专题13 光学-【好题汇编】5年（2020-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（原卷版）

专题13光学一、单选题1．（2024·北京·高考）产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位，1as=1×10−18s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10−34J⋅s，下列说法正确的是（

）A．对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显B．此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多C．此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2×10−18J）的基态氢原子电离D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期2．（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3．（2023·北京·高考）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4．（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5．（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6．（2020·北京·高考）以下现象不属于干涉的是（）A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样C．白光经过三棱镜得到彩色图样D．白光照射水面油膜呈现彩色图样7．（2020·北京·高考）随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（）A．光子能量更大 B．衍射更明显C．传播速度更大 D．波长更长一、单选题1．（2024·北京海淀·统考一模）如图所示，光束a射入玻璃三棱镜、出射光为b、c两束单色光。比较b、c两束光，下列说法正确的是（）A．玻璃对光束b的折射率较大B．光束b的频率更高C．光束b在玻璃中的传播速度较大D．经同一双缝干涉装置后光束b的干涉条纹间距较小2．（2024·北京西城·统考一模）用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于光的（

）A．衍射现象 B．干涉现象 C．偏振现象 D．全反射现象3．（2024·北京西城·统考一模）2023年诺贝尔物理学奖授予了“产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）是一个极短的时间单位，。阿秒光脉冲是一种发光持续时间在as量级的光脉冲，它相当于一个足够快的“快门”，帮助人们“拍摄”高速运动的电子，从而“打开电子世界的大门”。产生阿秒光脉冲的模型是：用强激光照射某些气体，由于激光的电场是交变电场，该电场的电场强度和原子内部的库仑场的强度相当时，电子就可能“电离”成为自由电子；电离后的自由电子在激光电场作用下“加速”；当激光的电场反向后，一些电子就有可能飞到被电离的原子附近并与其“复合”回到基态，同时释放出一个高能光子，其频率为入射强激光频率的整数倍，称为高次谐波光子。在适当的条件下，大量原子辐射出高次谐波叠加形成脉冲宽度为阿秒量级的光脉冲。根据上述信息并结合已有的知识，判断下列说法正确的是（）A．在1阿秒的时间内，光前进的距离约为0.3mmB．电子复合时释放的光子能量等于电子在激光场中加速时获得的能量C．电子的“电离”“加速”和“复合”将周期性地发生，时间间隔与激光电场的周期有关D．强激光光子能量是高次谐波光子能量的整数倍4．（2024·北京东城·统考一模）图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正确的是（）A．图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的B．图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射图样是一样的C．图乙中的P、Q是偏振片，P固定不动，缓慢转动Q，只有如图中所示P、Q的“透振方向”相平行的位置时光屏才是亮的D．图乙所示现象可以表明光波是横波5．（2024·北京东城·统考一模）一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光、。已知光的频率小于光的频率，下列光路图中可能正确的是（）A．B．C． D．6．（2024·北京朝阳·统考一模）观察图1、图2两幅图中的现象，下列说法正确的是（）A．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的折射引起的B．图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移，是由光的反射引起的C．图2中肥皂膜上的条纹是由于光的全反射形成的D．图2中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的7．（2024·北京丰台·统考一模）下列属于光的衍射现象的是（）A．水面上树的倒影B．光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑C．肥皂膜在阳光下形成彩色条纹D．光信号在光纤中传播8．（2024·北京石景山·统考一模）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9．（2024·北京通州·统考一模）深紫外线和极紫外线是生产芯片时常用在硅晶片上雕刻的光，深紫外线的波长为193nm，极紫外线的波长为13.5nm。下列说法正确的是（  ）A．极紫外线的频率小于深紫外线的频率B．极紫外线比深紫外线更容易发生衍射C．极紫外线的光子能量大于深紫外线的光子能量D．在真空中极紫外线的传播速度小于深紫外线的传播速度10．（2024·北京顺义·统考一模）如图所示是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，不可能发生的是（）A． B．C． D．11．（2024·北京房山·统考一模）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条纹是光的衍射现象B．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率小C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距变宽D．光的偏振现象说明光是一种横波12．（2024·北京房山·统考一模）激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的关键部件，广泛应用于民航飞机等交通工具。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，其原理结构比较复杂，可简化为如图所示模型：由激光器发出的A、B两束激光，经完全对称的两个通道（图中未画出）在光电探测器处相遇，产生干涉条纹。如果整个装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度，那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化，同时光电探测器能检测出干涉条纹的变化，根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。某次测试，整个装置从静止开始，绕垂直纸面的对称轴，顺时针方向逐渐加速旋转，最后转速稳定，这个过程中光电探测器的中央位置C处检测光强经过了强→弱→强→弱→强的变化过程。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（）A．A束激光的频率小于B束激光的频率B．整个装置加速转动过程中，B束激光到达光电探测器的路程逐渐变小C．整个装置加速转动过程中，C处始终没有出现干涉明条纹D．整个装置加速转动过程中，两束激光的路程差变化了2个波长13．（2024·北京门头沟·统考一模）下列现象可说明光具有粒子性的是（）A．光经过三棱镜后发生偏折B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样C．白光经过狭窄的单缝得到彩色图样D．紫外线照射锌板，使电子从锌板表面逸出14．（2024·北京延庆·统考一模）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则（）

A．λa<λb，na>nb B．λa>λb，na<nbC．λa<λb，na<nb D．λa>λb，na>nb15．（2024·北京海淀·统考二模）下列关于光的现象说法正确的是（）A．水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象B．相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振C．泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性D．雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象16．（2024·北京西城·统考二模）下列现象可以说明光具有粒子性的是（  ）A．光电效应 B．光的偏振 C．光的衍射 D．光的干涉17．（2024·北京东城·统考二模）如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的光包含两种单色光，分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出，该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分，如图乙所示。则下列说法正确的是（）A．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为红色单色光B．区域Ⅰ为红色单色光，区