专题14 光学 相对论（北京专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题14 光学 相对论 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 光学 2021、2022、2023、2024、2025 注重对光学基础概念与核心规律的深度挖掘，强化光的折射定律、全反射条件、光的干涉和衍射现象等知识的综合运用。一方面，结合生活中的光传播现象，如海市蜃楼、筷子在水中 “弯折”，考查折射定律及折射率的相关计算；另一方面，通过分析光的干涉条纹间距、衍射图样特征，考查考生对光的波动性的理解，常将几何光学与物理光学知识相结合，如利用折射、反射知识分析干涉、衍射实验中的光路。此外，对光的偏振、色散等现象的考查，也注重与实际应用相联系，如通过偏振光在摄影、液晶显示中的应用，考查考生对偏振概念的理解。​ 能力要求上，突出逻辑推理与几何运用。考生需依据给定的光学情境，如光线在介质中的传播路径、干涉衍射图样，运用相关物理规律进行推理分析，判断光的传播方向、计算相关物理量。面对复杂的光学问题，能借助几何知识，如三角函数、相似三角形等，处理光线在不同介质中的折射、反射问题，理解光学元件对光路的改变。实验探究能力的考查力度也在加大，要求考生设计实验验证光的折射定律、研究光的干涉现象，如利用双缝干涉实验测量光的波长，处理实验数据并分析误差，注重实验原理的迁移应用，如将光的干涉实验拓展到薄膜干涉现象的研究。 考点2 相对论 2022 考点01 光学 1．（2025·北京·高考）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D．水中的气泡看上去特别明亮 2．（2025·北京·高考）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（　　） A．从M点到N点声波波长变长 B．S点气温低于地面 C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 D．若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线 3．（2024·北京·高考）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n = 。 4．（2023·北京·高考）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 5.（2022·北京·高考）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 6.（2021·北京·高考）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（　　） A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样 B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离 C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样 D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小 7.（2021·北京·高考）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 考点02 相对论 8．（2022·北京·高考）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。 （1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为v1，在远日点速度为v2。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功W； （2）设行星与恒星的距离为r，请根据开普勒第三定律（）及向心力相关知识，证明恒星对行星的作用力F与r的平方成反比； （3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为T1，绕此恒星公转的周期为T2，求。 1．（2025·北京朝阳·二模）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B．在玻璃中的传播速率a光大于b光 C．在玻璃中a光的波长大于b光的波长 D．若a光可使某种金属发生光电效应，则b光一定能 2．（2025·北京昌平·二模）我国智能驾驶汽车进入快速发展期。某车载雷达系统可以发出激光和超声波（频率高于20kHz的声波）信号，下列说法正确的是（　　） A．激光与超声波都是横波 B．激光与超声波都是纵波 C．激光与超声波都能发生衍射 D．激光与超声波都可在真空中传播 3．（24-25高三·北京海淀·一模（期中））关于光的应用，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 B．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜应用了全反射现象 D．光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射 4．（2025·北京昌平·二模）如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．甲光的光子能量最大 B．用乙光照射时饱和光电流最大 C．用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D．分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 5．（2025·北京东城·二模）如图甲所示，用激光照射一个小钢球，光屏上出现如图乙所示的图样，在阴影中心有一个小亮斑。这种现象是光的（　　） A．衍射现象 B．偏振现象 C．折射现象 D．多普勒效应 6．（2025·北京东城·二模）机械波在介质中传播时会受到介质的阻碍作用，介质密度与波在介质中的传播速度的乘积称为波阻，即。波阻大的介质称为波密介质，波阻小的介质称为波疏介质。当一列简谐波自介质1垂直入射至介质2，在边界上同时发生反射和透射，反射系数与透射系数分别为和，其中、分别为机械波在介质1、2中的波阻；反射系数等于反射波的强度与入射波的强度之比，透射系数等于透射波的强度与入射波的强度之比。下表给出了部分介质对声波在其中传播时的波阻。已知空气的密度约为，水的密度为。下列说法正确的是（　　） 介质 波阻 空气 水 蓖麻油 脂肪 肌肉 岩石 大于 A．声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上，主要发生反射现象 B．声波由空气垂直入射到岩石壁，主要发生透射 C．声波由空气垂直入射到水面，主要发生透射，传播速度变大 D．用超声波检查身体时，在探头与皮肤之间涂蓖麻油可以增大透射系数 7．（2025·北京丰台·二模）现有一束单色光以相同的入射角θ，射入甲、乙两种介质中，折射光线如图所示（）。下列说法正确的是（　　） A．介质甲折射率较大 B．光在介质甲中传播速度较大 C．光在介质甲中波长较大 D．光从甲介质射向空气，发生全反射的临界角较大 8．（24-25高三下·北京海淀·二模）在如图所示的平面内，光束a从介质斜射向空气，出射光为b、c两束单色光。关于b、c两束单色光，下列说法正确的是（　　） A．介质对b光的折射率较大 B．在介质中，b光的传播速度较大 C．发生全反射时，b光的临界角较小 D．若两束光都能使某种金属发生光电效应，则b光产生光电子的最大初动能较大 9．（2025·北京西城·一模）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．该现象说明光具有粒子性 D．该现象说明光是横波 10．（2025·北京西城·二模）如图所示，用绿光照射单缝S，光通过有两条狭缝和的双缝后，在光屏P上观察到明暗相间的条纹。若要增大相邻条纹间距，可以（　　） A．仅增大与的间距 B．仅增大单缝与双缝的距离 C．仅增大双缝与光屏的距离 D．仅将绿光换为紫光 11．（2025·北京通州·一模）如图所示，由红光与黄光组成的双色光，从空气斜射向一块平行玻璃砖，在上表面经折射分成两束单色光、，并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是（    ） A．光为红光 B．在真空中，光的速度更快 C．、光射出玻璃砖时，两束光线平行 D．、光分别照射同一个双缝装置，光产生的干涉条纹更宽 12．（2025·北京四中顺义分校·零模）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，则两束光由空气射入玻璃砖中（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．玻璃砖对a光的折射率较大 C．在玻璃砖中a光的传播速度大于b光的传播速度 D．两种单色光由玻璃射入空气时，b光的临界角较小 13．（2025·北京东城·一模）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖，经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　） A．光是红光，光是蓝光 B．在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度 C．该玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率 D．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能 14．（2025·北京东城·一模）如图所示是双缝干涉实验装置，用绿色激光照射双缝时，光屏上有明暗相间的条纹。若其他条件不变，则下列说法正确的是（　　） A．减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．减小光源到双缝的距离，条纹间距变大 C．换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变大 D．换用红色激光照射双缝，条纹间距变小 15．（24-25高三下·北京海淀·一模（期中））关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 C．雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 16．（2025·北京西城·一模）光具有力学效应，该效应可以从动量的角度进行分析：光子的动量为（h为普朗克常量，λ为光的波长），当光与物体相互作用时，会发生动量的传递，物体的动量随时间发生变化，表明物体受到了力的作用。通常情况下，光照射到物体表面时，会对物体产生推力，将其推离光源。有些情况下，光也能对物体产生光学牵引力，使物体“逆光而上”。光学牵引实验中，科学家使用特殊设计的激光束照射透明介质微粒，使微粒受到与光传播方向相反的力，实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的是（　　） A．光从真空垂直介质表面射入介质，光子的动量不变 B．光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关 C．光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关 D．介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同 17．（24-25高三下·北京海淀·一模（期中））某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长。该同学调整好实验装置后，分别用图所示的氢原子在可见光区的四条谱线中的Hβ和Hγ两条谱线的光照射双缝。已知氢原子四条谱线的波长满足，其中对应Hα，为常量）。在干涉图样中，条纹间距较小的是谱线 所对应的光形成的。（选填“Hβ”或 “Hγ”） / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题14 光学 相对论 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 光学 2021、2022、2023、2024、2025 注重对光学基础概念与核心规律的深度挖掘，强化光的折射定律、全反射条件、光的干涉和衍射现象等知识的综合运用。一方面，结合生活中的光传播现象，如海市蜃楼、筷子在水中 “弯折”，考查折射定律及折射率的相关计算；另一方面，通过分析光的干涉条纹间距、衍射图样特征，考查考生对光的波动性的理解，常将几何光学与物理光学知识相结合，如利用折射、反射知识分析干涉、衍射实验中的光路。此外，对光的偏振、色散等现象的考查，也注重与实际应用相联系，如通过偏振光在摄影、液晶显示中的应用，考查考生对偏振概念的理解。​ 能力要求上，突出逻辑推理与几何运用。考生需依据给定的光学情境，如光线在介质中的传播路径、干涉衍射图样，运用相关物理规律进行推理分析，判断光的传播方向、计算相关物理量。面对复杂的光学问题，能借助几何知识，如三角函数、相似三角形等，处理光线在不同介质中的折射、反射问题，理解光学元件对光路的改变。实验探究能力的考查力度也在加大，要求考生设计实验验证光的折射定律、研究光的干涉现象，如利用双缝干涉实验测量光的波长，处理实验数据并分析误差，注重实验原理的迁移应用，如将光的干涉实验拓展到薄膜干涉现象的研究。 考点2 相对论 2022 考点01 光学 1．（2025·北京·高考）下列现象属于光的衍射的是（　　） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D．水中的气泡看上去特别明亮 【答案】B 【详解】A．雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意； B．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意； C．肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意； D．水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。 故选B。 2．（2025·北京·高考）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（　　） A．从M点到N点声波波长变长 B．S点气温低于地面 C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱 D．若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线 【答案】D 【详解】声音的传播类比光线传播，即类比光线的折射率；若空气中的温度均匀，从S发出的光线应该向四周沿直线传播，题目中“声线”向地面传播的过程中，越来越靠近法线，即，因此越靠近地面空气对声音的折射率越大，类比光在介质中传播的速度可知折射率越大，光速越小，因此声音越靠近地面，声速越小，温度越低。 A．从M点到N点靠近地面，声音频率不变，声速减小，根据可知波长变短，A错误； B．声源S处在地面上方，温度高于地面，B错误； C．声音在传播过程中受到介质的阻碍和向四周分散，声音强度会减弱，C错误； D．将声源移至N点，类比光路的可逆性可知发出的声波传播到S点一定沿图中声线，D正确。 故选D。 3．（2024·北京·高考）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n = 。 【答案】 【来源】2024年高考北京卷物理真题 【详解】根据折射定律有sini = nsinr 解得 4．（2023·北京·高考）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 【答案】C 【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。 故选C。 5.（2022·北京·高考）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 【答案】C 【详解】光的偏振现象能说明光是横波。 故选C。 6.（2021·北京·高考）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（　　） A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样 B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离 C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样 D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小 【答案】D 【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误； B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误； C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误； D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确； 故选D。 7.（2021·北京·高考）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 【答案】C 【详解】A．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，这是光的色散现象，A错误； C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知nc < nb C正确； B．由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误； D．根据v =知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。 故选C。 考点02 相对论 8．（2022·北京·高考）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。 （1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，在近日点速度为v1，在远日点速度为v2。求从近日点到远日点过程中太阳对行星所做的功W； （2）设行星与恒星的距离为r，请根据开普勒第三定律（）及向心力相关知识，证明恒星对行星的作用力F与r的平方成反比； （3）宇宙中某恒星质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为T1，绕此恒星公转的周期为T2，求。 【答案】（1）；（2）见解析；（3） 【详解】（1）根据动能定理有 （2）设行星绕恒星做匀速圆周运动，行星的质量为m，运动半径为r，运动速度大小为v。恒星对行星的作用力F提供向心力，则 运动周期 根据开普勒第三定律，k为常量，得 即恒星对行星的作用力F与r的平方成反比。 （3）假定恒星的能量辐射各向均匀，地球绕恒星做半径为r的圆周运动，恒星单位时间内向外辐射的能量为P0。以恒星为球心，以r为半径的球面上，单位面积单位时间接受到的辐射能量 设地球绕太阳公转半径为r1在新轨道上公转半径为r2。地球在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样，必须满足P不变，由于恒星单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍，得r2 = 4r1 设恒星质量为M，地球在轨道上运行周期为T，万有引力提供向心力，有解得 由于恒星质量是太阳质量的2倍，得 1．（2025·北京朝阳·二模）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B．在玻璃中的传播速率a光大于b光 C．在玻璃中a光的波长大于b光的波长 D．若a光可使某种金属发生光电效应，则b光一定能 【答案】A 【来源】2025届北京市朝阳区高三下学期二模物理试卷【详解】A．由光路图可知a光的偏折程度更大，则玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，A正确； B．根据折射率与传播速度的关系 因为玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，可知在玻璃中的传播速率a光小于b光，B错误； C．根据 可知在玻璃中a光的波长小于b光的波长，C错误； D．由上述分析可知a光的折射率大，频率大，即 根据可知若a光可使某种金属发生光电效应，则b光不一定能发生光电效应，D错误。 故选A。 2．（2025·北京昌平·二模）我国智能驾驶汽车进入快速发展期。某车载雷达系统可以发出激光和超声波（频率高于20kHz的声波）信号，下列说法正确的是（　　） A．激光与超声波都是横波 B．激光与超声波都是纵波 C．激光与超声波都能发生衍射 D．激光与超声波都可在真空中传播 【答案】C 【详解】AB．声波是纵波，光是横波，A错误，B错误； C．衍射是波的特性，激光和超声波都可以发生衍射，C正确； D．激光可以在真空中传播，超声波的传播需要依靠介质，超声波不能在真空中传播，D错误。 故选C。 3．（24-25高三·北京海淀·一模（期中））关于光的应用，下列说法正确的是（　　） A．照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 B．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜应用了全反射现象 D．光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射 【答案】D 【详解】A．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉原理，故A错误； B．光导纤维应用了全反射原理，内层的折射率大于外层的折射率，故B错误； C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜应用了光的干涉原理，故C错误； D．光经过刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是由于光的衍射，故D正确。 故选D。 4．（2025·北京昌平·二模）如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．甲光的光子能量最大 B．用乙光照射时饱和光电流最大 C．用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D．分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 【答案】C 【详解】A．根据光电效应方程 根据动能定理 解得， 乙光对应的遏止电压较大，对应的光子能量最大，A错误； B．用甲光照射时饱和光电流最大，B错误； C．根据动能定理 解得 用乙光照射时光电子的最大初动能最大，C正确； D．乙光的光子能量最大，频率最高，波长最短，分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最窄，D错误。 故选C。 5．（2025·北京东城·二模）如图甲所示，用激光照射一个小钢球，光屏上出现如图乙所示的图样，在阴影中心有一个小亮斑。这种现象是光的（　　） A．衍射现象 B．偏振现象 C．折射现象 D．多普勒效应 【答案】A 【详解】用激光照射一个小钢球，光屏上出现如图乙所示的图样，在阴影中心有一个小亮斑，这是光的衍射造成的，即这种现象是光的衍射现象。 故选A。 6．（2025·北京东城·二模）机械波在介质中传播时会受到介质的阻碍作用，介质密度与波在介质中的传播速度的乘积称为波阻，即。波阻大的介质称为波密介质，波阻小的介质称为波疏介质。当一列简谐波自介质1垂直入射至介质2，在边界上同时发生反射和透射，反射系数与透射系数分别为和，其中、分别为机械波在介质1、2中的波阻；反射系数等于反射波的强度与入射波的强度之比，透射系数等于透射波的强度与入射波的强度之比。下表给出了部分介质对声波在其中传播时的波阻。已知空气的密度约为，水的密度为。下列说法正确的是（　　） 介质 波阻 空气 水 蓖麻油 脂肪 肌肉 岩石 大于 A．声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上，主要发生反射现象 B．声波由空气垂直入射到岩石壁，主要发生透射 C．声波由空气垂直入射到水面，主要发生透射，传播速度变大 D．用超声波检查身体时，在探头与皮肤之间涂蓖麻油可以增大透射系数 【答案】D 【详解】A．声波垂直入射到波阻相差很小（）的两介质界面上时，根据 可知反射系数趋于0，可知反射波强度很小，则此时声波主要发生了透射现象，故A错误； B．声波由空气垂直入射到岩石壁，图表数据可知此时波阻相差很大，即反射系数 可知反射波强度很大，则此时声波主要发生了反射现象，故B错误； C．声波由空气垂直入射到水面，图表数据可知此时波阻相差较大，可知反射系数趋于1，可知反射波强度较大，则此时声波主要发生了反射现象，故C错误； D．用超声波检查身体时，在探头与皮肤之间涂蓖麻油，是因为蓖麻油的波阻介于探头材料和皮肤之间。根据透射系数公式 这样能使探头与皮肤之间波阻差异减小，从而增大透射系数，让更多超声波透射到身体内部便于检查，故D正确。 故选D。 7．（2025·北京丰台·二模）现有一束单色光以相同的入射角θ，射入甲、乙两种介质中，折射光线如图所示（）。下列说法正确的是（　　） A．介质甲折射率较大 B．光在介质甲中传播速度较大 C．光在介质甲中波长较大 D．光从甲介质射向空气，发生全反射的临界角较大 【答案】A 【详解】A．根据题意，单色光入射角相同。由折射定律结合可知，，即介质甲的折射率大，故A正确； B．由可得，又，则，故B错误； C．由结合可得，同一种单色光频率一定，，则，故C错误； D．由全反射临界角公式可知，时，，即光从乙介质射向空气发生全反射的临界角较大，故D错误； 故选A。 8．（24-25高三下·北京海淀·二模）在如图所示的平面内，光束a从介质斜射向空气，出射光为b、c两束单色光。关于b、c两束单色光，下列说法正确的是（　　） A．介质对b光的折射率较大 B．在介质中，b光的传播速度较大 C．发生全反射时，b光的临界角较小 D．若两束光都能使某种金属发生光电效应，则b光产生光电子的最大初动能较大 【答案】B 【详解】A．根据光路图知，c光的偏折程度大于b光，则c光的折射率大于b光，故A错误； B．c光的折射率大，根据知，c光在介质中传播的速度较小，b光的传播速度较大，B正确； C．根据知，c光的折射率大，则c光全反射的临界角较小，故C错误； D．光电子的最大初动能 c光的折射率大，则c光的频率大，c光产生光电子的最大初动能较大，故D错误。 故选B。 9．（2025·北京西城·一模）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．该现象说明光具有粒子性 D．该现象说明光是横波 【答案】A 【详解】ABC．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这是干涉现象,说明光的波动性，故A正确，BC错误； D．光的偏振说明光是横波，光的干涉现象不能说明光是横波，故D错误。 故选A。 10．（2025·北京西城·二模）如图所示，用绿光照射单缝S，光通过有两条狭缝和的双缝后，在光屏P上观察到明暗相间的条纹。若要增大相邻条纹间距，可以（　　） A．仅增大与的间距 B．仅增大单缝与双缝的距离 C．仅增大双缝与光屏的距离 D．仅将绿光换为紫光 【答案】C 【详解】A．根据双缝干涉相邻条纹间距 可知，仅增大双缝间的距离d，相邻条纹间距减小，A错误； B．仅增大单缝与双缝的距离，对相邻条纹间距没有影响，B错误； C．仅增大双缝与光屏的距离，根据 可知，双缝与光屏的距离l增大时，相邻条纹间距变大，C正确； D．由于紫光的波长小于绿光的波长，根据 可知，仅将绿光换为紫光，干涉光源的波长减小，相邻条纹间距变小，D错误。 故选C。 11．（2025·北京通州·一模）如图所示，由红光与黄光组成的双色光，从空气斜射向一块平行玻璃砖，在上表面经折射分成两束单色光、，并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是（    ） A．光为红光 B．在真空中，光的速度更快 C．、光射出玻璃砖时，两束光线平行 D．、光分别照射同一个双缝装置，光产生的干涉条纹更宽 【答案】C 【详解】A．光的偏折越大，则折射率越大，可知a的折射率更大，则为黄光，故A错误； B．介质中的光速，则光的速度更快，故B错误； C．因为a、b光束射到下表面的入射角等于射到上表面的折射角，可知从下表射出时的折射角等于射到上表面时的入射角，即光分别从下表面两点射出后，两束光相互平行，故C正确； D．的频率大，则的波长短，根据可知，通过相同的双缝装置，的条纹更窄，故D错误。 故选C。 12．（2025·北京四中顺义分校·零模）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，则两束光由空气射入玻璃砖中（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．玻璃砖对a光的折射率较大 C．在玻璃砖中a光的传播速度大于b光的传播速度 D．两种单色光由玻璃射入空气时，b光的临界角较小 【答案】B 【详解】A.因为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，所以a光的频率大于该金属的截止频率，b光的频率小于该金属的截止频率，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误； B.同一介质中，频率大的光的折射率较大，所以玻璃砖对a光的折射率较大，故B正确 C.因为a光的折射率大，根据可知，在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，故C错误； D.根据可知，两种单色光由玻璃射入空气时，b光的临界角较大，故D错误。 故选B。 13．（2025·北京东城·一模）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖，经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　） A．光是红光，光是蓝光 B．在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度 C．该玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率 D．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能 【答案】B 【详解】AC．两种光从玻璃砖射出时，设入射角为，折射角分别为、，根据折射定律 由题图可知 则 则光是蓝光，光是红光，故AC错误； B．根据可知在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度，故B正确； D．光折射率大，则频率大，则光光子能量大，若光能使某金属发生光电效应，光不一定能使某金属发生光电效应，故D错误。 故选B。 14．（2025·北京东城·一模）如图所示是双缝干涉实验装置，用绿色激光照射双缝时，光屏上有明暗相间的条纹。若其他条件不变，则下列说法正确的是（　　） A．减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．减小光源到双缝的距离，条纹间距变大 C．换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变大 D．换用红色激光照射双缝，条纹间距变小 【答案】A 【详解】根据条纹间距公式 其中为双缝到光屏的距离，为双缝的宽度： A．根据条纹间距公式可知减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小，故A正确； B．根据条纹间距公式可知减小光源到双缝的距离，条纹间距不变，故B错误； C．蓝光的波长绿光的波长短，根据条纹间距公式可知换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变小，故C错误； D．红光的波长绿光的波长长，根据条纹间距公式可知换用红色激光照射双缝，条纹间距变大，故D错误。 故选A。 15．（24-25高三下·北京海淀·一模（期中））关于光现象及应用，下列说法正确的是（　　） A．佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的折射 B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用了光的偏振 C．雨后太阳光入射到水滴形成彩虹，是由于光的干涉 D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射 【答案】D 【详解】A．观看立体电影所戴的眼镜利用了光的偏振，故A错误； B．医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明，故B错误； C．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的，故C错误； D．光经过针尖时，其影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹，是由于光的衍射，故D正确。 故选D。 16．（2025·北京西城·一模）光具有力学效应，该效应可以从动量的角度进行分析：光子的动量为（h为普朗克常量，λ为光的波长），当光与物体相互作用时，会发生动量的传递，物体的动量随时间发生变化，表明物体受到了力的作用。通常情况下，光照射到物体表面时，会对物体产生推力，将其推离光源。有些情况下，光也能对物体产生光学牵引力，使物体“逆光而上”。光学牵引实验中，科学家使用特殊设计的激光束照射透明介质微粒，使微粒受到与光传播方向相反的力，实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的是（　　） A．光从真空垂直介质表面射入介质，光子的动量不变 B．光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关 C．光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关 D．介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同 【答案】C 【详解】A．光进入介质后，速度减小，波长变短。光子动量，动量增大，故A错误；   B．光子动量变化是矢量变化，与入射角度有关。例如，斜入射时折射或反射的动量方向改变更复杂，垂直入射时动量方向完全反向，故动量变化量与入射角度相关，故B错误；   C．光学牵引力的大小取决于介质微粒的折射率（影响光在微粒内的传播和动量传递）及激光束的特性（如波长、强度、模式等），故C正确； D．根据动量定理可知光受到微粒的力与光的动量变化量的方向相同，根据牛顿第三定律可知微粒所受的力方向应与光束的动量变化方向相反，例如，若光束动量减少（方向改变），微粒获得的动量方向与光束动量变化相反，故牵引力方向与光束动量变化方向相反，故D错误。 故选C。 17．（24-25高三下·北京海淀·一模（期中））某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长。该同学调整好实验装置后，分别用图所示的氢原子在可见光区的四条谱线中的Hβ和Hγ两条谱线的光照射双缝。已知氢原子四条谱线的波长满足，其中对应Hα，为常量）。在干涉图样中，条纹间距较小的是谱线 所对应的光形成的。（选填“Hβ”或 “Hγ”） 【答案】 【来源】北京市海淀区2024-2025学年高三下学期一模（期中）物理试卷 【详解】根据题意，由公式结合图像可知Hβ、Hγ分别是氢原子从第4能级和第5能级跃迁到第2能级发出的光，可知λHβ＞λHγ 由条纹间距公式可知，纹间距较小的是谱线Hγ所对应的光形成的。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$