内容正文:
抢分猜押19 选择题:光学(天津专用)
重难解读
核心考点为折射定律、全反射条件、折射率计算、光的干涉衍射与偏振。难点集中在光路作图与临界角判断、玻璃砖/三棱镜偏折问题、双缝干涉条纹间距公式。易混点:折射率与光速波长关系、干涉与衍射现象区分、全反射的条件判断。常结合生活光学器件命题,侧重几何光路分析、现象辨析与公式应用,对几何推导和条件审题要求较高。
命题预测
2026年天津高考选择题必考光学,以折射全反射光路和干涉衍射辨析为主。大概率结合玻璃砖、光导纤维等模型,考查临界角与光路偏折。多选侧重现象判断、波长频率变化对比,难度中档。注重基础规律与简单几何计算,强调物理概念辨析与实际光路分析。
考点1 光的折射和全反射
1.(2026·天津南开·模拟预测)一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,在玻璃砖中传播后分为两束从上表面射出,如图所示,下列说法正确的是( )
A.在此玻璃介质中光的折射率大于光的折射率
B.光在真空中的光速小于光在真空中的光速
C.遇到同一障碍物时光更容易产生明显的衍射现象
D.增大空气一侧的入射角,、光线都不会消失
2.(2025·天津·二模)在水下有一点光源沿同一方向发出两种不同颜色的光、,并以相同入射角斜射向空气,已知在空气中光折射角大于光,下列说法正确的是( )
A.光在水中的折射率小于光
B.光在水中的传播速度小于光在水中的传播速度
C.同一双缝干涉装置,光干涉条纹间距大于光
D.光恰能使某金属发生光电效应,则光也一定能
3.(2025·天津和平·三模)为了装点城市夜景,市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示,水中有一点光源,同时发出两种不同颜色的光和光,在水面上形成的圆形区域如图乙所示,中间小圆为复合光,环状区域只有光射出,以下说法中正确的是( )
A.水对光的折射率大于对光的折射率
B.用同一套装置做双缝干涉实验,光条纹间距更小
C.在水中光波速大于光
D.从水面上观察光源的位置比光源实际位置深一些
4.(2025·天津南开·二模)日晕是一种常见的大气光学现象,如图甲所示,太阳光线经卷层云中同一冰晶的两次折射,分散成单色光,形成日晕。如图乙所示,为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是( )
A.在真空中,a光的传播速度较大
B.a、b光线分别通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大
C.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较小
D.a、b光线分别照射同一金属发生光电效应时,b光线照射发出的光电子的最大初动能较大
5.(2025·天津·二模)蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘,而传统DVD光盘是利用红色激光来读取和写入数据。对于光存储产品来说,蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中,并分成、两束,则下列说法正确的是( )
A.用光可在光盘上记录更多的数据信息
B.光在水中传播的速度较光大
C.用同一装置做双缝干涉实验,光的条纹间距比光的大
D.增大水中复色光的入射角,则光先发生全反射
6.(2025·天津滨海新·三模)对图中所列光学现象的认识,正确的是( )
A.甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象
B.乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象
C.丙图中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的偏振现象
D.丁图中,阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的全反射现象
7.(2025·天津·二模)如图所示,关于下列图片场景解释正确的有( )
A.如图甲,内窥镜利用了光的全反射原理
B.如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象
C.如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D.如图丁,立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理均是光的偏振
8.(2026·天津·一模)如图为太阳光穿过六角形冰晶分解成单色光的示意图,a、b为其中两种单色光,下列说法中正确的是( )
A.在冰晶中,a光的传播速度比b光的传播速度小
B.太阳光从空气照射在六角形冰晶表面上时,部分光线发生了全反射
C.若a、b光都能使某金属发生光电效应,则a光的遏止电压较低
D.用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小
9.(2026·天津河西·一模)高锟是著名的华裔物理学家,因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖,被称为光纤之父。光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。如图所示,一束复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A.内芯的折射率小于外套的折射率
B.从空气射入光导纤维,、光的波长都变长
C.a、b光在内芯中传播时,光的传播速度更大
D.若、光分别作为同一双缝干涉装置光源时,光的干涉条纹间距更大
10.(2026·天津河东·一模)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的光路图,下列说法正确的是( )
A.用a、b光在相同条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距大
B.冰晶中a光的传播速度比b光的小
C.太阳光照在转动的冰晶表面上,部分光线发生了全反射
D.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光比b光产生的光电子的最大初动能大
考点2 光的干涉和衍射 光的偏振
1.(2026·天津和平·一模)物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A.甲图,雷达使用的微波衍射现象不明显,有利于进行准确定位
B.乙图,内窥镜利用了光的偏振现象
C.丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射产生的
D.丁图,将中间的纸片拿掉一张后,从上往下看条纹间距变小
2.(2025·天津·模拟预测)对如图所示的图片、示意图或实验装置图,下列说法正确的是( )
A.甲图属于圆盘衍射,中间的圆形叫“泊松亮斑”
B.乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的偶数倍,则P处是暗条纹
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
3.(2025·天津滨海新区·模拟预测)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图,图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图,则( )
A.太阳光照在转动的冰晶表面上,部分光线发生了全反射
B.冰晶对a的折射率比对b的折射率大
C.a光光子能量比b更大
D.用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a的条纹间距大
4.(2025·天津北辰·三模)一束复色光通过平行玻璃砖后分成两束单色光a、b,关于这两束光,下列说法正确的是( )
A.若a、b光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大
B.若a、b光分别照射同一小孔发生衍射,a光的衍射现象更明显
C.若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应,b光的遏止电压高
D.若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时,b光的干涉条纹间距小
5.(2025·天津·三模)生产芯片的工具是紫外光刻机,目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线,其在真空中的波长为。EUV光刻机使用的是极紫外线,其在真空中的波长是。下列说法正确的是( )
A.在同一种介质中,极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率
B.深紫外线光子的能量大于极紫外线光子的能量
C.极紫外线比深紫外线更容易发生衍射
D.深紫外线和极紫外线都不是可见光,无法发生偏振现象
6.(2025·天津·模拟预测)关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是( )
A.激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性,这一特点正好可以用来进行精确测距
B.荷叶上的露珠底部显得特别“明亮”是由于水珠将光线汇聚而形成的
C.光的偏振现象并不罕见,电子表的液晶显示就用到了偏振光
D.医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的衍射
7.(2025·天津·一模)下列有关光学现象描述正确的是( )
A.图甲,水中的气泡看上去特别明亮,主要原因是光的折射
B.图乙,光经过大头针时,使影的轮廓模糊不清,主要原因是光的衍射
C.图丙,电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振
D.图丁,光学平面的平滑度检测是利用了光的全反射
8.(2025·天津宁河·一模)我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线(如图所示),则( )
A.的频率比的大
B.若照射某金属时发生光电效应,则照射该金属时一定发生光电效应
C.分别用和照射同一个狭缝装置时,的衍射现象更明显
D.分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时,对应的相邻条纹间距更大
9.(2026·天津·模拟预测)如图所示,甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。“日晕”又叫“圆虹”,是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示,为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图,、为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是( )
A.冰晶对光的折射率大于对光的折射率
B.在冰晶中,光的传播速度较大
C.用同一装置做双缝干涉实验,光的条纹间距比光的窄
D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,光的临界角较大
10.(2026·天津蓟州·模拟预测)雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次,就形成了彩虹.如图所示,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光,下列说法正确的是( )
A.a光线是红光,b光线是紫光
B.遇到同样的障碍物,b光比a光更容易发生明显衍射
C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,则可能没有光线从水滴表面射出
1.(2025·天津·一模)如图所示,两束单色光a、b平行射入一块平行厚玻璃砖,玻璃砖下表面有反射涂层,两束光线经过折射、反射、再折射后从上表面同一位置射出,成为一束复色光,下列说法正确的是( )
A.若a光是黄光,则b光可能是紫光
B.在同一种介质中a光的临界角大于b光的临界角b
C.若a光和b光都能使某种金属发生光电效应,则a光光电子的最大初动能较大
D.若a光和b光都能使某种金属发生光电效应,则a光的光子数比b光的光子数多
2.(2025·天津·二模)在近代物理发展的过程中,实验和理论相互推动,促进了人们对世界的认识。下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图(a)所示的射线“1”为射线
B.图(b)所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑
C.图(c)所示为粒子散射实验,实验发现极少数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
D.图(d)所示为氢原子能级图,一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出6种光子
3.(2025·天津红桥·二模)如图为置于真空中厚度为L的矩形透明砖的截面图,O、分别为上下表面的中点,一光线从O点以一定角度射入透明砖,刚好射在图中a点()。换同样大小的另一材质矩形透明砖放在原位置,让同一光线仍然从O点以相同的角度射入透明砖,刚好射在图中b点。关于该光线在这两种介质中传播,下列说法正确的是( )
A.在b点一定不会发生全反射 B.在第一种材质中传播时频率更小
C.在第二种材质中的波长更大 D.穿过第二种材料的时间较短
4.(2025·天津滨海新·三模)图甲所示,光学传感器能够更加方便演示单缝衍射现象,测量出光屏上光强的分布。某次实验时,在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b的光强分布。下面说法正确的是( )
A.a光比b光的波长更大
B.上述实验,a光的衍射现象更明显
C.若以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量大
D.分别照射在同一金属板,若a光能引起光电效应,b光也一定能
5.(2025·天津·一模)下列有关光的说法正确的是( )
A.验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
B.横波纵波均可以产生偏振现象
C.雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的,是发生了光的衍射所形成的现象
D.在水下的潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个顶角为(为临界角)的倒立的圆锥里
6.(2025·天津河西·二模)如图所示,由两种光组成的复色光投射到玻璃球体表面的点,复色光进入球体后分成、两束光。下列说法正确的是( )
A.用相同的装置做双缝干涉实验,光的干涉条纹间距小
B.用光分别照射同一小孔发生衍射,光没有光的衍射现象明显
C.若、光均由氢原子能级跃迁产生,产生光的能级能量差大
D.若、光分别照射同一光电管发生光电效应,光的遏止电压低
7.(2025·天津·二模)一种光学传感器是通过接收器接收到红绿灯光信号而触发工作的。如图所示,一细束黄色光沿AB 方向从汽车玻璃外侧(汽车玻璃可视为两表面平行的玻璃砖)的B 点射入,入射角为i,折射光线刚好沿BC方向在汽车玻璃内侧C点触发光学传感器。若入射光的颜色发生变化,且入射光的入射位置B不变,仍要使折射光线沿BC方向在汽车玻璃内侧C点触发光学传感器。下列说法正确的是 ( )
A.若改用绿色光射入,需要入射角i增大到某一合适的角度
B.若改用绿色光射入,绿光通过BC 的时间比黄光通过BC 的时间短
C.若改用红色光射入,需要入射角i增大到某一合适的角度
D.若改用红色光射入,可能会在 C 点发生全反射
8.(2025·天津河东·二模)如图所示,容器中盛有水,为水面,从点发出一束白光,射到水面上的点后,折射光发生了色散,照到器壁上a、b之间,对应a、b两种颜色的单色光,则( )
A.若发光点不变而入射点向左移,则光可能发生全反射
B.若光照射某金属能发生光电效应,则光照射该金属不一定发生光电效应
C.用光和光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验,光的条纹间距较宽
D.光的光子能量大于光的光子能量
9.(2025·天津河西·模拟预测)如图所示,O为半径为的半球形玻璃砖平面圆的圆心,虚线为玻璃砖的对称轴,一束复色光平行对称轴垂直射向玻璃砖,经玻璃砖折射后分成两种单色光、。已知复色光束与对称轴的距离为,光与对称轴的夹角为,不考虑光在玻璃砖内的反射,则下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对光的折射率大于
B.将复色光向上平移,光最先消失
C.在玻璃砖中光的波长小于光的波长
D.若某金属被光照射恰好发生光电效应,则它被光照射也会发生光电效应
10.(2025·天津·一模)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮条纹的中心距离为△x,若△x甲<△x乙,比较甲、乙两种单色光,则下列说法正确的是( )
A.真空中甲光的波长较长
B.甲光能发生偏振现象,而乙光不能
C.甲光发生全反射时的临界角较大
D.乙光的光子能量较小
11.(2025·天津和平·一模)《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图,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是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是( )
A.彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的
B.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
C.水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,可能没有光线从水滴表面射出
12.(2025·天津宁河·一模)如图所示,由甲、乙两种单色光组成的一束光,从一根长直的光纤左侧端面以45°射入,如图所示,则可以准确判断出( )
A.甲光频率小于乙光频率
B.光纤对甲光的折射率大于对乙光的折射率
C.甲光在光纤中的传播速度更大
D.增大入射角,甲乙两种光都有可能在光纤左侧端面发生全反射
13.(2025·天津南开·一模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为,空气中光速c=3.0×108m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A.光线从空气射入水中,频率不变
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为2.25×108m/s
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为37°
14.(2025·天津河西·一模)不同电磁波由于具有不同的频率,因此具有不同的特性。a、b两种单色光在电磁波谱中的位置如图甲所示,由a、b两种单色光组成的一束光由空气射向水面并发生折射的光路图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.折射光线Ⅱ是单色光b
B.逐渐增大入射角,单色光b首先发生全反射
C.两种单色光由空气进入水中后,频率都变小
D.在水中,单色光a的速度比单色光b的速度大
15.(2025·天津武清·一模)两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。下列说法正确的是( )
A.乙光以入射角i入射时一定发生全反射
B.甲光在玻璃砖中的折射率为
C.甲光的频率大于乙光频率
D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上可能接收不到甲光
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核心考点为折射定律、全反射条件、折射率计算、光的干涉衍射与偏振。难点集中在光路作图与临界角判断、玻璃砖/三棱镜偏折问题、双缝干涉条纹间距公式。易混点:折射率与光速波长关系、干涉与衍射现象区分、全反射的条件判断。常结合生活光学器件命题,侧重几何光路分析、现象辨析与公式应用,对几何推导和条件审题要求较高。
命题预测
2026年天津高考选择题必考光学,以折射全反射光路和干涉衍射辨析为主。大概率结合玻璃砖、光导纤维等模型,考查临界角与光路偏折。多选侧重现象判断、波长频率变化对比,难度中档。注重基础规律与简单几何计算,强调物理概念辨析与实际光路分析。
考点1 光的折射和全反射
1.(2026·天津南开·模拟预测)一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,在玻璃砖中传播后分为两束从上表面射出,如图所示,下列说法正确的是( )
A.在此玻璃介质中光的折射率大于光的折射率
B.光在真空中的光速小于光在真空中的光速
C.遇到同一障碍物时光更容易产生明显的衍射现象
D.增大空气一侧的入射角,、光线都不会消失
【答案】AD
【详解】A.设入射角为,折射角为,列式得
在玻璃砖上表面折射时,入射角一致,折射角越小,折射率越大,所以a光的折射率较大,故A正确;
B.光在真空中的速度均为,故B错误;
C.在同一介质中,光的波长与折射率呈反比,可得
产生明显的衍射现象条件为障碍物或孔的尺寸与波的波长相差不多或比波长更小,所以波长大的光(光线)更容易产生明显的衍射现象,故C错误;
D.从空气射入玻璃,是从光疏介质射向光密介质,不管如何增大入射角,都不会发生全反射,光线都不会消失,故D正确。
故选AD。
2.(2025·天津·二模)在水下有一点光源沿同一方向发出两种不同颜色的光、,并以相同入射角斜射向空气,已知在空气中光折射角大于光,下列说法正确的是( )
A.光在水中的折射率小于光
B.光在水中的传播速度小于光在水中的传播速度
C.同一双缝干涉装置,光干涉条纹间距大于光
D.光恰能使某金属发生光电效应,则光也一定能
【答案】BD
【详解】A.入射角相同,在空气中P光折射角大于Q光,根据可知,P光的折射率较大,故A错误;
B.根据可知光在水中的传播速度小于光在水中的传播速度,故B正确;
C.P光的频率大于Q光的频率,根据可知P光的波长小于Q光的波长,根据可知,同一双缝干涉装置,P光干涉条纹间距离小于Q光,故C错误;
D.P光的频率大于Q光的频率,根据可知P光的光子能量大于Q光的光子能量,Q光恰能使某金属发生光电效应,则P光也一定能,故D正确。
故选BD。
3.(2025·天津和平·三模)为了装点城市夜景,市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示,水中有一点光源,同时发出两种不同颜色的光和光,在水面上形成的圆形区域如图乙所示,中间小圆为复合光,环状区域只有光射出,以下说法中正确的是( )
A.水对光的折射率大于对光的折射率
B.用同一套装置做双缝干涉实验,光条纹间距更小
C.在水中光波速大于光
D.从水面上观察光源的位置比光源实际位置深一些
【答案】AB
【详解】根据题意可知,由于a光发生全反射时,b光未发生全反射,则a光的临界角小于b光的临界角。
AC.由公式可知,a光的折射率大于b光折射率,则a光的频率大于b光,由可知,在水中a光波速小于b光,故A正确,C错误;
B.a光的频率大于b光,则a光的波长小于b光的波长,则用同一套装置做双缝干涉实验,a光条纹间距更小,故B正确;
D.由于光的折射的原因,从水面上观察光源的位置比实际位置浅一些,故D错误。
故选AB。
4.(2025·天津南开·二模)日晕是一种常见的大气光学现象,如图甲所示,太阳光线经卷层云中同一冰晶的两次折射,分散成单色光,形成日晕。如图乙所示,为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是( )
A.在真空中,a光的传播速度较大
B.a、b光线分别通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大
C.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较小
D.a、b光线分别照射同一金属发生光电效应时,b光线照射发出的光电子的最大初动能较大
【答案】BD
【详解】A.在真空中,所有光的传播速度都相等,故A错误;
B.由图乙可知,太阳光射入冰晶时, a光的偏折程度小于b光,所以冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率,a光的频率小于b光的频率,根据可知,在真空中a光的波长大于b光的波长,根据可知,a、b光线分别通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大,故B正确;
C.由于同种介质对a光的折射率小于对b光的折射率,根据可知,从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较大,故C错误;
D.因a光的频率小于b光的频率,根据可知,a、b光线分别照射同一金属发生光电效应时,b光线照射发出的光电子的最大初动能较大,故D正确。
故选BD。
5.(2025·天津·二模)蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘,而传统DVD光盘是利用红色激光来读取和写入数据。对于光存储产品来说,蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中,并分成、两束,则下列说法正确的是( )
A.用光可在光盘上记录更多的数据信息
B.光在水中传播的速度较光大
C.用同一装置做双缝干涉实验,光的条纹间距比光的大
D.增大水中复色光的入射角,则光先发生全反射
【答案】BC
【详解】A.由图可知b光的偏折程度大,则b光的折射率大,所以b光为蓝光,用b光可在光盘上记录更多的数据信息,故A错误;
B.由公式可知,由于b光的折射率大,则光在水中传播的速度较光大,故B正确;
C.由于b光的折射率大,则b光的波长小,由公式可知,用同一装置做双缝干涉实验,光的条纹间距比光的大,故C正确;
D.由可知,由于b光的折射率大,则b光的临界角小,增大水中复色光的入射角,则光先发生全反射,故D错误。
故选BC。
6.(2025·天津滨海新·三模)对图中所列光学现象的认识,正确的是( )
A.甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象
B.乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象
C.丙图中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的偏振现象
D.丁图中,阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的全反射现象
【答案】AC
【详解】A.甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象,和光纤原理相同,故A正确;
B.用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象,故B错误;
C.看3D电影所的特制眼镜的两镜片相当于两透振方向彼此垂直的偏振片,能够看到两种不同方向振动的光,形成了立体感,即戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理,故C正确;
D.太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹,是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的,故是光的干涉现象,故D错误。
故选AC。
7.(2025·天津·二模)如图所示,关于下列图片场景解释正确的有( )
A.如图甲,内窥镜利用了光的全反射原理
B.如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象
C.如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D.如图丁,立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理均是光的偏振
【答案】AB
【详解】A.如图甲,内窥镜中的光导纤维利用了光的全反射原理,故A正确;
B.如图乙,肥皂膜上的彩色条纹属于薄膜干涉,是光的干涉现象,故B正确;
C.如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的是单缝衍射图样,故C错误;
D.如图丁,立体电影的原理是光的偏振,照相机镜头表面涂上增透膜是光的干涉原理,故D错误。
故选AB。
8.(2026·天津·一模)如图为太阳光穿过六角形冰晶分解成单色光的示意图,a、b为其中两种单色光,下列说法中正确的是( )
A.在冰晶中,a光的传播速度比b光的传播速度小
B.太阳光从空气照射在六角形冰晶表面上时,部分光线发生了全反射
C.若a、b光都能使某金属发生光电效应,则a光的遏止电压较低
D.用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小
【答案】C
【详解】A.由题图可知,光线射入冰晶时,光的偏折程度大于光的偏折程度,则光的折射率大于光的折射率。则由可知,在冰晶中,a光的传播速度比b光的传播速度大,故A错误;
B.太阳光从空气照射在六角形冰晶表面上时,是从光疏介质进入光密介质,不满足全反射的条件,所以没有光线能够发生全反射,故B错误;
C.光的折射率大于光的折射率,而折射率大的光其频率也较大,故光的频率大于光的频率。由爱因斯坦的光电效应方程可知
所以若a、b光都能使某金属发生光电效应,则a光的遏止电压较低,故C正确;
D.光的频率大于光的频率,由可知,光的波长小于光的波长。当用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,由可知,b光的条纹间距小,故D错误。
故选C。
9.(2026·天津河西·一模)高锟是著名的华裔物理学家,因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖,被称为光纤之父。光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。如图所示,一束复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A.内芯的折射率小于外套的折射率
B.从空气射入光导纤维,、光的波长都变长
C.a、b光在内芯中传播时,光的传播速度更大
D.若、光分别作为同一双缝干涉装置光源时,光的干涉条纹间距更大
【答案】D
【详解】A.发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,所以内芯的折射率大于外套的折射率,故A错误;
B.从空气射入光导纤维,频率不变,但是速度减小,根据可知,、光的波长都变短,故B错误;
C.由图可知b光的折射角更小,由
可知
速度
则光的传播速度更小,故C错误;
D.b光折射率大,则b光频率大,波长短,根据可知a光的条纹间距更大,故D正确。
故选D。
10.(2026·天津河东·一模)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的光路图,下列说法正确的是( )
A.用a、b光在相同条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距大
B.冰晶中a光的传播速度比b光的小
C.太阳光照在转动的冰晶表面上,部分光线发生了全反射
D.照射在同一金属板上发生光电效应时,a光比b光产生的光电子的最大初动能大
【答案】A
【详解】A.由图乙可知,光的偏折程度更大,说明冰晶对光的折射率更大,即,折射率越小,光的频率越小,波长越长;
双缝干涉条纹间距,因此光波长更长,条纹间距更大,故A正确;
B.光在介质中的传播速度,由于,所以光传播速度更大,故B错误;
C.全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质,且入射角大于临界角,太阳光从空气(光疏)入射到冰晶(光密)表面,不可能发生全反射,故C错误;
D.折射率越大,光的频率越大,根据光电效应方程,频率越大光电子最大初动能越大,因此光的最大初动能更大,故D错误。
故选A。
考点2 光的干涉和衍射 光的偏振
1.(2026·天津和平·一模)物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A.甲图,雷达使用的微波衍射现象不明显,有利于进行准确定位
B.乙图,内窥镜利用了光的偏振现象
C.丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射产生的
D.丁图,将中间的纸片拿掉一张后,从上往下看条纹间距变小
【答案】A
【详解】A.甲图,雷达使用的微波波长较短,衍射现象不明显,有利于进行准确定位,故A正确;
B.乙图,内窥镜利用了光的全反射现象,故B错误;
C.丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉产生的,故C错误;
D.丁图,将中间的纸片拿掉一张后,顶角减小,根据可知,从上往下看条纹间距x变大,故D错误。
故选A。
2.(2025·天津·模拟预测)对如图所示的图片、示意图或实验装置图,下列说法正确的是( )
A.甲图属于圆盘衍射,中间的圆形叫“泊松亮斑”
B.乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的偶数倍,则P处是暗条纹
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
【答案】B
【详解】A.甲图是小孔衍射的图样,而“泊松亮斑”是圆板衍射,故不是“泊松亮斑”,故A错误;
B.乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整,故B正确;
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是光的半波长的偶数倍,则P是亮纹,若P到、的路程差是光的半波长的奇数倍,则P是暗纹,故C错误;
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现水平干涉条纹,故D错误。
故选B。
3.(2025·天津滨海新区·模拟预测)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图,图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图,则( )
A.太阳光照在转动的冰晶表面上,部分光线发生了全反射
B.冰晶对a的折射率比对b的折射率大
C.a光光子能量比b更大
D.用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验,a的条纹间距大
【答案】D
【详解】A.全反射条件是光密进入光疏介质才能发生,故A错误;
B.由图可知,太阳光射入冰晶时,a光的偏折程度比b光的偏折程度小,则a的折射率比b的小,故B错误;
C.a的折射率比b的小,则a的频率比b的小,根据
可知a的光子能量比b的小,故C错误;
D.a的频率比b的小,根据
则a的波长比b的大,用光在相同实验条件下做双缝干涉实验,根据
可知a的双缝干涉条纹间距大,故D正确。
故选D。
4.(2025·天津北辰·三模)一束复色光通过平行玻璃砖后分成两束单色光a、b,关于这两束光,下列说法正确的是( )
A.若a、b光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大
B.若a、b光分别照射同一小孔发生衍射,a光的衍射现象更明显
C.若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应,b光的遏止电压高
D.若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时,b光的干涉条纹间距小
【答案】A
【详解】A.由图可知, a光的偏折程度较大,则a光的频率大于b光的频率,由光子的能量可知a光的能级能量差大,故A正确;
B.因为a光的频率大于b光的频率,所以a光的波长小于b光的波长,故b光衍射现象更明显,故B错误;
C.由爱因斯坦的光电效应方程有,可知频率越大,遏止电压越高,故C错误;
D.由知波长越长,越大,故b光的干涉条纹间距大,D错误。
故选A。
5.(2025·天津·三模)生产芯片的工具是紫外光刻机,目前有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是深紫外线,其在真空中的波长为。EUV光刻机使用的是极紫外线,其在真空中的波长是。下列说法正确的是( )
A.在同一种介质中,极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率
B.深紫外线光子的能量大于极紫外线光子的能量
C.极紫外线比深紫外线更容易发生衍射
D.深紫外线和极紫外线都不是可见光,无法发生偏振现象
【答案】A
【详解】A.根据光的波长与频率的关系
可知波长越短,频率越高;极紫外线波长(13.5nm)比深紫外线波长(193nm)短,所以极紫外线频率高。在同一种介质中,频率越高的光折射率越大,所以极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率,故A正确;
B.光子能量公式为
因为极紫外线频率更高,所以极紫外线光子的能量大于深紫外线光子的能量,故B错误;
C.发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。极紫外线波长比深紫外线波长短,所以深紫外线比极紫外线更容易发生衍射,故C错误;
D.深紫外线和极紫外线都属于电磁波,而电磁波是横波,横波能发生偏振现象,与是否是可见光无关,故D错误。
故选A。
6.(2025·天津·模拟预测)关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是( )
A.激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性,这一特点正好可以用来进行精确测距
B.荷叶上的露珠底部显得特别“明亮”是由于水珠将光线汇聚而形成的
C.光的偏振现象并不罕见,电子表的液晶显示就用到了偏振光
D.医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的衍射
【答案】C
【详解】A.激光用来进行精确测距是利用激光的平行度非常高的特点,与激光的相干性无关,故A错误;
B.荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光线从水中射向空气时,发生光的全反射,导致其特别“明亮”,并不是水珠将光线会聚而形成的,故B错误;
C.液晶显示通过偏振片控制光的偏振方向,属于光的偏振现象,故C正确;
D.医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的全反射原理,故D错误。
故选C。
7.(2025·天津·一模)下列有关光学现象描述正确的是( )
A.图甲,水中的气泡看上去特别明亮,主要原因是光的折射
B.图乙,光经过大头针时,使影的轮廓模糊不清,主要原因是光的衍射
C.图丙,电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振
D.图丁,光学平面的平滑度检测是利用了光的全反射
【答案】BC
【详解】A.图甲,水中的气泡看上去特别明亮,主要原因是光的全反射,故A错误;
B.图乙,光经过大头针时,使影的轮廓模糊不清,主要原因是光的衍射,故B正确;
C.图丙,电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振,故C正确;
D.图丁,光学平面的平滑度检测是利用了光的干涉,故D错误。
故选BC。
8.(2025·天津宁河·一模)我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线(如图所示),则( )
A.的频率比的大
B.若照射某金属时发生光电效应,则照射该金属时一定发生光电效应
C.分别用和照射同一个狭缝装置时,的衍射现象更明显
D.分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时,对应的相邻条纹间距更大
【答案】CD
【详解】A.和的能量分别是,
根据可知,的频率小于的频率,故A错误;
B.由上面的分析可知,的频率小于的频率,所以若照射某金属时发生光电效应,则照射该金属时不一定发生光电效应,故B错误;
C.根据可知,的波长大于的波长,根据发生明显衍射的条件可知,分别用和照射同一个狭缝装置时,的衍射现象更明显,故C正确;
D.因为的波长大于的波长,根据干涉条纹间距公式可知,分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时,对应的相邻条纹间距更大,故D正确。
故选CD。
9.(2026·天津·模拟预测)如图所示,甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。“日晕”又叫“圆虹”,是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示,为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图,、为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是( )
A.冰晶对光的折射率大于对光的折射率
B.在冰晶中,光的传播速度较大
C.用同一装置做双缝干涉实验,光的条纹间距比光的窄
D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,光的临界角较大
【答案】BC
【详解】A.由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小,根据折射定律可知,六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率,故A错误;
B.根据
由于冰晶对光的折射率小于对光的折射率,所以在冰晶中,光的传播速度较大,故B正确;
C.根据干涉条纹间距公式
用同一装置做双缝干涉实验,由于光的折射率小于光的折射率,则光的频率小于光的频率,光的波长大于光的波长,所以光的条纹间距比光的窄,故C正确;
D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,根据全反射临界角公式
由于光的折射率小于光的折射率,可知光的临界角较大,故D错误。
故选BC。
10.(2026·天津蓟州·模拟预测)雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次,就形成了彩虹.如图所示,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光,下列说法正确的是( )
A.a光线是红光,b光线是紫光
B.遇到同样的障碍物,b光比a光更容易发生明显衍射
C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,则可能没有光线从水滴表面射出
【答案】BC
【详解】A.由光路图可知,a光线的偏折程度较大,则a光线的折射率较大,频率较大,则a光线是紫光,b光线是红光,故A错误;
B.红光的波长比紫光长,则遇到同样的障碍物,b光比a光更容易发生明显衍射,故B正确;
C.根据
可知,a光在水滴中的传播速度较小,但是在水滴中传播距离较大,则a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长,故C正确;
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,则光线进入水滴的折射角变大,根据几何关系可知,光线从水滴表面射出空气的入射角等于光线从空气射入水滴时的折射角,根据光路可逆性可知光线一定能从水滴表面射出,故D错误。
故选BC。
1.(2025·天津·一模)如图所示,两束单色光a、b平行射入一块平行厚玻璃砖,玻璃砖下表面有反射涂层,两束光线经过折射、反射、再折射后从上表面同一位置射出,成为一束复色光,下列说法正确的是( )
A.若a光是黄光,则b光可能是紫光
B.在同一种介质中a光的临界角大于b光的临界角b
C.若a光和b光都能使某种金属发生光电效应,则a光光电子的最大初动能较大
D.若a光和b光都能使某种金属发生光电效应,则a光的光子数比b光的光子数多
【答案】C
【详解】A.由光路的偏折程度可得,a光折射率大于b光,则a光子的频率较大。若a光为黄色光,b光不可能为紫色光,故A错误;
B.a光折射率大于b光,根据临界角公式
可知同一种介质中a光的临界角小于b光的临界角,故B错误;
C.a光频率比b光大,根据光电效应方程
则a光和b光都能使某种金属发生光电效应时,a光光电子的最大初动能较大,故C正确;
D.光子数的多少与入射光的强度有关,由于不知道a与b的光的强度关系,所以不能判断哪一种光光子数多,故D错误。
故选C。
2.(2025·天津·二模)在近代物理发展的过程中,实验和理论相互推动,促进了人们对世界的认识。下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图(a)所示的射线“1”为射线
B.图(b)所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑
C.图(c)所示为粒子散射实验,实验发现极少数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
D.图(d)所示为氢原子能级图,一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出6种光子
【答案】B
【详解】A.由天然放射现象知识可知,在匀强磁场中,α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,γ射线不偏转,故射线“1”应为β射线,故A错误;
B.图(b)所示的中心亮斑为圆盘衍射而形成的泊松亮斑,故B正确;
C.卢瑟福通过图(c)进行粒子散射实验研究时,发现绝大多数粒子穿过金箔后运动方向几乎不变,少数发生大角度偏转,极少数被弹回,故C错误;
D.图(d)中一个处于第四能级的氢原子最多能辐射出种光子,故D错误;
故选B。
3.(2025·天津红桥·二模)如图为置于真空中厚度为L的矩形透明砖的截面图,O、分别为上下表面的中点,一光线从O点以一定角度射入透明砖,刚好射在图中a点()。换同样大小的另一材质矩形透明砖放在原位置,让同一光线仍然从O点以相同的角度射入透明砖,刚好射在图中b点。关于该光线在这两种介质中传播,下列说法正确的是( )
A.在b点一定不会发生全反射 B.在第一种材质中传播时频率更小
C.在第二种材质中的波长更大 D.穿过第二种材料的时间较短
【答案】A
【详解】A.光线射到b点的入射角等于设到O点的折射角,可知光线在b点一定不会发生全反射,选项A正确;
BCD.光的频率由光源决定,与传播的介质无关,可知光在两种介质中的频率相同;根据
在第一种材质中折射角较大,可知第一中材料的折射率更小,根据
可知在第一种材料中的速度更大,根据
可知在第一种材质中的波长更大;传播时间
可知在第一种材质中的折射角r=45°,可知传播时间t较短,选项BCD错误。
故选A。
4.(2025·天津滨海新·三模)图甲所示,光学传感器能够更加方便演示单缝衍射现象,测量出光屏上光强的分布。某次实验时,在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b的光强分布。下面说法正确的是( )
A.a光比b光的波长更大
B.上述实验,a光的衍射现象更明显
C.若以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量大
D.分别照射在同一金属板,若a光能引起光电效应,b光也一定能
【答案】C
【详解】AB.由图乙可知,a光衍射条纹宽度较小,则a光波长比b光波长短,则b光的衍射现象更明显,故AB错误;
C.根据
由于a光波长比b光波长短,可知a光频率比b的大,在同一介质中,频率大的光折射率大,因此a光折射率更大,偏转角度更大。因此以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量大,故C正确;
D.当入射光的频率大于金属板的极限频率时,金属板会发生光电效应,a光频率较大,照射同一金属板,若a光能发生光电效应,b光不一定能引起光电效应,故D错误。
故选C。
5.(2025·天津·一模)下列有关光的说法正确的是( )
A.验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
B.横波纵波均可以产生偏振现象
C.雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的,是发生了光的衍射所形成的现象
D.在水下的潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个顶角为(为临界角)的倒立的圆锥里
【答案】D
【详解】A.紫外线的波长小于红外线的波长,波长越短越不容易绕过障碍物,故A错误;
B.偏振光一定是横波,不可能是纵波,故B错误;
C.雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的,是发生了光的薄膜干涉所形成的现象,故C错误;
D.岸上的景物,即使发出的光几乎与水面平行,经水面折射后射入水中时,折射角也不会超过临界角C,因此在水下的潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C(C为临界角)的倒立的圆锥里,故D正确。
故选D。
6.(2025·天津河西·二模)如图所示,由两种光组成的复色光投射到玻璃球体表面的点,复色光进入球体后分成、两束光。下列说法正确的是( )
A.用相同的装置做双缝干涉实验,光的干涉条纹间距小
B.用光分别照射同一小孔发生衍射,光没有光的衍射现象明显
C.若、光均由氢原子能级跃迁产生,产生光的能级能量差大
D.若、光分别照射同一光电管发生光电效应,光的遏止电压低
【答案】C
【详解】A.由图可知,两种光的折射率大小为
则可知两种光的频率和波长大小为,
根据公式可知,波长越长,双缝干涉实验的干涉条纹间距越大,即光的干涉条纹间距小,故A错误;
B.光的波长越长,越容易发生衍射,由于
则用光分别照射同一小孔发生衍射,光没有光的衍射现象明显,故B错误;
C.根据公式可知,光的频率越高,其光子的能量越高,光的频率高,则产生光的能级能量差大,故C正确;
D.根据爱因斯坦的光电效应方程可知,照射同一光电管发生光电效应时,光的频率越高,其最大初动能越大,又因为,则光的频率越高,遏止电压越高,光的频率高,则光的遏止电压高,故D错误;
故选 C。
7.(2025·天津·二模)一种光学传感器是通过接收器接收到红绿灯光信号而触发工作的。如图所示,一细束黄色光沿AB 方向从汽车玻璃外侧(汽车玻璃可视为两表面平行的玻璃砖)的B 点射入,入射角为i,折射光线刚好沿BC方向在汽车玻璃内侧C点触发光学传感器。若入射光的颜色发生变化,且入射光的入射位置B不变,仍要使折射光线沿BC方向在汽车玻璃内侧C点触发光学传感器。下列说法正确的是 ( )
A.若改用绿色光射入,需要入射角i增大到某一合适的角度
B.若改用绿色光射入,绿光通过BC 的时间比黄光通过BC 的时间短
C.若改用红色光射入,需要入射角i增大到某一合适的角度
D.若改用红色光射入,可能会在 C 点发生全反射
【答案】A
【详解】A.若改用绿色光射入,绿光的折射率比黄光大,折射后射到C点左侧,需要入射角i增大到某一合适的角度才能射到C点,A正确;
B.若改用绿色光射入,绿光的折射率比黄光大,根据 ,绿光在玻璃中的速度比黄光小,绿光通过BC 的时间比黄光通过BC 的时间长,B错误;
C.若改用红色光射入,红光的折射率比黄光小,折射后射到C点右侧,需要入射角i减小到某一合适的角度才能射到C点,C错误;
D.若改用红色光射入,不会在 C 点发生全反射,光线一定能通过玻璃且通过玻璃后不会改变传播方向,D错误。
故选A。
8.(2025·天津河东·二模)如图所示,容器中盛有水,为水面,从点发出一束白光,射到水面上的点后,折射光发生了色散,照到器壁上a、b之间,对应a、b两种颜色的单色光,则( )
A.若发光点不变而入射点向左移,则光可能发生全反射
B.若光照射某金属能发生光电效应,则光照射该金属不一定发生光电效应
C.用光和光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验,光的条纹间距较宽
D.光的光子能量大于光的光子能量
【答案】C
【详解】A.若发光点不变而入射点向右移,光才可能发生全反射,故A错误;
B.由题意,可知光折射率较高,则光频率较高,若光照射某金属能发生光电效应,则光照射该金属一定也发生光电效应,故B错误;
C.由题意,可知光波长较短,则在同一套双缝干涉实验装置上,光的干涉条纹间距比光小,故C正确;
D.由光子能量公式,可知光的光子能量较高,故D错误。
故选C。
9.(2025·天津河西·模拟预测)如图所示,O为半径为的半球形玻璃砖平面圆的圆心,虚线为玻璃砖的对称轴,一束复色光平行对称轴垂直射向玻璃砖,经玻璃砖折射后分成两种单色光、。已知复色光束与对称轴的距离为,光与对称轴的夹角为,不考虑光在玻璃砖内的反射,则下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对光的折射率大于
B.将复色光向上平移,光最先消失
C.在玻璃砖中光的波长小于光的波长
D.若某金属被光照射恰好发生光电效应,则它被光照射也会发生光电效应
【答案】C
【详解】A.如图所示
根据几何关系可得
可得
根据图中几何关系可得
则玻璃砖对光的折射率为
由题图可知光的偏折程度小于光的偏折程度,则玻璃砖对光的折射率小于玻璃砖对光的折射率,即玻璃砖对光的折射率小于,故A错误;
B.根据全反射临界角公式,可知光发生全反射的临界角较小,则将复色光向上平移,光最先消失,故B错误;
C.根据,有
由于玻璃砖对光的折射率小于玻璃砖对光的折射率,则光的频率小于光的频率,光在真空中波长大于光在真空中波长,则在玻璃砖中光的波长大于光的波长,故C正确;
D.由于光的频率小于光的频率,则光的光子能量小于光的光子能量,若某金属被光照射恰好发生光电效应,则它被光照射不会发生光电效应,故D错误。
故选C。
10.(2025·天津·一模)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮条纹的中心距离为△x,若△x甲<△x乙,比较甲、乙两种单色光,则下列说法正确的是( )
A.真空中甲光的波长较长
B.甲光能发生偏振现象,而乙光不能
C.甲光发生全反射时的临界角较大
D.乙光的光子能量较小
【答案】D
【详解】A. 根据,结合△x甲<△x乙,则在真空中甲光的波长小于乙光的波长,故A错误;
B. 偏振现象是横波特有的现象,由于光是横波,故甲乙都可以发生偏振现象,故B错误;
C. 由于甲光的波长短,则甲光的频率较大,则其折射率也大,根据可知,甲光发生全反射时的临界角较小,故C错误;
D. 由于乙光的波长较长,则乙光的频率较小,那么乙光的光子能量较小,故D正确;
故选:D。
11.(2025·天津和平·一模)《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图,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是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是( )
A.彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的
B.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
C.水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,可能没有光线从水滴表面射出
【答案】B
【详解】A.雨后太阳光入射到水滴中发生折射时,不同颜色光折射率不同,偏折程度不同而形成彩虹,即发生色散而形成彩虹,A错误;
C.第一次折射时,入射角相同,a光的折射角较小,根据可知,a光的折射率较大,根据可知,水滴对a光的临界角小于对b光的临界角,C错误;
B.a光的折射率较大,根据可知,a光的传播速度小于b光的传播速度,设光线在水中与半径夹角为,则路程
a光的折射角较小,所以a光路程大,根据
可知a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长,故B正确;
D.根据几何关系可知,入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等,根据折射定律可知,增大太阳光在水滴表面的入射角,出射光线不会发生全反射,故D错误。
故选B。
12.(2025·天津宁河·一模)如图所示,由甲、乙两种单色光组成的一束光,从一根长直的光纤左侧端面以45°射入,如图所示,则可以准确判断出( )
A.甲光频率小于乙光频率
B.光纤对甲光的折射率大于对乙光的折射率
C.甲光在光纤中的传播速度更大
D.增大入射角,甲乙两种光都有可能在光纤左侧端面发生全反射
【答案】AC
【详解】AB.甲乙光在左侧的入射角相等,甲的折射角大于乙的折射角,根据折射定律可知,甲光的折射率小于乙光的折射率,则甲光频率小于乙光频率,故A正确,B错误;
C.根据可知,甲光在光纤中的传播速度更大,故C正确;
D.光由光密介质射到光疏介质时,才会发生全反射,左侧端面光由光疏介质射入光密介质不会发生全反射,故D错误。
故选AC。
13.(2025·天津南开·一模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为,空气中光速c=3.0×108m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A.光线从空气射入水中,频率不变
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为2.25×108m/s
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为37°
【答案】AC
【详解】A.光的频率由光源决定,与介质无关,所以光线由水上射入水中时,频率不变,故A正确;
B.画出光路图如图所示
可知光源成像的位置比的位置偏高,故B错误;
C.根据光速与折射率关系有,故C正确;
D.当光线在水面的入射角为时,水中光线与竖直方向夹角达到最大值,即临界角C,且有
则 ,故D错误。
故选AC。
14.(2025·天津河西·一模)不同电磁波由于具有不同的频率,因此具有不同的特性。a、b两种单色光在电磁波谱中的位置如图甲所示,由a、b两种单色光组成的一束光由空气射向水面并发生折射的光路图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.折射光线Ⅱ是单色光b
B.逐渐增大入射角,单色光b首先发生全反射
C.两种单色光由空气进入水中后,频率都变小
D.在水中,单色光a的速度比单色光b的速度大
【答案】D
【详解】A.由甲图可知,a光的频率小于b光的频率,故a光的折射率小于b光的折射率;由图乙可知,两束光从空气向射入水中,入射角相同,折射光线Ⅱ的折射角大于折射光线I的折射角,根据
可知折射光线Ⅱ的折射率小于折射光线I的折射率,故折射光线Ⅱ是单色光a,故A错误;
B.两束光都是从空气向射入水中,即从光疏介质到光密介质,不会发生全反射,故B错误;
C.两种单色光由空气进入水中后,频率都不变,波长发生变化,故C错误;
D.由A项可知,a光的折射率小于b光的折射率,根据
可知在水中,单色光a的速度比单色光b的速度大,故D正确。
故选D。
15.(2025·天津武清·一模)两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。下列说法正确的是( )
A.乙光以入射角i入射时一定发生全反射
B.甲光在玻璃砖中的折射率为
C.甲光的频率大于乙光频率
D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上可能接收不到甲光
【答案】D
【详解】AC.根据单缝衍射图样图甲、乙对比可知,甲光衍射现象明显,说明甲光的波长比乙光的长,甲光的频率比乙光的小,对同一种介质,甲的折射率小。根据全反射的临界角
可知甲的临界角大,乙的临界角小,当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r,可知当乙光以i入射时可能大于乙的临界角,也可能小于临界角,即不一定会发生全反射,AC错误;
B.对甲光的折射,由折射定律有,B错误;
D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,随i的增大,如果入射角大于甲的临界角时发生全反射,所以PQ上可能接收不到甲光,D正确。
故选D。
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抢分猜押19选择题:光学(天津专用)
TWO
PART2押题预测
考点1光的折射和全反射
1.【答案】AD
2.【答案】BD
3.【答案】AB
4.【答案】BD
5.【答案】BC
6.【答案】AC
7.【答案】AB
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】A
·考点2光的干涉和衍谢光的偏振
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】A
6.【答案】C
7.【答案】BC
8.【答案】CD
9.【答案】BC
10.【答案】BC
THREE
PART3通关特训
1.【答案】C
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2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】A
8.【答案】C
9.【答案】C
10.【答案】D
11.【答案】B
12.【答案】AC
13.【答案】AC
14.【答案】D
15.【答案】D
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