【物理】2020届二轮复习物理光学专题练（信阳高中）

【物理】2020届二轮复习物理光学专题练（信阳高中）

物理光学专题练 ‎1．下列有关光学现象的说法中正确的是 A．沙漠中会出现“蜃景”现象，这是光的全反射现象 B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉现象 C．肥皂泡在阳光照耀下会呈现彩色，这是光的衍射现象 D．光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象 ‎2．以下说法中不正确的有（ ）‎ A．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 B．一束光由介质射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象 C．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这说明了光是一种波 D．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场 ‎3．下列说法中正确的是 A．只有声波才有多普勒效应 B．惠更斯原理只适用于机械波 C．电磁波都是由振荡电路工作时产生的 D．单缝衍射中，缝越宽衍射现象越不明显 ‎4．如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直面内，它左方有较大的光屏P，一光束SA总是射向圆心O，在光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上先看到七色光带，然后各色光陆续消失，则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是（ ）‎ A．红光→紫光，红光 B．紫光→红光，红光 C．红光→紫光，紫光 D．紫光→红光，紫光 ‎5．关于波下列说法正确的有（ ）‎ A．用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用 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．波源匀速靠近一静止的接收者，接收者接收到的频率比波源的频率小 D．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的 ‎6．关于波的现象，下列说法正确的是（　　）‎ A．电磁波具有偏振现象，因此电磁波是纵波 B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射 C．波源沿直线减速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低 D．不论机械波、电磁波，都满足，式中三参量依次为波速、波长、频率 ‎7．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为（ ）‎ A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体 B．一切物体均在不停地辐射红外线 C．一切高温物体均在不停地辐射红外线 D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线 ‎8．下列说法正确的是________．‎ A．机械波和电磁波都能在真空中传播 B．光的干涉和衍射说明光是横波 C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测 D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样 ‎9．下列关于光的说法中正确的是（　　）‎ A．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距 B．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象 C．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象 D．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部它利用了光的全反射原理 ‎10．由透明材料制成的长方体物块放在水平面上，且长方体物块的下表面涂有水银层面。一束由两种单色光组成的细光束沿的方向斜射到长方体物块的上表面，且与上表面的夹角大小为，结果在长方体物块的上表面得到三束光线甲、乙、丙。则下列说法正确的是 。‎ A．甲、乙、丙中只有甲为复色光 B．光束乙的折射率大于光束丙的折射率 C．减小角，甲、乙、丙一定平行 D．如果用以上两种色光通过相同的双缝，光束丙的条纹间距小于光束乙的条纹间距 E. 两种色光在该透明材料中传播的时间一定相等 ‎11．光是人出生第一眼见到的物质，可是迄今为止人们还不能说对光有了深入的了解。下列对光的认为正确的是________。‎ A．光垂直界面射入另一种介质时仍沿直线传播，因此其传播速度也不变 B．海市蜃楼等现象使人们有时眼见也不为实 C．由于同种介质对不同颜色的光的折射率不同，导致复色光通过三棱镜时发生色散现象 D．光的干涉说明光具有波动性 E. 材料的折射率越大，全反射的临界角越大 ‎12．下列说法正确的是()‎ A．均匀变化的磁场在周围空间一定产生均匀变化的电场 B．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率 C．在光的折射现象中，光路是可逆的 D．狭义相对论原理指出：在非惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 E.光的偏振现象说明了光是横波 ‎13．如图甲所示，是双缝干涉测光的波长的实验装置。‎ ‎（1）图甲中光具座上标注为①②③的仪器依次为_____；‎ A．单缝、双缝、滤光片 B．滤光片、单缝、双缝 C．单缝、滤光片、双缝 ‎（2）用如图甲所示的实验装置观察双缝干涉图样，用的是红色滤色片，在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹，若要增加从目镜中观察到的条纹个数，可以_____；‎ A．仅将双缝与光屏之间的距离减小少许 B．仅将单缝与双缝间距增大少许 C．仅将双缝间的距离减小少许 D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 ‎（3）某次实验测得双缝间距d＝0.5mm，双缝与光屏间距离L＝0.500m，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图乙，分划板在图乙中A位置时游标卡尺读数为11.1mm，B位置时游标卡尺读数如图丙所示，则图B位置的游标卡尺读数为_____mm，单色光的波长为_____m．（结果保留三位有效数字）.‎ ‎14．（1）如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。‎ ‎ ‎ ‎①该同学接下来要完成的必要步骤有__________；         ‎ A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像  ‎ B．插上大头针P4，使P4仅挡住P3和P1、P2的像 C．入射角过大，在上表面可能发生全反射 D．入射角过大，在下表面可能发生全反射 ‎②）过P3、P4作直线交bbˊ于Oˊ，过O′作垂直于bbˊ的直线NN，连接OO′．测量图1中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n=__________.‎ ‎③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，图2（甲）折射率的测量值__________准确值；图2（乙）折射率的测量值准确值__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎（2）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C，单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长。‎ ‎①将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、A；若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相同的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是______________________________。‎ ‎②将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距△x为__________mm． ‎ ‎③已知双缝间距d为2.0×10–4m，测得双缝到屏的距离L为0.700 m，由计算式λ=__________，求得所测红光波长为__________ nm。‎ ‎④利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是_____‎ A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 E.去掉滤光片后，干涉现象消失 ‎15．卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区.因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些 ‎（1）解释产生这种延迟的原因.‎ ‎（2）若通信卫星高度约为36000km，无线电信号传播速度为，估算这一时间差。‎ ‎16．如图所示，一LC回路的电感L=0.25H，电容C=4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求：‎ ‎（1）此LC振荡电路的周期为多少？ ‎ ‎（2）当t=2.0×10-3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？‎ ‎（3）如电容器两板电压最大为10V，则在前T/4内的平均电流为多大？‎ ‎17．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？‎ ‎18．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。手头上还有一个自感系数的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：‎ ‎（1）从闭合时开始计时，经过时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？‎ ‎（2）当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 沙漠中会出现“蜃景”现象，这是光的折射现象，A错误。‎ B. 太阳光通过三棱镜，由于各种色光的折射率不同，而发生色散形成彩色光谱，B错误。‎ C. 肥皂泡在阳光照耀下呈现出彩色条纹这是光的薄膜干涉现象，C错误。‎ D. 光都会有衍射现象，当光经过大头针尖时，大头针尖边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，D正确。‎ ‎2．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故A正确；‎ B.光由介质射向空气，由于介质的折射率比较大，在界面上可能发生全反射现象，此时没有折射现象，故B正确；‎ C.水面油膜呈现彩色条纹是由于光的薄膜干涉产生的，是光的干涉现象，这说明了光是一种波，故C正确；‎ D.根据麦克斯韦电磁场理论，在变化的电场周围一定存在磁场，在变化的磁场周围一定存在电场，在电场周围不一定存在磁场，在磁场周围不一定存在电场。故D错误。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 机械波和电磁波都有多普勒效应，选项A错误；‎ B. 惠更斯原理适用于任何波，选项B错误；‎ C. 电磁波由变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场产生的，不一定由振荡电路工作时产生，故C错误。‎ D. 单缝衍射中，缝越宽衍射现象越不明显，选项D正确.‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 当光从玻璃射向空气时，由于折射率的不同，导致折射光线的偏折程度不一，而紫光的折射率最大，所以紫光偏折最大，则紫光在光带最下边。那么红光则是光带最上边。所以七色光带从下到上的排列顺序是紫光到红光。当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，当光线符合全反射条件时，则会发生全反射，从而在光屏上消失，因此临界角最小的首先消失，而由可得，折射率越大的，临界角则越小。所以紫光最先消失。‎ A. 红光→紫光，红光，与结论不相符，选项A错误；‎ B. 紫光→红光，红光，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 红光→紫光，紫光，与结论不相符，选项C错误；‎ D. 紫光→红光，紫光，与结论不相符，选项D正确；‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.光导纤维束传送信息是光的全反射的应用,A错误 B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射色散现象，B错误 C.根据多普勒效应，波源匀速靠近一静止的接收者，接收者接收到的频率比波源的频率大，C错误 D.露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的，D正确 ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 偏振现象是横波特有的现象，所以电磁波是横波，故A错误；‎ B. 光波从空气进入水中后，因折射率波速变小，根据v=λf，可知，波长变小，因此更不容易发生衍射，故B错误；‎ C. 根据多普勒效应，波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C错误；‎ D. 机械波、电磁波，都满足v=λf，式中三参量依次为波速、波长、频率，故D正确；‎ 故选：D.‎ ‎7．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 一切物体均在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标，从而采取有效的行动.‎ A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体，与结论不相符，选项A错误；‎ B．一切物体均在不停地辐射红外线，与结论相符，选项B正确；‎ C．一切高温物体均在不停地辐射红外线，与结论不相符，选项C错误；‎ D． “红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎8．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，故A错误。‎ B. 光的干涉和衍射说明光是一种波动，而光的偏振说明光是横波，故B错误。‎ C.安检用的穿透力较强的射线，红外线不能用于内部物品的检测，故C错误。‎ D.根据狭义相对论的原理可知，在不同的惯性参考中，一切物理规律都是相同的，故D正确。‎ ‎9．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 条纹间距与波长成正比，所以相邻红光干涉条纹间距大于相邻紫光干涉条纹间距，故A错误； 雨后天空出现的彩虹是光的折射现象，故B错误；水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，故C正确；医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部。它利用了光的全反射原理，故D正确。‎ ‎10．ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 所有色光都能反射，则由反射定律可知，不同色光的反射角均相同，因此甲光束仍为复色光，而乙光束、丙光束由于折射率不同导致偏折分离，因此为单色光，A正确；由图知，光束乙的偏折程度大于光束丙，根据折射定律可知光束乙的折射率大于光束丙的折射率，B正确；一束由两种色光混合的复色光沿AO方向射出，经过折射、反射、再折射后，光线仍是平行，因为第一次折射时的折射角与第二次折射时的入射角是相等的，反射时反射角与入射角相等，所以由光路可逆可得出射光线平行。如果减小角，光束甲、乙、丙仍保持平行，C正确；光束乙的折射率大于光束丙，则光束乙的频率大于光束丙，光束乙的波长小于光束丙的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光束乙产生的条纹间距比光束丙小，D错误；根据，则光在玻璃中的传播时间，因两光束的折射角r不同，所以在该透明材料中传播的时间t不相等，E错误。‎ ‎11．BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 光垂直界面射入另一种介质时虽然仍沿直线传播，但其传播速度一定发生变化，且变化遵循折射规律，选项A错；海市蜃楼是由于光的折射引起的，不是实际情景，B正确；由于同种介质对不同色光的折射率不同。导致复色光通过三棱镜时，不同色光的折射角不同而分离发生色散，选项C正确；干涉是波的特性，因此光的干涉说明光具有波动性，选项D正确；由可知材料的折射率越大，全反射的临界角越小，E错误。‎ ‎12．BCE ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 均匀变化的磁场周围产生恒定的电场；当声源和观察者相互靠近时，接收到的频率增加，当声源和观察者相互远离时，接收到的频率降低；物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式.这叫做相对性原理。‎ ‎【详解】‎ A．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故A错误；‎ B．蝙蝠利用超声脉冲导航，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，与墙壁相互靠近，故接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于它发出的频率，故B正确；‎ C．光的折射和反射现象中，光路均是可逆的，故C正确；‎ D．物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式，这叫做相对性原理，在不同的参考系中，一切物理规律都是不相同的，故D错误；‎ E. 光的偏振现象，说明了光是横波，故E正确。‎ ‎【点睛】‎ 本题主要考查了多普勒效应、折射规律、狭义相对论等基本知识，较为简单。‎ ‎13．B AD 15.6 6.43×10﹣7 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 第一空.通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故正确顺序为滤光片、单缝、双缝，故填B.‎ 第二空.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距可知，要使观察到的条纹数目增加，就得使条纹间距△x减小，可以减小波长或减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离，所以选项A、D正确，B、C错误.‎ 第三空.10分度的游标卡尺精确度为0.1mm，故读数为15mm+6×0.1mm=15.6mm.‎ 第四空.根据条纹间距公式可知，得波长，由题图丙可直接读出x2＝15.6mm，A、B之间共有7个条纹间距，‎ 故两条相邻亮条纹间的距离，‎ 将以上数据代入得.‎ ‎14．（1）①B ② ③小于； 小于； （2）①E、D、B； 单缝和双缝不平行； ②13.870mm； 2.310mm ③λ=； 6.6×10-4mm ④ABD ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）②该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。P3和P1、P2的像，选项B正确，A错误；入射角过大，在上表面和下表面都不可能发生全反射，选项CD错误；故选B.‎ ‎③根据折射定律得：玻璃砖的折射率为。 ④甲图中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏大，由于，故折射率的测量值将偏小。同理，乙图中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距两边都画得过宽但仍平行，而其他操作正确，同样会导致α角偏大，由于，故折射率的测量值将偏小。‎ ‎（2）①为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，最后是毛玻璃．排列顺序是：C、E、D、B、A；实验时，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是单缝和双缝不平行；‎ ‎②甲的读数为：2.320mm；乙的读数：13.870mm，则条纹间距： ‎ ‎③已知双缝间距d为2.0×10–4m，测得双缝到屏的距离L为0.700 m，由计算式λ=，求得所测红光波长为: ‎ ‎④将屏移近双缝，L变小，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ条纹间距减小，故A正确；将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ知条纹间距增大，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变．故C错误．换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ知条纹间距减小，故D正确；去掉滤光片后，透过缝的将是多种颜色的光，波长不同干涉后形成的条纹间距不同，在屏上形成彩色条纹，故E错误．故选ABD．‎ ‎15．（1）卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些（2）0.24s ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。 （2）无线电信号的路程s=2h，则画面延迟的时间 ‎16．1）；（2）负电；逆时针。（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）根据可得此LC振荡电路的周期为 ‎（2）当t=2.0×10-3s时，即从t=0时刻开始在第二个周期阶段，电容器反向充电，此时上板带负电荷，电流方向为逆时针方向；‎ ‎（3）如电容器两板电压最大为10V，则电容器带电量最大值为 Q=CU=4×10-5C 则在前T/4内的平均电流为 ‎17．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．‎ 频率为f1的单色光波长 λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm 频率为f2的单色光波长 λ2＝＝＝0.4×10－6 m＝0.4μm 可见 Δr＝λ1，Δr＝λ2‎ 可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．‎ ‎18．（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）电键断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且 ‎，‎ 闭合S后，L、C构成LC振荡电路，‎ ‎，‎ 经时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：‎ ‎．‎ ‎（2）线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得：‎ ‎，‎ 方向竖直向下．‎