高中物理《光学》练习题(附答案解析)

高中物理《光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：__________一、单选题1．下列说法正确的是（ ）A ．爱因斯坦提出光子的能量与光的波长成正比，即E h λ=B ．法拉第预言电磁波的存在，赫兹则通过实验捕捉到电磁波C ．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子D ．由c f λ=可知，频率越大的电磁波，在真空中波长越小2．首位通过实验捕捉到电磁波的科学家是（ ）A ．赫兹B ．法拉第C ．麦克斯韦D ．奥斯特3．关于电磁波和麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）A ．电磁波是一种物质，可以在真空中传播B ．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场C ．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场D ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场4．下列器件中，利用电流热效应工作的是（ ）A ．微波炉B ．电视机C ．电风扇D ．电饭锅5．如图所示，OO '是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于OO '轴等距离且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于OO '下方的P 点，由此可以得出的结论是（ ）A ．在同种玻璃中传播，A 光的传播速度一定大于B 光B ．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，B 光侧移量大C ．分别照射同一光电管，若B 光能引起光电效应，A 光一定也能D ．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是A 光6．某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光从A点射入，经B点射出圆柱体。

下列说法正确的是（）A．光线进入玻璃后频率变大B．若θ增大， 可能变小C．若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射D．若θ增大，光线由A点至第一次射出时间变短7．下列说法正确的是（）A．光子的能量跟它的频率成反比B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越强C．一小段通电直导线所受磁场力的方向就是导线所在处的磁场方向D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列关于电磁波的说法不正确的是（）A．只要空间某处有变化的电场和磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．任何变化的磁场周围一定有电场C ．能说明光具有波粒二象性的现象是光的反射和光电效应D ．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度不同10．电磁波为信息的传递插上了翅膀。

下列有关电磁波的说法正确的是（ ）A ．赫兹通过实验捕捉到了电磁波B ．空间只有一种频率的电磁波C ．电磁波需要介质才能传播D ．电磁波是一种物质，具有能量11．氢原子能级图如图所示，氢原子从4n =的能级向2n =的能级跃迁时辐射出可见光a ，从3n =的能级向2n =的能级跃迁时辐射出可见光b ，已知可见光光子能量范围为1.62eV 3.11eV ，则（ ）A ．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B ．氢原子从4n =的能级向3n =的能级跃迁时会辐射出紫外线C ．在水中传播时，a 光比b 光的速度小D ．氢原子在2n =能级时可吸收能量不小于3.4eV 的光子而发生电离12．《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 ．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹B ．水滴对a 光的临界角小于对b 光的临界角C ．在水滴中，a 光的波长大于b 光的波长D ．a 、b 光分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距较小三、填空题13．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是______、______、______、______。

14．丹麦物理学家奥斯特发现了电流会产生磁场；英国物理学家_______发现了磁场可以产生电流，而从理论上确定电和磁本质关系的是英国物理学家_______。

（两空均选填“库仑”、“法拉第”、“韦伯”或“麦克斯韦”）四、实验题15．某同学用插针法测定玻璃的折射率。

如图所示，他用两折射面平行的玻璃砖进行实验。

（1）为了提高准确度，1P与2P及3P与4P之间的距离应适当______（填“大些”或“小些”）。

（2）若入射角1θ太大，则折射光线______（填“会”或“不会”）在平行玻璃砖的下表面发生全反射。

16．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲所示），并选用缝间距为d的双缝。

从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作，发出白光。

（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则目镜中___________。

A．可观察到水平方向的干涉条纹B．可观察到竖直方向的干涉条纹C．看不到干涉现象（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中___________。

A．观察不到干涉条纹B ．可观察到明暗相间的白条纹C ．可观察到彩色条纹（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可___________。

A ．将单缝向双缝靠近B ．将屏向靠近双缝的方向移动C ．将屏向远离双缝的方向移动D ．使用间距稍大些的双缝（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A 、B 位置时，游标卡尺的读数分别为x 1、x 2，则入射的单色光波长λ=___________。

五、解答题17．根据电磁波谱，指出波长为4687m 、76.210m -⨯和6210m -⨯的电磁波分别为哪种类型的电磁波。

18．如图所示为一个用折射率 2.4n =的透明介质做成的四棱柱1111ABCD A B C D -，其中90DAB ∠=︒，60ABC ∠=︒，90BCD ∠=︒。

现有一平行光束垂直于四棱柱侧面11ABB A 入射，已知AD =，12cm AA ，6cm AB =，求：（1）从侧面11ABB A 入射到面11BCC B 上的光线经第一次反射后的反射光线与面11CDD C 的夹角；（2）面11BCC B 上的发光面积。

19．如图所示，一束光线a 从正方体透明冰砖的上表面O 点射入，aO 的投影bO 垂直于正方体右侧面，入射角为45①光线进入冰砖后能否在侧面上发生全反射，光在真空传播的速度为83.010m/s c =⨯，求这束光线在冰砖中传播所用的最短时间。

参考答案与解析：1．D【详解】A ．爱因斯坦提出光子的能量与光的频率成正比，即有E h ν=A 错误；B ．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹则通过实验捕捉到电磁波，B 错误；C ．根据波尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，C 错误；D ．根据c f T λλ==可知，频率越大的电磁波，在真空中波长越小，D 正确。

故选D 。

2．A【详解】首位通过实验捕捉到电磁波的科学家是赫兹，A 正确。

故选A 。

3．A【详解】A ．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故A 正确；B ．变化电场周围才一定产生磁场，变化磁场周围才一定产生电场，故B 错误；CD ．均匀变化的电场周围将产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围将产生恒定的电场，故CD 错误。

故选A 。

4．D【详解】A ，微波炉主要是利用高频电磁波加热食物，A 错误；B ．电视机主要是把电磁信号转化为声、光的设备，B 错误；C ．电风扇是把电能转化为机械能的设备，C 错误；D ．电饭锅是利用电流热效应加热食物，D 正确。

故选D 。

5．C【详解】A ．由题图可得，A 光的折射角大于B 光的折射角，则在同种玻璃中传播，A 光的折射率大于B 光的折射率。

由公式c v n=得，在同种玻璃中传播，A 光的传播速度一定小于B 光的传播速度，故A 错误； B ．由于玻璃对A 光的折射率大于B 光的折射率，则根据折射定律可得，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B 错误；C ．B 光的折射率小，则其频率较小，若A 、B 光分别照射同一光电管，若B 光能引起光电效应，A 光一定也能，故C 正确；D ．A 光的折射率大于B 光的折射率，则A 光发生全反射的临界角小于B 光发生全反射的临界角，B 光比较不容易发生全反射，故以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能有到一种光时，一定是B 光，故D 错误。

故选C 。

6．D【详解】A ．光在不同介质中传播时频率不变，故A 错误；BC ．由几何知识可得，光线在A 点折射角等于它在B 点入射角，根据光路可逆性，A 点入射角θ等于它在B 点折射角α，由于入射角不可能为90，所以光线在A 点折射角不可能为临界角C ，B 点入射角也不可能为C ，光线在圆柱体内不可能发生全反射，故BC 均错误；D ．若θ增大，光线在A 点折射角增大，根据几何知识可得，光线在玻璃内传播路程减小，光线由A 点至第一次射出时间变短，故D 正确。

故选D 。

7．B【详解】A ．由公式εh ν=，可知光子的能量跟它的频率成正比，A 项错误；B ．随着温度的升高，热辐射中辐射强度极大值向波长较短的方向移动，即波长较短的成分越来越强，B 项正确；C ．一小段通电直导线所受磁场力的方向与导线所在处的磁场方向垂直，C 项错误；D ．只有周期性非均匀变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，D 项错误。

故选Ｂ。

8．B【详解】A ．发生干涉的条件之一是两束光频率相同，由图可知，两束光在介质中的折射率的关系a b n n >折射率越大，光的波长越小，频率越大，故A 错误；B ．波长越长时，越容易发生明显衍射现象，b 光波长较大，更容易发生明显的衍射现象，故B 正确；C ．根据公式c n v=可得a b v v <故C 错误；D ．根据临界角与折射率的关系1sin n C= 可得a b C C <故D 错误。

故选B 。

9．AC【详解】A ．只有振荡电场或振荡磁场，才会交替产生，形成电磁波，A 错误；B ．根据麦克斯韦的电磁场理论，任何变化的磁场周围一定有电场，B 正确；C ．光的反射说明光具有类似于实物粒子的特性，光电效应现象说明光又具有粒子性，C 错误；D ．可见光是电磁波，超声波是振动产生的机械波，传播速度是不同的，D 正确。