高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题15 光学
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1.(2023·北京卷)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的( )
A.偏振现象 B.衍射现象 C.干涉现象 D.全反射现象
2.(2023·北京卷)在发现新的物理现象后,人们往往试图用不同的理论方法来解释,比如,当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后,科学家分别用两种方法做出了解释。
现象:从地面P点向上发出一束频率为的光,射向离地面高为H(远小于地球半径)的Q点处的接收器上,接收器接收到的光的频率为。
方法一:根据光子能量(式中h为普朗克常量,m为光子的等效质量,c为真空中的光速)和重力场中能量守恒定律,可得接收器接收到的光的频率。
方法二:根据广义相对论,光在有万有引力的空间中运动时,其频率会发生变化,将该理论应用于地球附近,可得接收器接收到的光的频率,式中G为引力常量,M为地球质量,R为地球半径。
下列说法正确的是( )
A.由方法一得到,g为地球表面附近的重力加速度
B.由方法二可知,接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长
C.若从Q点发出一束光照射到P点,从以上两种方法均可知,其频率会变小
D.通过类比,可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大
3.(2022·北京卷)下列现象能说明光是横波的是( )
A.光的衍射现象 B.光的折射现象
C.光的偏振现象 D.光的干涉现象
4.(2021·北京卷)如图所示的平面内,光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是( )
A.这是光的干涉现象
B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
一、单选题
1.(2023·北京市潞河中学·校考三模)如图所示,在做“测量玻璃的折射率”实验时,先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖,描出玻璃砖的两个边MN和PQ,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,然后在另一侧透过玻璃砖观察,再插上大头针、,然后作出光路图,根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验,下列说法中正确的是( )
A.大头针必须挡住及、的像
B.入射角越大,折射率的测量越准确
C.利用量角器量出、,可求出玻璃砖的折射率
D.如果误将玻璃砖的边PQ画到,折射率的测量值将偏大
2.(2023·北京市潞河中学·校考三模)如图A、B,分别为a、b两束单色光经过相同双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则( )
A.a光的波长大于b光的波长
B.a光的光子能量大于b光的光子能量
C.在相同条件下,a光比b光更容易发生明显的衍射现象
D.若a光照射某金属能发生光电效应,则b光照射该金属也一定能发生光电效应
3.(2023·清华附中·校考三模)如图所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,一同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后,在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹,但条纹间距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是( )
A.仅将滤光片向右移动靠近单缝 B.仅将单缝与双缝的位置互换
C.仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D.仅将单缝向左移动少许
4.(2023·北京第166中学·校考三模)下列对于光现象的描述正确的是( )
A.三棱镜色散属于光的衍射现象
B.泊松亮斑属于衍射现象
C.光导纤维利用了光的干涉
D.阳光下的肥皂泡是彩色的属于光的折射
5.(2023·北京第101中学·校考三模)下列有关光现象的说法正确的是
A.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的全反射现象
B.光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为黄光,则条纹间距变窄
D.光的偏振现象说明光是一种纵波
6.(2023·北师大实验中学·校考三模)1924年,德布罗意提出了物质波理论,他假设实物粒子也具有波动性,大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子(如电子、质子等),他认为粒子的动量p与波的波长之间遵从关系:(h为普朗克常量),这一假说后来在一系列实验中得到了证实。如图甲所示,在电子双缝干涉实验中,将电子垂直射向两个紧靠的平行狭缝(电子发射端到两狭缝距离相等),在缝后放上一个安装有电子侦测器的屏幕(屏幕上的O点位于两狭缝中心对称轴的正后方,图中未画出),电子打到探测器上会在屏幕上出现亮点。在实验中,以速率v0发射电子,开始时,屏幕上出现没有规律的亮点,但是当大量的电子到达屏幕之后,发现屏幕上不同位置出现亮点的概率并不相同,且沿垂直双缝方向呈现出间隔分布,如图乙所示.这种间隔分布类似于光的干涉中出现的明暗相间的条纹.则下列说法中正确的是( )
A.以速率2v0发射电子,重复实验,O点可能处在暗条纹上
B.以速率2v0发射电子,重复实验,所形成的条纹间距会变小
C.若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一段很小的距离(不改变狭缝和屏幕间的距离),重复实验,如果屏幕上仍有间隔的条纹分布,则O点一定处在暗条纹上
D.若将两个狭缝沿垂直缝的方向移动一段很小的距离(不改变狭缝和屏幕间的距离),重复实验,如果屏幕上仍有间隔的条纹分布,则O点一定处在明条纹上
7.(2023·北师大实验中学·校考三模)下列有关光现象的说法正确的是
A.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的全反射现象
B.光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为黄光,则条纹间距变窄
D.光的偏振现象说明光是一种纵波
8.(2023·北大附中·校考三模)2019年4月10日,人类史上首张黑洞照片发布,照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片,这是黑洞存在最直接的视觉证据.黑洞最初是一个衰老的巨大恒星,它的质量要达到太阳的数十倍以上,恒星不断的发光发热,随着恒星中心的“燃料”不断消耗,恒星内部能量不足,无法支撑外壳重压,恒星内核开始塌缩.最终,所有物质缩成一个体积接近无限小的点,这便是奇点.奇点会形成强大引力场,吸收周围物质,就连光也会被吸进去,至此黑洞诞生.拍摄黑洞用的是事件视界望远镜,该望远镜收集到的不是我们日常的可见光,而是一种波长比光波更长的亚毫米波,亚毫米波本身是没有颜色的区别,科学家们实际上只能感受到强弱的不同.发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞.周围环绕一个新月状光环,一侧亮一些,另一侧暗一些,是因为光环旋转,导致接收者接收到相位和频率变化造成的.根据以上信息下列说法正确的是
A.恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的
B.环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的
C.黑洞的第一宇宙速度是光速
D.事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大
9.(2023·北大附中·校考三模)一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上,穿过玻璃后从下表面射出,变为a、b两束平行单色光,如图所示。对于两束单色光来说( )
A.玻璃对a光的折射率较小 B.a光在玻璃中传播的速度较大
C.b光的波长较长 D.b光光子的能量较大
10.(2023·北京房山·统考二模)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,分为a、b两束。下列说法正确的是( )
A.在平行玻璃砖中,b光的速度比a光小
B.平行玻璃砖对b光的折射率比a光大
C.发生全反射时,b光的临界角比a光大
D.若用a光照射某金属刚好发生光电效应,则用b光照射一定能发生光电效应
11.(2023·北京门头沟·统考二模)利用双缝干涉装置测红光波长时,得到红光的干涉图样;仅将红光换成蓝光,得到另一干涉图样。两图样如图所示,下列说法正确的是( )
A.图甲为红光干涉图样
B.将光屏远离双缝,干涉条纹间距减小
C.红光比蓝光更容易发生衍射现象
D.若蓝光照射某金属时能发生光电效应,改用红光照射也一定能发生光电效应
12.(2023·北京朝阳·统考一模)下列说法正确的是( )
A. 雨后出现的彩虹属于光的反射现象
B. 光的干涉和衍射现象说明光是一种横波
C. 用光导纤维传输信息利用了光的全反射现象
D. 测体温的额温枪是通过测量人体辐射的紫外线进行测温
13.(2023·北京平谷·统考一模)如图所示,玻璃砖的上表面与下表面平行,一束红光从上表面的点处射入玻璃砖,从下表面的点处射出玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化
B. 红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化
C. 若增大红光的入射角,则红光可能会在玻璃砖下表面的Q点左侧某处发生全反射
D. 若紫光与红光都从P点以相同的入射角入射,则紫光将从Q点右侧某处射出玻璃砖
14.(2023·北京西城·统考一模)有关光的现象,下列说法正确的是( )
A. 干涉现象说明光是横波
B. 偏振现象说明光具有粒子性
C. 发生折射现象时,光的频率发生变化
D. 发生光电效应现象时,有电子从金属表面逸出
15.(2023·北京延庆·统考一模)下列说法中正确的是( )
A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B. 肥皂泡在阳光下出现彩色条纹,这是光的衍射现象
C. 用光导纤维传送图像信息,这其中应用到了光的全反射现象
D. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象
16.(2023·北京汇文中学·校统一模)用如图1所示装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图2所示,实验发现,光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围。下列说法正确的是( )
A. 此实验说明了光沿直线传播
B. 圆孔变小,衍射图样的范围反而变大
C. 圆孔变小,中央亮斑和亮纹的亮度反而变大
D. 用不同波长的光做实验,衍射图样完全相同
17.(2023·北京四中·校统一模)ΔOMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示。由此可知( )
A. 棱镜内a光的传播速度比b光的小
B. a光在玻璃中的折射率大于b光在玻璃中的折射率
C. a光的频率比b光的高
D. a光的波长比b光的长
18.(2023·北京房山·统考一模)如图所示为双缝干涉实验装置示意图,实验时光源发出的光经滤光片成为单色光,把单缝照亮。单缝相当于一个线光源,它又把双缝照亮。来自双缝的光在双缝右边的空间发生干涉,则下列说法正确的是( )
A.组装实验仪器时,应将单缝和双缝垂直放置
B.若想增加在目镜中观察到的条纹个数,应将单缝向双缝靠近
C.若将滤光片去掉,则毛玻璃上将呈现黑白相间条纹
D.若将红色滤光片换成绿色滤光片,则毛玻璃上的干涉条纹间距将变窄
19.(2023·北京门头沟·统考一模)如图所示,一束可见光穿过玻璃三棱镜后,变为a、b、c三束单色光。下列说法正确的是( )
A.c光的光子能量最大
B.在真空中a光的速度最大
C.玻璃对a光的折射率最大
D.从玻璃射向空气,a光发生全发射的临界角最小
20.(2023·北京通州·统考一模)一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖,入射角为θ,从另一侧射出时分成a、b两束单色光,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 增大(),b光会先消失
B. a光从玻璃砖射入空气后,频率变大
C. 该玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率
D. a光在该玻璃砖中的传播速度大于b光在该玻璃砖中的传播速度
21.(2023·北京通州·统考一模)1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑。X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射图样,对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。X射线衍射的原理是:由于晶体内部规则排列的原子间距离与X射线波长具有相同数量级,所以将一定波长的X射线照射到晶体时,就会得到明显的X射线衍射图样。衍射图样在空间分布的方位和强度,与晶体微观结构密切相关。根据以上材料和所学的知识,下列说法正确的是( )
A. 一定波长的X射线照射到非晶体时,也会得到明显的衍射图样
B. 一定波长的X射线分别照射到食盐和石墨晶体上,得到的衍射图样在空间中分布的方位和强度不同
C. 一定波长的射线照射到晶体时,也会得到明显的衍射图样
D. X射线能在磁场中偏转,可应用于通信、广播及其他信号传输
22.(2023·昌平区市级名校·联考)图1是研究光的干涉现象的装置示意图,在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离,下列做法正确的是( )
A.增大单色光的频率
B.增大双缝屏上的双缝间距
C.增大双缝屏到光屏的距离
D.增大单缝屏到双缝屏的距离
23.(2023·北京西城·统考二模)如图所示,一束光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上,在玻璃砖与空气的界面上发生反射和折射,入射角为,折射角为。下列说法正确的是( )
A. 反射光的频率大于入射光的频率 B. 折射光的波长等于入射光的波长
C. 若增大入射角,则折射角将减小 D. 若增大入射角,则折射光将减弱
24.(2023·北京丰台·统考二模)如图所示,一束光沿AO方向从玻璃射向空气,折射光线沿OB方向。下列说法正确的是( )
A. 这束光从玻璃进入空气后波长会增大
B. 这束光从玻璃进入空气后频率会减小
C. 这束光在玻璃中的传播速度大于在空气中的传播速度
D. 若这束光沿BO方向从空气射向玻璃,可能会发生全反射现象
25.(2023·北京东城·统考二模)下列说法正确的是( )
A. 在空气中,可见光和超声波传播速度相同
B. 电磁波和机械波都需要介质才能传播
C 无线电波和紫外线都可以发生偏振现象
D. 红外线的波长比X射线的波长短
26.(2023·北京朝阳·统考二模)如图所示,细光束从空气射向平行玻璃砖上表面,经折射后分为a、b两束从下表面射出,则( )
A. 在玻璃中传播时,a光的速度较大
B. 从同一种介质射向真空,a光发生全反射的临界角较小
C. 若增大入射光在上表面的入射角,则a光先在下表面发生全反射
D. 若a光照射某金属能发生光电效应,则b光照射该金属一定也能发生光电效应
27.(2023·北京昌平·统考二模)下列现象说明光具有粒子性的是( )
A. 光的干涉现象 B. 光电效应现象 C. 光的衍射现象 D. 光的偏振现象
28.(2023·北京一五六中学·校考模拟)如图所示,是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,是关于对称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,是垂直于放置的光屏,是屏上的一个光斑,根据该光路图,下列说法正确的是( )
A. 在玻璃中,光的波长比光的波长短
B. 在真空中,光的频率比光的大
C. 光的光子动量比B光的小
D. 通过同一双缝干涉装置,光的干涉条纹间距比光的小
二、多选题
29.(2023·北京市中关村中学·校考三模)下列四幅图为光的相关现象,关于它们说法正确的是( )
A.图甲为、两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样,在同种均匀介质中,光的传播速度比光的大
B.图乙为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率小
C.图丙为薄膜干涉示意图,两玻璃板的中间一端用薄片垫起,构成空气劈尖,干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D.图丁中,用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片,光屏依然发亮
30.(2023·北京十二中·校考模拟)下列有关光学现象的说法正确的是________。
A.光从光密介质射入光疏介质,若入射角大于临界角,则一定发生全反射
B.光从光密介质射人光疏介质,其频率不变,传播速度变小
C.光的干涉,衍射现象证明了光具有波动性
D.做双缝干涉实验时,用红光替代紫光,相邻明条纹间距变小
E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹
31.(2023·北京育才学校·校考模拟)如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的红光从空气射向E点,并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角,E.F分别为边AB.BC的中点,则( )
A. 该三棱镜对红光的折射率为
B. 光在F点发生全反射
C. 从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为
D. 若改用紫光沿相同角度从E点入射,则出射点在F点左侧
高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题19 热学和光学实验: 这是一份高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题19 热学和光学实验,文件包含高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题19热学和光学实验解析版docx、高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题19热学和光学实验原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共18页, 欢迎下载使用。
高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题17 力学实验: 这是一份高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题17 力学实验,文件包含高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题17力学实验解析版docx、高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题17力学实验原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共122页, 欢迎下载使用。
高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题14 热学: 这是一份高考物理真题分项汇编(3年(2021-2023)(北京专用)专题14 热学,文件包含高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题14热学解析版docx、高考物理真题分项汇编三年2021-2023专题14热学原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共33页, 欢迎下载使用。