，这两种现象
A. 都是光的衍射现象
B. 前者是光的色散现象，后者是光的衍射现象
C. 前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象
D. 都是光的波动性的表现

28. 下列说法正确的是
A. 用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理
B. 紫外线比红外线更容易发生衍射现象
C. 经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大
D. 光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的
E. 光的偏振现象说明光是一种横波

29. 如图所示，两束不同的单色光 P 和 Q 以适当的角度射向半圆形的玻璃砖，然后均由 O 点沿 OF 方向射出，则下列说法正确的是
A. P 在真空中的波长比 Q 长
B. P 的光子能量比 Q 大
C. P 穿过玻璃砖所需时间比 Q 短
D. 如果 P 能使某金属发生光电效应，那么 Q 也一定能

30. 以下说法中正确的是
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一种干涉现象
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是利用了光的干涉
E. 不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的
答案
第一部分
1. B
【解析】当薄膜的最小厚度为红外线在薄膜中波长的 14 时，从两表面反射的光其路程差恰好为 12λ。则两反射光叠加时，相互抵消，这样就减小了反射光的强度。
2. C
【解析】色散现象表明，棱镜对红光的折射率最小，由 n=cv 可知，红光在棱镜中的速度最大.
3. C
【解析】由于各种单色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，红光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C正确。
4. B
5. B
【解析】由表格数据看出，紫光的折射率最大，临界角最小，当入射角 θ 逐渐减小到零的过程中，光线射到棱镜右侧面的入射角减小，紫光的入射角最先达到临界角，发生全反射，最先消失，则紫光最先消失，红光最后消失。故B正确，ACD错误。
6. C
【解析】增透膜厚度不宜太厚，所以增透膜的厚度应为 λ4，使从增透膜前后两表面反射的光略程差等于 λ2，故选项A正确；光的色散说明同一介质对不同色光的折射率不同，折射后偏折角不同，才分散开形成彩色光带，故选项B正确；单色光双缝干涉条纹的距离相同，故选项C错误；干涉、衍射是波具有的特性，故选项D正确。
7. C
【解析】由于入射点由 A 向 B 缓慢移动，入射角增大，部分色光发生全反射，因此反射光增强，折射光减弱，A、B错。紫光折射率大，临界角小，因此在光屏上最先消失的是紫光，C对，D错。
8. A
9. C
10. A
【解析】白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，A 正确。
11. A
【解析】光在不同种介质中传播时，频率不变，而颜色由频率决定，所以颜色也不变，由v=\dfrac{c}{n}可知，v变小；由 v=λf 可知，λ 变小，故A正确。
12. A
13. D
14. B
【解析】由于 a 光的频率小于 b 光的频率，故玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率，则 b 光进入玻璃后偏折程度大，又两出射光均应平行于入射光，可判定B正确。
15. B
16. B
【解析】由光在水滴中发生两次折射可以看出水滴对 a 、 b 、 c 、 d 光的折射率依次减小，又由于频率越大的光折射率越大，因此四条光线颜色依次是紫光、蓝光、黄光和红光，B 选项正确。
17. B
【解析】雨后的彩虹是色散现象，故选项 A 错误；
透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射现象，故选项 C 错误；
水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果，故选项 D 错误；
油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果，故选项 B 正确。
18. B
【解析】彩虹是光的色散现象，海市蜃楼是光的折射、全反射现象，肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，选项 A、C、D 错误；
通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，选项 B 正确。
19. D
【解析】作出自 b 点发出一条光线的出射光线，反向延长后与 ab 的交点在 b 点的上方。由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，则成像较短，故D对。
20. A
21. B
【解析】 a 是蓝光，其折射率最大，频率最大，b 能发生光电效应，照到相同的金属板上 a 一定能发生光电效应，由 c=λf 知蓝光 λ 最短，由 n=cv 可知蓝光 v 最小，故B正确，ACD错误。
22. A
【解析】光导纤维是依据全反射原理工作的，内芯的折射率大于包层的折射率，选项A正确，B错误；
不同频率的可见光在同一介质中传播速率不同，从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不同，选项C错误；
若紫光恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，由于红光临界角大于紫光，所以不能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D错误。
第二部分
23. B， D
24. B， C
【解析】图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C。
25. A， C
【解析】由于红光在玻璃砖中速度较大，所以红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间短，选项A正确。
由于红光折射率小，光带从左到右排列顺序为紫 → 红，选项B错误；
由于紫光全反射临界角最小，如果 α 逐渐减小时，则紫光最先消失，选项C正确，D错误。
26. B， C
【解析】由题图可以看出，棱镜对 a 光偏折的严重，即对 a 光的折射率大，所以 a 侧是紫光，波长较短，b 侧是红光，波长较长，选项A错，选项B、C对；再根据折射率公式 n=cv，所以三棱镜中红光传播速率最大，紫光传播速率最小，选项D错。
第三部分
27. B， C， D
28. A， C， E
【解析】用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，所以A正确；紫外线的频率比红外线大，故波长比红外线小，所以二者相比红外线更容易发生衍射现象，B错误；根据条纹间距公式 Δx=ldλ 知，波长越长，条纹间距越大，因为红光的波长大于绿光的波长，所以经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大，故C正确；光的折射、衍射都能引起光的色散，所以D错误；偏振是横波特有的，光的偏振现象说明光是一种横波，所以E正确。
29. A， C， D
30. A， D， E
【解析】对于同一障碍物，它的尺寸 d 不变，波长 λ 越长的光越容易满足 d≤λ，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以A项正确；
白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，B项错；
波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进水中，频率 f 不变，波速 v 变小，由 v=λf 得，波长 λ 变小，所以C项错误；
检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D项正确；
由光速不变原理知，E项正确。