专题13光电磁波波粒二象性(原卷版+解析)

专题13光电磁波波粒二象性一．选择题（共24小题）1．（2022•浙江）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（）A．用复色光投射就看不到条纹 B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹 D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大2．（2022•浙江）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是（）A．气泡表面有折射没有全反射 B．光射入气泡衍射形成“亮斑” C．气泡表面有折射和全反射 D．光射入气泡干涉形成“亮纹”3．（2022•浙江）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则（）A．光束b顺时针旋转角度小于Δθ B．光束c逆时针旋转角度小于Δθ C．光束d顺时针旋转角度大于Δθ D．光速b、c之间的夹角减小了2Δθ4．（2021•浙江）用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°，则（）A．光盘材料的折射率n＝2 B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度5．（2020•浙江）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（）A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线 B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的6．（2021•浙江）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（）A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位 C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子7．（2021•浙江）下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大8．（2022•绍兴二模）脉冲燃料激光器以450μs的脉冲形式发射波长为585nm的光，这个波长的光可以被血液中的血红蛋白强烈吸收，从而有效清除由血液造成的瘢痕。每个脉冲向瘢痕传送约为5.0×10﹣3J的能量，普朗克常量为6.626×1﹣34J•s。（）A．每个光子的能量约为5×10﹣19J B．每个光子的动量约为3.9×10﹣43kg•m/s C．激光器的输出功率不能小于1.24W D．每个脉冲传送给瘢痕的光子数约为1.47×1016个9．（2022•柯桥区模拟）某种复式光由红、蓝两种颜色的光组成，其光强度对波长的关系如图甲所示，红光范围的光强度比蓝光范围的光强度大很多。某学生以此光照射某一金属，进行光电效应实验，发现皆可产生光电子，如图乙所示。设可变直流电源的电压为U时测得的光电流为I，测得多组数据，则下列图像中该实验所测得的I﹣U关系可能正确的是（）A． B． C． D．10．（2022•柯桥区模拟）“激光武器”是用高能的激光对远距离的目标进行精确射击或用于防御导弹等的武器，它的优点是速度快、射束直、射击精度高、抗电磁干扰能力强。某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每分钟发射的光子数量为（）A．60λPℎc B．ℎc60λP C．cλPℎ11．（2022•浙江模拟）下列说法中正确的是（）A．结合能越大的原子核越稳定 B．康普顿效应说明光子不但具有能量，而且具有动量 C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核由质子和中子组成 D．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增大12．（2021•浙江模拟）疫情期间，志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线与紫外线相比较（）A．红外线的频率比紫外线的频率大 B．在同种介质中红外线的波长比紫外线的波长长 C．红外线能发生干涉、多普勒现象而紫外线不能 D．若两种射线照射某金属都能发生光电效应，则紫外线照射时产生的光电子初动能大13．（2021•浙江模拟）如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的B、C两点。下列说法正确的是（）A．从B、C两点射出的光分别是红光、紫光 B．入射光线AO向右平移，红光会先发生全反射 C．光从O传到B与光从O传到C的时间相等 D．若两束光均能使某金属发生光电效应，则C光照射时逸出的光电子动能一定小14．（2022•浙江模拟）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率n=2，AC为一半径为R的1A．从D点观察，圆弧AC被照亮的弧长有πR6B．AD边和CD边有一部分接收不到点光源经圆弧AC折射的光线 C．点光源经圆弧AC全反射射到AB边，这部分长度为R2D．从D点观察，看到B处点光源的像比实际位置更远离AC面15．（2022•浙江三模）如图所示，物理课本选修3﹣4放在水平桌面上。一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜放在书本上，书本与棱镜间有很薄的空气层。整个侧面BCC1B1上有一面光源，现只考虑面光源直接投射到棱镜底面上的光线，发现书本被此光线照亮部分面积与底面ACC1A1的面积之比为k=5A．1.5 B．1.6 C．1.7 D．1.816．（2022•浙江模拟）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化关系，可能正确的是（）A．薄膜层的厚度随坐标x增大而减小 B．薄膜层的厚度随坐标x增大而均匀增大 C．薄膜层厚度的变化率不随坐标x变化而变化 D．薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐增大17．（2022•杭州二模）一束激光垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑如图甲所示。现在光屏前放置一透明的玻璃圆柱体，让激光垂直圆柱体轴线入射，光束经过圆柱体后照射在光屏上，如图乙所示。则在光屏上观察到的光斑形状可能为（）A． B． C． D．18．（2022•柯桥区模拟）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（）A．指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线 B．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线 C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像 D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射19．（2022•浙江模拟）竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墙体部。如图甲所示，某同学的测量过程如下：激光笔发出细激光束以入射角θ照射玻璃，反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑，测出相邻亮斑间的距离x，改变入射角度，测得多组数据，以sin2θ为纵坐标、sin2θx2A．该玻璃对该激光的折射率为n＝1.5 B．该橱窗玻璃的厚度为6cm C．减小θ角，纸板上相邻亮斑间的距离增大 D．仅换用频率较小的激光，纸板上相邻亮斑间的距离减小20．（2022•浙江模拟）如图所示，a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光说法中正确的是（）A．在真空中，a光传播速度较大 B．若b光能让锌板发生光电效应，则a光一定可以让锌板发生光电效应 C．a光和b光从玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角较小 D．在同样的双缝干涉条件下，用a光得到的干涉条纹的相邻条纹间距较大21．（2022•浙江模拟）如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处﹣﹣马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（）A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数 B．无线电波比红外线更容易发生衍射 C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用 D．在真空中电磁波的传播速度小于光速22．（2021•瓯海区校级模拟）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在玻璃中的传播速度大于在真空中的传播速度 B．γ射线的频率大于红外线的频率 C．丹麦物理学家奥斯特建立了经典电磁场理论 D．法拉第通过一系列实验，证实了电磁场理论23．（2021•宁波二模）2021年3月的两会上，“5G+北斗”成为社会各界高度关注的热词，其将成为智能时代最重要的基础设施之一。5G网络使用的无线电波通信频率是3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是（）A．衍射的本领比4G更强 B．在真空中的传播速度比4G更快 C．会与真空中传播的4G信号发生干涉 D．相同时间传递的信息量比4G更大24．（2021•台州二模）关于下列教材中的四幅图片，说法正确的是（）A．图甲表明光具有波动性 B．图乙接收信号的频率从95Hz到100Hz，可以将可变电容的正对面积调大 C．图丙中的微波炉的微波是原子外层电子受激发后产生的 D．图丁中的高频扼流圈的匝数要比低频扼流圈少二．多选题（共4小题）（多选）25．（2022•浙江）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10﹣23kg•m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10﹣31kg，普朗克常量取6.6×10﹣34J•s，下列说法正确的是（）A．发射电子的动能约为8.0×10﹣15J B．发射电子的物质波波长约为5.5×10﹣11m C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉 D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样（多选）26．（2021•浙江）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（）A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°（多选）27．（2022•杭州二模）如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：（1）用频率为v1的光照射光电管，此时微安表中有电流，将滑动变阻器滑片P调至位置M（图中未画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表示数为U1；（2）用频率为v2的光照射光电管，将滑片P调至位置N（图中未画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表的示数为U2。已知元电荷为e，v1＜v2。关于该实验，下列说法正确的是（）A．位置M比位置N更靠近b端 B．位置M、N与光强有关 C．可求得普朗克常量为e(UD．该光电管中金属的极限频率为v（多选）28．（2022•浙江模拟）以下说法正确的是（）A．卢瑟福通过α粒子散射实验，完全否定了汤姆逊的“西瓜模型” B．由玻尔理论可知，核外电子在跃迁中发出发出的光是连续光谱 C．目前人类和平利用核能的核电站是核裂变链式反应实现核能释放的 D．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比专题13光电磁波波粒二象性一．选择题（共24小题）1．（2022•浙江）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（）A．用复色光投射就看不到条纹 B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果 C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹 D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大【解答】解：A、复色光投射时也可以发生干涉，在光屏上呈现干涉条纹，故A错误；B、明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，故B正确；C、把光屏前移或后移，也能看到明暗相间条纹，故C错误；D、根据Δx=L故选：B。2．（2022•浙江）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是（）A．气泡表面有折射没有全反射 B．光射入气泡衍射形成“亮斑” C．气泡表面有折射和全反射 D．光射入气泡干涉形成“亮纹”【解答】解：当光由光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角时，就会发生全反射现象，光从水射向空气时，会发生全反射现象。水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射入气泡时，一分部光在界面上发生了全反射，折射光消失，入射光几乎全变为反射光的缘故；故ABD错误，C正确；故选：C。3．（2022•浙江）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则（）A．光束b顺时针旋转角度小于Δθ B．光束c逆时针旋转角度小于Δθ C．光束d顺时针旋转角度大于Δθ D．光速b、c之间的夹角减小了2Δθ【解答】解：A.设入射光线的入射角为α，则反射角为α，光束c的折射角为β，光束d的反射角也为β，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，入射角变为α'＝Δθ+α由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于Δθ，故A错误；B.由折射定律有sinαsinβsin(α+Δθ)sin(β+Δθ')可得Δθ′＜Δθ即光束c逆时针旋转角度小于Δθ，故B正确；C.光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于Δθ，故C错误；D.光束b顺时针旋转角度等于Δθ，光束c逆时针旋转角度小于Δθ，则光速b、c之间的夹角减小的角度小于2Δθ，故D错误；故选：B。4．（2021•浙江）用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b间的夹角为90°，则（）A．光盘材料的折射率n＝2 B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度【解答】解：AB、依题意的光路图如右图所示，由题意可知：∠OO′P＝120°，可得在O点处的折射角：γ＝30°，由题意可知：α+β＝90°，由反射定律得：α＝β，解得：α＝β＝45°，由折射定律得：n=sinα光在光盘内的速度：v=光盘材料的折射率n=2，光在光盘内的速度为真空中光速的2C、由能量守恒定律可知：若忽略光在传播过程的能量衰减，则光束a的强度应等于光束b、c、d和e的强度之和，若考虑光在传播过程的能量衰减，则光束a的强度应大于光束b、c、d和e的强度之和，总之光束a的强度应一定大于光束b、c和d的强度之和，故C错误。D、在P点处光束OP为入射光束，而光束c和光束PQ分别为折射和反射光束，由能量守恒定律可知：在P点处光束OP的强度等于光束c和光束PQ的强度之和，因此无论是否考虑传播过程能量衰减，光束c的强度一定小于O点处折射光束OP的强度，故D正确。故选：D。5．（2020•浙江）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（）A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线 B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的【解答】解：AB、物体在任何时候都会发出红外线，温度越高，辐射红外线的能力越强，所以人体在任何时候都会辐射红外线，故AB错误；C、红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，不是体温计发出的红外线，故C错误；D、红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的，故D正确。故选：D。6．（2021•浙江）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（）A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位 C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子【解答】解：A、量子不是计算机的程序，量子是不可分割的最小的单元，故A错误；B、量子最早由普朗克于1900年提出，普朗克假设物体发射出电磁辐射能量是一份一份的，其中每一份被他称作能量子，电磁辐射能量是其整数倍，所以量子是表示能量的单元，而非运算速度的单位，故B错误；C、量子是不可分割的最小的单元，表示微观世界的不连续性，即通常所说的“量子化”，故C正确；D、量子不是实物粒子，不是像质子、中子那样的微观粒子，故D错误。故选：C。7．（2021•浙江）下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大【解答】解：A、在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，发现干涉条纹。单个光子所到达哪个位置是随机的，大量光子却表现出波动性，这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A错误；B、玻尔第一次将“量子”观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B正确；C、光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，康普顿效应证明了光子具有动量，故C错误；D、α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角会变小，故D错误。故选：B。8．（2022•绍兴二模）脉冲燃料激光器以450μs的脉冲形式发射波长为585nm的光，这个波长的光可以被血液中的血红蛋白强烈吸收，从而有效清除由血液造成的瘢痕。每个脉冲向瘢痕传送约为5.0×10﹣3J的能量，普朗克常量为6.626×1﹣34J•s。（）A．每个光子的能量约为5×10﹣19J B．每个光子的动量约为3.9×10﹣43kg•m/s C．激光器的输出功率不能小于1.24W D．每个脉冲传送给瘢痕的光子数约为1.47×1016个【解答】解：A、每个光子的能量约为E=ℎcB、每个光子的动量约为p=ℎC、激光器的输出功率不能小于P=5.0×1D、每个脉冲传送给瘢痕的光子数约为n=5.0×10−3故选：D。9．（2022•柯桥区模拟）某种复式光由红、蓝两种颜色的光组成，其光强度对波长的关系如图甲所示，红光范围的光强度比蓝光范围的光强度大很多。某学生以此光照射某一金属，进行光电效应实验，发现皆可产生光电子，如图乙所示。设可变直流电源的电压为U时测得的光电流为I，测得多组数据，则下列图像中该实验所测得的I﹣U关系可能正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：蓝光的频率高，由eU截=1故选：A。10．（2022•柯桥区模拟）“激光武器”是用高能的激光对远距离的目标进行精确射击或用于防御导弹等的武器，它的优点是速度快、射束直、射击精度高、抗电磁干扰能力强。某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每分钟发射的光子数量为（）A．60λPℎc B．ℎc60λP C．cλPℎ【解答】解：根据公式E＝hν，可得每个光子能量为：E＝hc设每秒激光器发出的光子数是n，则P＝nE＝nhc可得：n=则每分钟发射的光子数量为：N＝60n=60λP故选：A。11．（2022•浙江模拟）下列说法中正确的是（）A．结合能越大的原子核越稳定 B．康普顿效应说明光子不但具有能量，而且具有动量 C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核由质子和中子组成 D．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增大【解答】解：A、原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故A错误；B、康普顿效应说明光子不但具有能量，而且具有动量，故B正确；C、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构，并非揭示了原子核是由质子和中子组成的，故C错误；D、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电子轨道半径变小，原子核对核外电子做正功，电势能减小，原子核与核外电子之间的电场力提供向心力，kQer故选：B。12．（2021•浙江模拟）疫情期间，志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线与紫外线相比较（）A．红外线的频率比紫外线的频率大 B．在同种介质中红外线的波长比紫外线的波长长 C．红外线能发生干涉、多普勒现象而紫外线不能 D．若两种射线照射某金属都能发生光电效应，则紫外线照射时产生的光电子初动能大【解答】解：A、红外线的频率比紫外线的频率小，故A错误；B、在同种介质中红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；C、干涉、多普勒现象是波的特性，因此红外线、紫外线都能发生干涉、多普勒现象，故C错误；D、若两种射线照射某金属都能发生光电效应，根据光电效应方程Ek＝hν﹣W0，紫外线的频率比红外线的频率大，则紫外线照射时产生的光电子最大初动能大，故D错误；故选：B。13．（2021•浙江模拟）如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的B、C两点。下列说法正确的是（）A．从B、C两点射出的光分别是红光、紫光 B．入射光线AO向右平移，红光会先发生全反射 C．光从O传到B与光从O传到C的时间相等 D．若两束光均能使某金属发生光电效应，则C光照射时逸出的光电子动能一定小【解答】解：A、由于OB光偏折程度比OC光大，所以OB光的折射率大，可知，光束OB是紫光，OC是红光，故A错误；B、入射光线AO向右平移，当折射光线射到半圆柱体右半部分圆弧上时，红光的入射角大于紫光的入射角，但红光的临界角较大，所以红光可能会先发生全反射，故B错误；C、光路图如图：设任一光线的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R。则光在玻璃中的速度为：v=c由几何知识得：s＝2Rcos（90°﹣r）＝2Rsinr，则光在玻璃中传播时间为：t=由折射定律得：nsinr＝sini则得：t=由题图知，两束光的入射角i相同，R、c相等，所以两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等，故C正确；D、紫光在真空中的频率比红光在真空中的频率大，若两束光均能使某金属发生光电效应，则根据爱因斯坦的光电效应方程可得，紫光的照射时逸出的光电子动能较大，所以应为C光照射时逸出的光电子动能较大，故D错误。故选：C。14．（2022•浙江模拟）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率n=2，AC为一半径为R的1A．从D点观察，圆弧AC被照亮的弧长有πR6B．AD边和CD边有一部分接收不到点光源经圆弧AC折射的光线 C．点光源经圆弧AC全反射射到AB边，这部分长度为R2D．从D点观察，看到B处点光源的像比实际位置更远离AC面【解答】解：A、设光线在E点刚发生全反射，则有sinC=1在△EBD中，由正弦定理得：DEsin∠EBD=DB∠EDF＝30°=π6，故从D点观察，圆弧AC被照亮的弧长为sB、根据光的折射，AD边和CD边都会有经圆弧AC折射的光线照到，故B错误；C、经圆弧AC全反射射到AB边，这部分长度为2R（1﹣tan15°），故C错误；D、从D点观察，看到B处点光源的像比实际位置更靠近AC面，故D错误。故选：A。15．（2022•浙江三模）如图所示，物理课本选修3﹣4放在水平桌面上。一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜放在书本上，书本与棱镜间有很薄的空气层。整个侧面BCC1B1上有一面光源，现只考虑面光源直接投射到棱镜底面上的光线，发现书本被此光线照亮部分面积与底面ACC1A1的面积之比为k=5A．1.5 B．1.6 C．1.7 D．1.8【解答】解：跟题意，光源射到三棱镜底面上的D点所在的平行于AA1的水平线为能射出底面的边缘临界光线，作出截面光路图如图所示，设BD与底面的法线夹角为θ，AB边长为a，根据几何知识则AD长度为26asin(90°+θ)a=sin[180°−(90°+θ)−45°]θ即为临界角C，根据全反射规律得n=1故选：D。16．（2022•浙江模拟）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化关系，可能正确的是（）A．薄膜层的厚度随坐标x增大而减小 B．薄膜层的厚度随坐标x增大而均匀增大 C．薄膜层厚度的变化率不随坐标x变化而变化 D．薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐增大【解答】解：用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由透明薄膜的下表面和上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度：d＝nλ2故选：A。17．（2022•杭州二模）一束激光垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑如图甲所示。现在光屏前放置一透明的玻璃圆柱体，让激光垂直圆柱体轴线入射，光束经过圆柱体后照射在光屏上，如图乙所示。则在光屏上观察到的光斑形状可能为（）A． B． C． D．【解答】解：激光束照在圆柱上，沿圆柱体轴上的光线即水平方向上的光线，经相同的入射角折射，两次折射后，同一水平方向上的光线折射偏转角度相同，光线平行，故在光屏上水平方向上的光斑宽度不变；根据题意作图在竖直方向上光线通过圆柱体光线会有会聚作用，根据光屏与圆柱体的位置关系，光斑的长度可能变大，可能变小也可能不变，由于图中的入射光束在圆心的上方，故光路往下偏，光斑的中心不可能在光屏的上方。故B正确，ACD错误；故选：B。18．（2022•柯桥区模拟）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（）A．指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线 B．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线 C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像 D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射【解答】解：AB.在指纹凸部（脊线），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，在指纹凹部（谷线），入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，故A错误，B正确；C.没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，故C错误；D.因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此，手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，故D错误。故选：B。19．（2022•浙江模拟）竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墙体部。如图甲所示，某同学的测量过程如下：激光笔发出细激光束以入射角θ照射玻璃，反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑，测出相邻亮斑间的距离x，改变入射角度，测得多组数据，以sin2θ为纵坐标、sin2θx2A．该玻璃对该激光的折射率为n＝1.5 B．该橱窗玻璃的厚度为6cm C．减小θ角，纸板上相邻亮斑间的距离增大 D．仅换用频率较小的激光，纸板上相邻亮斑间的距离减小【解答】解：光路图如图所示AB、入射光线在玻璃前表面O的反射光线在纸板上形成光斑C，过O的折射光线在玻璃的后表面A的反射光线在B处发生折射后在纸板上形成光斑D.由折射定律有n=由几何关系有tanα=x2d，又有sin2整理得sin结合图象有n2＝b，得n=b=1.5，又有4d代入数据解得d＝0.03m＝3cm故A正确，B错误；C、由以上分析可知，θ角减小，α角减小，则间距x减小，故C错误；D、仅换用频率较小的激光，玻璃对激光的折射率减小，即n变小，折射角增大，则间距x增大，故D错误。故选：A。20．（2022•浙江模拟）如图所示，a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光说法中正确的是（）A．在真空中，a光传播速度较大 B．若b光能让锌板发生光电效应，则a光一定可以让锌板发生光电效应 C．a光和b光从玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角较小 D．在同样的双缝干涉条件下，用a光得到的干涉条纹的相邻条纹间距较大【解答】解：A、在真空中，a光和b光传播速度相等，故A错误；B、由图可以看出，b光的偏折程度较大，则三棱镜对b光的折射率较大，b光的频率较大。所以，若b光能让锌板发生光电效应，则a光不一定可以让锌板发生光电效应，故B错误；C、a光的折射率较小，由临界角公式sinC=1D、a光的折射率小于b光的折射率，说明a光的频率小于b光的频率，由c＝λf知，a光的波长大于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距与波长成正比，知用a光得到的干涉条纹的相邻条纹间距较大，故D正确。故选：D。21．（2022•浙江模拟）如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处﹣﹣马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（）A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数 B．无线电波比红外线更容易发生衍射 C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用 D．在真空中电磁波的传播速度小于光速【解答】解：A、根据LC振荡电路的频率公式f=1若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，故A错误；B、无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，故B正确；C、机械波的频率、波长和波速三者满足的关系λ=vD、在真空中电磁波的传播速度等于光速，为3.0×108m/s，故D错误。故选：B。22．（2021•瓯海区校级模拟）关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．电磁波在玻璃中的传播速度大于在真空中的传播速度 B．γ射线的频率大于红外线的频率 C．丹麦物理学家奥斯特建立了经典电磁场理论 D．法拉第通过一系列实验，证实了电磁场理论【解答】解：A、根据公式v=cB、根据电磁波谱，可知γ射线的频率大于红外线的频率，故B正确；C、麦克斯韦建立了经典电磁场理论，故C错误；D、德国物理学家赫兹通过一系列实验，证实了电磁场理论，故D错误。故选：B。23．（2021•宁波二模）2021年3月的两会上，“5G+北斗”成为社会各界高度关注的热词，其将成为智能时代最重要的基础设施之一。5G网络使用的无线电波通信频率是3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是（）A．衍射的本领比4G更强 B．在真空中的传播速度比4G更快 C．会与真空中传播的4G信号发生干涉 D．相同时间传递的信息量比4G更大【解答】解：A、因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故A错误；B、任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；C、4G和5G信号的频率不同，两种不同频率的波不能发生干涉，故C错误；D、5G信号的带宽更大，并且由于5G信号频率更高，由E＝hv可知，光子能量更大，故相同时间传递的信息量比4G更大，故D正确。故选：D。24．（2021•台州二模）关于下列教材中的四幅图片，说法正确的是（）A．图甲表明光具有波动性 B．图乙接收信号的频率从95Hz到100Hz，可以将可变电容的正对面积调大 C．图丙中的微波炉的微波是原子外层电子受激发后产生的 D．图丁中的高频扼流圈的匝数要比低频扼流圈少【解答】解：A.电子与光子碰撞表明光具有粒子性，故A错误；B.由f=1C、微波是在电真空器件或半导体器件上通以直流电或50Hz的交流电，利用电子在磁场中作特殊运动来获得的，家用微波炉中应用的是磁控管，可以说成是自由电子受激发产生的，故C错误；D.高频扼流圈和低频扼流圈的区别是匝数不同，高频扼流圈匝数少，低频扼流圈匝数多，故D正确。故选：D。二．多选题（共4小题）（多选）25．（2022•浙江）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10﹣23kg•m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10﹣31kg，普朗克常量取6.6×10﹣34J•s，下列说法正确的是（）A．发射电子的动能约为8.