2023届天津市高考物理模拟试题训练：光学

2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：光学

一、单选题

1.（2023・天津南开•统考一模）下列说法正确的是（）

A.光的干涉和衍射现象说明光不仅具有波动性，而且具有粒子性

B.照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象

C.无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更困难一些

D.光纤通信依据的原理是光的折射，且内芯的折射率比外套的折射率大

2.（2023•天津河东•统考一模）如图所示，外人两束单色光分别沿不同方向射向横截面

为半圆形玻璃砖的圆心O,已知〃光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画

出）刚好与α光的反射光线重叠，且α＞夕，则可判断（）

A.若将b光沿a光的光路射向。点，〃光也能发生全反射

B.用“、〃单色光分别检查同一光学平面的平整度时，ɑ光呈现的明暗相间的条纹要宽

些

C.用4、6单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，”光发生的侧移小

D.用a、b单色光分别照射同一光电管阴极并都能发生光电效应时，如果光电管两端施

加反向电压，用〃光照射时的遏制电压小

3.（2023・天津・统考一模）用如图所示的装置做单色光的光学实验，光屏上得到明暗相

间的条纹，发现用“光做实验时，光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用6光做实验时

多。实验中双缝间距不变，双缝到光屏的距离不变。下列说法正确的是（）

A.”光的频率小于6光的频率

B.若用a、h光分别照射某金属均能够发生光电效应，用〃光照射得到光电子的最大初

动能小

C.若α光是氢原子从能级n=4跃迁到〃=2产生的，则b光可能是氢原子从能级”=3跃

迁到"=2产生的

D.在真空中，。光的传播速度小于匕光

4.（2023・天津•模拟预测）〃、b、C三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空

气射向玻璃砖，如图所示，光线b正好过圆心O,光线a、c从光线6的两侧对称入射,

光线“、c从玻璃砖下表面进入空气后与光线b交于P、Q,则下列说法正确的是（）

A.玻璃对三种光的折射率关系为%>%>〃，

B.〃、C两条光分别通过同一光电效应装置，。光的遏制电压小于C光

C.在相同条件下进行双缝干涉实验，“光的条纹间距比C光窄

D.C光分别从空气射入某种介质中，C光发生全反射时临界角较小

5.（2023•天津•模拟预测）如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成八b、C三

束单色光，且都能让同一装置发生光电效应，关于这三束单色光，下列说法正确的是

A.单色光”的频率最小，照射同一装置时，形成的饱和光电流强度小

B.单色光C在玻璃中的传播速度最大

C.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距，单色光C的最大

D.单色光”从玻璃射向空气的全反射临界角最大

6.（2023•天津河东•统考二模）根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象:

试卷第2页，共8页

①当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高

②肥皂膜在阳光下呈现彩色

③闻其声而不见其人

④观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感；

这些物理现象分别属于波的（）

A.偏振、干涉、多普勒效率、折射B.多普勒效应、衍射、干涉、偏振

C.多普勒效应、干涉、衍射、偏振D.衍射、干涉、多普勒效应、偏振

7.（2023・天津•模拟预测）某同学利用太阳光和三棱镜重复了牛顿的色散实验，并将5

支相同的温度计分别放在屏幕A、B、C、。、E五处位置，其中8处是红光边缘，。处

是紫光边缘，观察到的现象是A处的温度计升温最快，下列解释最合理的是（）

A.A处照射到的电磁波波长最长B.A处照射到的电磁波能量最大

C.A处照射到的电磁波含有红外线D∙A处照射到的电磁波含有紫外线

8.（2023・天津•模拟预测）彩虹的形成是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在

水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射就形成了彩虹。如图所示，一束太阳光

从左侧射入球形水滴，人是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。则

B.若用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，“光条纹间距小于匕光条纹间距

C.若遇到相同的障碍物，〃光比匕光更容易发生明显衍射

D.在水滴中传播时，“光的速度大于6光的速度

9.（2023・天津•模拟预测）如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半

径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心。点，经过玻璃砖后有A、B、C三束光射出，下列

说法正确的是（）

B.B光穿过玻璃砖所用的时间比C光穿过玻璃砖所用的时间长

C.入射光的入射角从0开始增大，C光比B光光消失

D.做双缝干涉实验时，用B光要比用C光条纹间距小

10.（2023•天津•模拟预测）如图所示的平面内，光束α经圆心O射入半圆形玻璃砖，进

入玻璃砖后分成8、C两束单色光。下列说法正确的是（）

A.光束b比光束C更容易发生衍射现象

B.在真空中人光的波长小于C光的波长

C.玻璃对b光的折射率小于对C光的折射率

D.在玻璃砖中b光的传播速度大于C光的传播速度

11.（2023∙天津•模拟预测）物理讨论课上，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、C

三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，人在水下的像最深，

C照亮水面的面积比。的大。关于这三种光的性质，同学们能做出什么判断？''下列回答

正确的是（）

A.在水中的传播速度“光最大

B.通过同一玻璃三棱镜时a光的偏折程度小

C.照射相同的金属板均发生光电效应，c光使其逸出的光电子最大初动能最大

D.通过同一装置发生单缝衍射，6光的中央亮条纹最宽

12.（2023•天津•模拟预测）如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃

砖的半径入射，在界面上分成外、匕两束光，下列说法正确的是（）

试卷第4页，共8页

'ab

A.H束光是黄光和紫光，6束光是紫光

B.a、方两束光分别通过相同的单缝，可能只观察到。的衍射现象

C.α在玻璃砖中的传播速度大于b在玻璃砖中的传播速度

D.用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距Δ⅞<Δ⅞

13.（2023•天津河北•统考一模）如图所示的平面内，光束“经圆心O射入半圆形玻璃砖,

出射光为从C两束单色光。下列说法正确的是（）

A.这是光的干涉现象

B.在真空中光束人的波长大于光束C的波长

C.玻璃砖对光束方的折射率大于对光束C的折射率

D.在玻璃砖中光束匕的传播速度大于光束C的传播速度

14.（2023∙天津•模拟预测）a、匕两束单色光从水中射向空气发生全反射时，。光的临界

角大于方光的临界角，下列说法正确的是（）

A.以相同的入射角从空气斜射入水中，“光的折射角大

B.分别通过同一双缝干涉装置，人光形成的相邻亮条纹间距大

C.在水中，α光的传播速度较小

D.通过同一玻璃三棱镜，”光的偏折程度大

15.（2023•天津•模拟预测）如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白

光，射到水面上的O点后，折射光发生了折射照到器壁上a、b之间，对应a、b两种颜

色的单色光，则（）

A.由A到O,a光的传播时间大于b光的传播时间

B.若发光点A不变而入射点。向左移，则b光可能发生全反射

C.光束a的临界角较小

D.用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽

16.（2023・天津•模拟预测）如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光射向半圆

形玻璃砖的圆心0,在0点分为两束光1和2,其中光束1为a光，下列判断正确的是

()

A.光束2只有b光，且b光折射率比a光的大

B.a光的频率大于b光的频率

C.在此玻璃中。光的全反射临界角小于。光的全反射临界角

D.用同一双缝干涉装置进行实验可看到α光的干涉条纹间距比〃光的宽

二、多选题

17.（2023∙天津•统考二模）一束复色光从空气射入光导纤维后分成八b两束单色光,

光路如图所示，比较内芯中的。、b两束光，下列说法正确的是（）

A.用。照射某一金属能发生光电效应，则。也一定能

B.垂直入射到同一单缝衍射装置，。光的衍射中央亮条纹宽度大于6光的

C.在同一介质中的传播速度匕,<%

D.增加入射光的入射角，方光先消失

18.（2023・天津红桥•统考一模）用同一光管研究以6两种单色光产生的光电效应，得

到光电流/与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（）

UCU-OU

试卷第6页，共8页

A.照射该光电管时“光使其逸出的光电子最大初动能大

B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，α光的临界角大

C.通过同一装置发生双缝干涉，。光的相邻条纹间距大

D.通过同一玻璃三棱镜时，“光的偏折程度大

19.（2023♦天津•统考一模）“、方两种单色光均是由氢原子跃迁产生的，其中。是氢原子

从能级4向能级2直接跃迁发出的光，〃是氢原子从能级3向能级2跃迁发出的光，则

下列说法正确的是（）

A.在水中α光的速度更大

B.用同一装置分别进行双缝干涉实验时，〃光的条纹间距更大

C.若光线匕照射同一光电管产生光电效应，光线。的遏止电压高

D.以同一入射角从某种介质射入真空，若“光发生了全反射，则人光也一定发生了全

反射

20.（2023•天津•模拟预测）如图所示，固定的半圆形玻璃砖，。点为圆心，直径AB和

垂直纸面足够大的屏PQ相互平行。由“、人两种单色光组成的一束光垂直于直径AB方

向射向玻璃砖，入射点由A点逐渐移动到8点，发现PQ上先出现。光的光斑，再出现

6光的光斑，随着时间推移，〃光光斑先消失，“光光斑后消失，由此可判断（）

A.玻璃砖对。光的折射率比对匕光的大

B.玻璃砖对。光的折射率比对人光的小

C.若“光照射某金属表面能发生光电效应，方光也一定能

D.分别通过真空中同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距大

21.（2023•天津•模拟预测）下列说法正确的是（）

A.电磁波可以与机械波类比，它们的传播都需要一定的介质

B.光纤通信利用了全反射原理

C.照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用于光的衍射现象

D.用声呐探测水中的暗礁、潜艇，是利用了波的反射现象

22.（2023•天津•模拟预测）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望

远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法

正确的是（）

A.电磁波在任何介质中传播速度均为3χ1（）8nι∕s

B.红外线的波长比紫外线大

C.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波

D.赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论

23.（2023•天津•模拟预测）下列说法正确的是（）

A.X射线是原子外层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波

B.α粒子散射实验中用金箔而没有用铝箔，主要原因是金的延展性比铝好

C.汤姆孙求出了阴极射线的比荷，并粗略测到了该种粒子的电荷量，发现了电子

D.核子结合成原子核释放的能量叫作结合能，结合能越大，原子核越稳定

24.（2023•天津•模拟预测）“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹是一种光学现象。当阳光照

射到空中的雨点时，光线被折射及反射，在空中形成七彩光谱。太阳光射到小水珠发生

色散形成彩虹的光路如图所示，a、b为两种折射出的单色光。下列说法正确的是（）

A.。光的波长大于匕光的波长

B.在水珠中，a光的传播速度小于。光的传播速度

C.用同一双缝干涉装置看到b光的干涉条纹间距比〃光的宽

D.若a光可使某金属发生光电效应，则匕光也能使该金属发生光电效应

试卷第8页，共8页

参考答案:

1.B

【详解】A.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，不能说明光具有粒子性，故A错误；

B,照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，故B正确。

C.无线电波的波长较长，所以发生明显的衍射现象比X射线更容易一些，故C错误；

D.光纤通信依据的原理是光的全反射，且内芯的折射率比外套的折射率大，故D错误。

故选Bo

2.D

【详解】根据题意，由折射定律有

sin90°

■二∙A

sinP

Sina

nb=^~^

sinp

可知

na>%

A.由公式SinC=L可知，由于

n

«<,>%

则分光的临界角大于。光的临界角，由于a光刚好发生全反射，则将"光沿α光的光路射向

。点，人光不能发生全反射，故A错误；

B.由于

则。光和b光的波长大小关系为

A><Λ>

由∆Λ=∕l!可得，用“、。单色光分别检查同一光学平面的平整度时，。光呈现的明暗相间

Cl

的条纹要宽些，故B错误；

C.由于

na>%

用八b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，。光发生的侧移大，故C错误；

D.由于

答案第1页，共11页

则a光和b光的频率大小关系为

fa>fh

根据题意，由光电效应方程和动能定理有

e/∙=Ekm=/仅-%

由于。光的频率大于匕光的频率，则用b光照射时的遏制电压小，故D正确。

故选D。

3.C

【详解】A.由双缝干涉原理可得

x=-λ

d

发现用。光做实验时，光屏中部同样范围内亮条纹的条数比用b光做实验时多，说明。光条

纹间距X较小，α光波长较小，a光频率较高，A错误；

D.在真空中，，，光的传播速度与人光传播速度相同，均为光速c,D错误；

C.α光频率较高，光子能量较大，若。光是氢原子从能级”=4跃迁到〃=2产生的，则6

光可能是氢原子从能级〃=3跃迁到〃=2产生的，C正确；

B.光电效应方程为

Ekrn=hv-W„

若用6光分别照射某金属均能够发生光电效应，用“光照射得到光电子的最大初动能较

大，B错误。

故选Co

4.C

【详解】A.由图可知，。光和C光入射角相同，但α光折射角较小，根据折射率公式可知,

玻璃对”光的折射率大于对C光的折射率，由于6光入射角为0°,故无法判断玻璃对。光的

折射率大小，故A错误；

B.由于。光的折射率大，频率也大，相同条件照射同一金属板，由于〃光的频率大，发生

光电效应的光子最大初动能也大，因此遏制电压也大，故B错误；

C.由于。光的折射率大，波长较短，则在相同条件下进行双缝干涉实验，α光的条纹间距

比C光窄，故C正确；

答案第2页，共11页

D.a、C光分别从空气射入某种介质中时，不能发生全反射，故D错误。

故选C。

5.D

【详解】A.由题图可以看出，C光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，则C光的折射率

最大，频率最大，。光的折射率最小，频率最小，饱和光电流强度只跟光照强度有关，A错;

B.由公式V=E可知，c光的折射率最大，在玻璃中的传播速度最小，B错误；

n

C.光的频率越大，则波长越小，C光的频率最大，则波长最短，根据双缝干涉条纹的间距

公式AC=?可知。光产生的条纹间距最小，C错误；

a

D.又由公式SinC=L可知，折射率越小，临界角越大，由于。光的折射率最小，则。光的

n

临界角最大，D正确。

故选D。

6.C

【详解】①正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于多普勒

效应；

②肥皂膜在阳光下呈现彩色，属于光的干涉；

③闻其声而不见其人，属于声波的衍射；

④观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，属于光的

偏振的应用。

故选C。

7.C

【详解】由于红外线的热效应最明显，因此4处照射到的电磁波中一定含有红外线。

故选C。

8.B

【详解】A.八6两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小

于b光的折射角，根据折射定律，入射角和折射角的正弦值之比为常数，可知

nn

a>b

折射率大则频率高，则a光是紫光，6光是红光，A错误；

BC.由A可知

答案第3页，共11页

4,<4

根据

/1

∆aX——A

d

可知，用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，α光条纹间距小于b光条纹间距。遇到相同

的障碍物，人光更容易发生明显衍射，B正确，C错误；

D.由

c

n=-

V

得

va<vb

D错误。

故选B。

9.C

【详解】A.由图可知，A光为反射光线，激光中的两种频率的光都满足反射定律，故A光

为含两种频率的复色光，故A错误；

B.根据光的折射定律

n=-si-n∕

Sinr

由图可知，B光和C光发生折射，且C光在空气中的角度大于B光在空气中的角度，所以

⅝<⅜

根据光在介质中的速度与折射率的关系

n

可知，B光在介质中的传播速度大于C光的传播速度，所以B光穿过玻璃砖的时间小于C

光穿过玻璃砖的时间，故B错误；

C.根据折射率与临界角的关系

1

n=------

sinC

由于B光的折射率小于C光的折射率，所以B光的临界角大于C光的临界角，当入射角增

大时，C光比B光先发生全反射，故C光先消失，故C正确；

D.在同种介质中折射率大的频率高，根据

答案第4页，共11页

λ——

可知在真空中B光的波长比C光的波长长，根据条纹间距公式

∖x--λ

d

可知B光要比C光条纹间距大，故D错误。

故选Co

10.B

【详解】C.人光的偏折程度比C光的偏折程度大，所以玻璃对》光的折射率大于对C光的

折射率，故C错误；

D.根据V=£可知在玻璃砖中匕光的传播速度小于C光的传播速度，故D错误；

n

AB.光的波长越小，透明介质对该光的折射率越大，所以在真空中6光的波长小于C光的

波长，则光束匕比光束C更不容易发生衍射现象，故A错误，B正确。

故选B。

11.D

【详解】AB.水深为/?,照亮水面的圆面积的半径R与临界角C满足

tanC=—

h

又因为

,C1

SinC=-

n

C照亮水面的面积比α的大，则C的临界角大，水对C的折射率小，所以。的折射率最大，«

的频率最大，波长最小，”的传播速度最小，故AB错误；

C.因为。的频率比C大，所以C光使其逸出的光电子最大初动能不是最大，故C错误；

D.根据视深公式

,,h

h=—

n

说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以》的折射率最小，频率最

小，波长最大，传播速度最大，依据波长越长，单缝衍射条纹越宽，故D正确。

故选D。

12.D

【详解】A.由光路图可知，外两束光入射角相同，但是。束光只有反正光线没有折射光线,

发生了全反射，故“束光全反射临界角小于〃束光。由

答案第5页，共11页

SinC=一

n

可知

n.,>%

故α束光是紫光，人束光是黄光，H束光是黄光和紫光。A错误；

B.匕两束光分别通过相同的单缝，时光均能发生衍射现象，观察到的是而衍射图样叠

加后的效果。B错误；

C.由折射率与波速的关系

c

n=-

V

可知，折射率与光在玻璃砖中的传播速度成反比，故

C错误；

D.双缝干涉时有

L,

∆x——Λ

d

又因为紫光的波长小于黄光，即

故用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距关系为

此<%

D正确。

故选D。

13.C

【详解】A.光束α经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为氏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的折射角大于光束匕的折射角，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6光在真空中的波长较短，B错误；

D.根据V=上知，C光束的折射率小，则C光在棱镜中的传播速度大，D错误。

n

答案第6页，共11页

故选c。

14.A

【详解】A.由于两束单色光从水中射向空气发生全反射时，。光的临界角大于6光的临界

角；由临界角与折射率的关系

.八1

SinC=-

n

可知。光的折射率较小，故二者以相同的入射角从空气斜射入水中时，由折射定律可知。光

的折射角大，A正确；

B.当二者分别通过同一双缝干涉装置时，由相邻明文间距

∆x=-Λ

d

由于。光的折射率较小，由折射率与频率的关系可知，其频率也较小，再由波长与频率关系

可知，其波长较长，故由表达式可知，4光形成的相邻亮条纹间距大，B错误：

C.根据

c

n=-

V

可知，。光的折射率小于。光的折射率，故。的传播速度大于6的传播速度，C错误；

D.由光的折射率、频率、偏折程度、波长的变化规律可知，折射率越小，其在三棱镜通过

时的偏折程度越小；故通过同一玻璃三棱镜时，由于。光的折射率较小，故其偏折程度小，

D错误。

故选Ao

15.D

【详解】A、由图可知，两光在水中的入射角度相同，而“光在空气中的折射角度较小，故

可知。光的折射率要小于b光的折射率，由V=E可知，。光的传播速度要大于b光，故A到

n

0,«光的传播时间小于匕光的传播时间，故选项A错误；

B、发光点A不变而入射点。向左移，则入射角减小，不会发生全反射，故选项B错误：

C、根据SinC=L可知。光的临界角较大，故选项C错误：

n

D、。光的折射率小，频率小，波长长，由醺=?/可得用。光和6光分别在同一套双缝干涉

a

实验装置上做实验，“光的条纹间距较宽，故选项D正确.

16.D

【详解】光束2既有b光，也有a光.由题可知，b光发生全反射，a光没有发生全反射，b

答案第7页，共11页

光的临界角小于a光的临界角.根据临界角公式SinC=I∕n,知b光折射率比a光的大，故

AC错误.

a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，故B错误.a光的频率小

于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，所以用

同一双^干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽，故D正确.故选D.

17.AB

【详解】A.〃光偏折程度较大，则匕光频率较大，α光频率较小，用α照射某一金属能发生

光电效应，则人也一定能，故A正确；

B.”光频率较小，波长较长，垂直入射到同一单缝衍射装置，。光的衍射中央亮条纹宽度大

于〃光的，故B正确；

C.在同一介质中，根据

一

n

得

K,>%

故C错误；

D.光从光疏介质入射到光密介质，增加入射光的入射角，h光不会消失，故D错误。

故选AB。

18.BC

【详解】A.根据

也=Ekm

所以遏止电压越大的动能越大，则照射该光电管时6光使其逸出的光电子最大初动能大，故

A错误；

B.根据

hv-W=Ek

可知6光的频率大于。光的频率，所以同种介质时，b光的折身率大于〃光的折射率，根据

,C1

SinC=一

n

所以从同种玻璃射入空气发生全反射时，。光的临界角大，故B正确；

C.由于6光的频率大于α光的频率，则匕光的波长小于α光的波长，根据

答案第8页，共11页

L,

∆x=-Z

d

所以通过同一装置发生双缝干涉，ɑ光的相邻条纹间距大，故C正确；

D.通过同一玻璃三棱镜时，频率越大的光，折射率越大，光的偏折程度大，所以b光的偏

折程度大，故D错误；

故选C。

19.BC

【详解】根据氢原子的能级图可知从能级4向能级2直接跃迁发出的«光能量比从能级3向

能级2跃迁发出的6光能量高。根据E=*可知能量越高的光，频率越高，即以。

A.光在介质中的传播速度

一

n

频率高的光，折射率更大，则传播速度小，即在水中“光的速度更小，故A错误；

B.双缝干涉实验中，根据

L,

∆λx=-Λ

d

波长越长，条纹间距越大，根据匕>以可知，Λ<Λ,则匕光的条纹间距更大，故B正确;

C.根据光电效应方程可知

Ek=hv-Wu,eUc=Ek

解得遏止电压

4="=如』

'ee

根据匕>以可判断光线”的遏止电压高，故C正确；

D.根据全反射临界