專題13 光學-【好題匯編】5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（原卷版）

專題13光學一、單選題1．（2024·北京·高考）產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學獎，阿秒（as）是時間單位，1as=1×10?18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10?34J?s，下列說法正確的是（

）A．對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應大于電子的運動周期2．（2023·北京·高考）陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（

）A．偏振現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．干涉現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象3．（2023·北京·高考）在發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象后，人們往往試圖用不同的理論方法來解釋，比如，當發(fā)現(xiàn)光在地球附近的重力場中傳播時其頻率會發(fā)生變化這種現(xiàn)象后，科學家分別用兩種方法做出了解釋?，F(xiàn)象：從地面P點向上發(fā)出一束頻率為的光，射向離地面高為H（遠小于地球半徑）的Q點處的接收器上，接收器接收到的光的頻率為。方法一：根據(jù)光子能量（式中h為普朗克常量，m為光子的等效質(zhì)量，c為真空中的光速）和重力場中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的頻率。方法二：根據(jù)廣義相對論，光在有萬有引力的空間中運動時，其頻率會發(fā)生變化，將該理論應用于地球附近，可得接收器接收到的光的頻率，式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。下列說法正確的是（）A．由方法一得到，g為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長大于發(fā)出時光的波長C．若從Q點發(fā)出一束光照射到P點，從以上兩種方法均可知，其頻率會變小D．通過類比，可知太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變大4．（2022·北京·高考）下列現(xiàn)象能說明光是橫波的是（

）A．光的衍射現(xiàn)象 B．光的折射現(xiàn)象C．光的偏振現(xiàn)象 D．光的干涉現(xiàn)象5．（2021·北京·高考）如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（

）A．這是光的干涉現(xiàn)象B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度6．（2020·北京·高考）以下現(xiàn)象不屬于干涉的是（）A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣7．（2020·北京·高考）隨著通信技術的更新?lián)Q代，無線通信使用的電磁波頻率更高，頻率資源更豐富，在相同時間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘扛?。?代移動通信技術(簡稱5G)意味著更快的網(wǎng)速和更大的網(wǎng)絡容載能力，“4G改變生活，5G改變社會”。與4G相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量更大 B．衍射更明顯C．傳播速度更大 D．波長更長一、單選題1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）如圖所示，光束a射入玻璃三棱鏡、出射光為b、c兩束單色光。比較b、c兩束光，下列說法正確的是（）A．玻璃對光束b的折射率較大B．光束b的頻率更高C．光束b在玻璃中的傳播速度較大D．經(jīng)同一雙縫干涉裝置后光束b的干涉條紋間距較小2．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）用激光照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫，在擋板后面的屏上觀察到明暗相間的條紋。這種現(xiàn)象屬于光的（

）A．衍射現(xiàn)象 B．干涉現(xiàn)象 C．偏振現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象3．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）2023年諾貝爾物理學獎授予了“產(chǎn)生阿秒光脈沖的實驗方法”。阿秒（as）是一個極短的時間單位，。阿秒光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時間在as量級的光脈沖，它相當于一個足夠快的“快門”，幫助人們“拍攝”高速運動的電子，從而“打開電子世界的大門”。產(chǎn)生阿秒光脈沖的模型是：用強激光照射某些氣體，由于激光的電場是交變電場，該電場的電場強度和原子內(nèi)部的庫侖場的強度相當時，電子就可能“電離”成為自由電子；電離后的自由電子在激光電場作用下“加速”；當激光的電場反向后，一些電子就有可能飛到被電離的原子附近并與其“復合”回到基態(tài)，同時釋放出一個高能光子，其頻率為入射強激光頻率的整數(shù)倍，稱為高次諧波光子。在適當?shù)臈l件下，大量原子輻射出高次諧波疊加形成脈沖寬度為阿秒量級的光脈沖。根據(jù)上述信息并結合已有的知識，判斷下列說法正確的是（）A．在1阿秒的時間內(nèi)，光前進的距離約為0.3mmB．電子復合時釋放的光子能量等于電子在激光場中加速時獲得的能量C．電子的“電離”“加速”和“復合”將周期性地發(fā)生，時間間隔與激光電場的周期有關D．強激光光子能量是高次諧波光子能量的整數(shù)倍4．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）圖甲、圖乙分別為研究光現(xiàn)象的兩個實驗，下列說法正確的是（）A．圖甲正中央的亮點是由于光通過小孔沿直線傳播形成的B．圖甲所示現(xiàn)象是光線通過一個不透光的圓盤得到的衍射圖樣，它與光通過圓孔得到的衍射圖樣是一樣的C．圖乙中的P、Q是偏振片，P固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動Q，只有如圖中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置時光屏才是亮的D．圖乙所示現(xiàn)象可以表明光波是橫波5．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光、。已知光的頻率小于光的頻率，下列光路圖中可能正確的是（）A．B．C． D．6．（2024·北京朝陽·統(tǒng)考一模）觀察圖1、圖2兩幅圖中的現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．圖1中豎直浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側移，是由光的折射引起的B．圖1中豎直浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側移，是由光的反射引起的C．圖2中肥皂膜上的條紋是由于光的全反射形成的D．圖2中肥皂膜上的條紋是由于光的衍射形成的7．（2024·北京豐臺·統(tǒng)考一模）下列屬于光的衍射現(xiàn)象的是（）A．水面上樹的倒影B．光在不透明圓盤后的影的中心出現(xiàn)一個亮斑C．肥皂膜在陽光下形成彩色條紋D．光信號在光纖中傳播8．（2024·北京石景山·統(tǒng)考一模）陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（

）A．偏振現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象 C．干涉現(xiàn)象 D．全反射現(xiàn)象9．（2024·北京通州·統(tǒng)考一模）深紫外線和極紫外線是生產(chǎn)芯片時常用在硅晶片上雕刻的光，深紫外線的波長為193nm，極紫外線的波長為13.5nm。下列說法正確的是（??）A．極紫外線的頻率小于深紫外線的頻率B．極紫外線比深紫外線更容易發(fā)生衍射C．極紫外線的光子能量大于深紫外線的光子能量D．在真空中極紫外線的傳播速度小于深紫外線的傳播速度10．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）如圖所示是光線由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣中的光路圖。O點是半圓形玻璃磚的圓心，不可能發(fā)生的是（）A． B．C． D．11．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）下列有關光現(xiàn)象的說法正確的是（）A．在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象B．光導纖維內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率小C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為藍光，則條紋間距變寬D．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波12．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）激光陀螺儀是很多現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件，廣泛應用于民航飛機等交通工具。激光陀螺儀的基本元件是環(huán)形激光器，其原理結構比較復雜，可簡化為如圖所示模型：由激光器發(fā)出的A、B兩束激光，經(jīng)完全對稱的兩個通道（圖中未畫出）在光電探測器處相遇，產(chǎn)生干涉條紋。如果整個裝置本身具有繞垂直紙面的對稱軸轉(zhuǎn)動的角速度，那么沿兩個通道的光的路程差就會發(fā)生變化，同時光電探測器能檢測出干涉條紋的變化，根據(jù)此變化就可以測出整個裝置的旋轉(zhuǎn)角速度。某次測試，整個裝置從靜止開始，繞垂直紙面的對稱軸，順時針方向逐漸加速旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，這個過程中光電探測器的中央位置C處檢測光強經(jīng)過了強→弱→強→弱→強的變化過程。根據(jù)上述材料，結合所學知識，判斷下列說法正確的是（）A．A束激光的頻率小于B束激光的頻率B．整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中，B束激光到達光電探測器的路程逐漸變小C．整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中，C處始終沒有出現(xiàn)干涉明條紋D．整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中，兩束激光的路程差變化了2個波長13．（2024·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）下列現(xiàn)象可說明光具有粒子性的是（）A．光經(jīng)過三棱鏡后發(fā)生偏折B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C．白光經(jīng)過狹窄的單縫得到彩色圖樣D．紫外線照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出14．（2024·北京延慶·統(tǒng)考一模）如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長分別為λa、λb，該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb。則（）

A．λa<λb，na>nb B．λa>λb，na<nbC．λa<λb，na<nb D．λa>λb，na>nb15．（2024·北京海淀·統(tǒng)考二模）下列關于光的現(xiàn)象說法正確的是（）A．水面上漂著的油膜呈彩色，是光的折射現(xiàn)象B．相機鏡頭上的增透膜，利用了光的偏振C．泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說明光具有波動性D．雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的干涉現(xiàn)象16．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）下列現(xiàn)象可以說明光具有粒子性的是（??）A．光電效應 B．光的偏振 C．光的衍射 D．光的干涉17．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，在平靜的水面下有一個點光源S，它發(fā)出的光包含兩種單色光，分別為紅光和藍光。光從如圖乙所示水面上的圓形區(qū)域中射出，該區(qū)域分為Ⅰ、Ⅱ兩部分，如圖乙所示。則下列說法正確的是（）A．區(qū)域Ⅰ為紅、藍復色光，區(qū)域Ⅱ為紅色單色光B．區(qū)域Ⅰ為紅色單色光，區(qū)