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专题 65 物理光学
一、单选题
1．（2023·山东·统考高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样
品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成
干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动
C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【答案】A
【解析】由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则
劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。
故选A。
2．（2023·北京·统考高考真题）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
【答案】C
【解析】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。
故选C。
3．（2023·江苏·统考高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，
改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（
）
A． 倍 B． 倍 C．2倍 D．3倍
【答案】B【解析】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有
由题图知
x = 2x
乙 甲
则
故选B。
4．（2022·北京·高考真题）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
【答案】C
【解析】光的偏振现象能说明光是横波。
故选C。
5．（2022·浙江·统考高考真题）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
【答案】B
【解析】A．用复色光投射同样能看到条纹，A错误；
B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，B正确；
C．由条纹间 知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条
纹，C错误；
D．由条纹间 知，且λ < λ ，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，D错误。
蓝 红
故选B。
6．（2022·全国·统考高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m
的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 -
34Js。R约为（ ）
A．1 × 102m B．3 × 102m C．6 × 102m D．9 × 102m【答案】B
【解析】一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距
离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
7．（2021·江苏·高考真题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测
肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于
重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的
作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．（2021·湖北·统考高考真题）如图所示，由波长为λ 和λ 的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后
1 2
分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮
条纹的中心位置，P 和P 分别是波长为λ 和λ 的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到
1 2 1 2
三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（ ）A．λ<λ，M是波长为λ 的光出射位置 B．λ<λ，N是波长为λ 的光出射位置
1 2 1 1 2 1
C．λ>λ，M是波长为λ 的光出射位置 D．λ>λ，N是波长为λ 的光出射位置
1 2 1 1 2 1
【答案】D
【分析】本题考查折射定律以及双缝干涉实验。
【解析】由双缝干涉条纹间距的公式
可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知
反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射
率越大的色光折射角越大，由于
则
所以N是波长为λ 的光出射位置，故D正确，ABC错误。
1
故选D。
9．（2021·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐
射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～
105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应
用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速
器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量
约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
【答案】D
【解析】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到
基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的
衍射，故C错误；
D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能
量不会明显减小，故D正确；
故选D。
10．（2021·北京·高考真题）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
【答案】C
【解析】A．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，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b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b光在真空中的波长较短，B错误；
D．根据v = 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。
故选C。
11．（2021·山东·高考真题）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的变化图像，可能正确的是（ ）A． B． C． D．
【答案】D
【解析】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，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的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△x=nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度
时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的
厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小。
故选D。
12．（2021·浙江·高考真题）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积
接收的微波功率达到 时会引起神经混乱，达到 时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武
器，其发射功率 。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击
的最远距离约为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为
解得
则引起神经混乱时有
引起心肺功能衰竭时有所以B正确；ACD错误；
故选B。
13．（2020·海南·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小
B．观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率小于波源频率
C．同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大
D．两束频率不同的光，可以产生干涉现象
【答案】A
【解析】A．根据
可知单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小，故A正确；
B．根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率大于波源频率，故B错误；
C．根据
同一个双缝干涉实验中，蓝光的波长小于红光的波长，故蓝光产生的干涉条纹间距比红光的小，故C错误；
D．根据光的干涉的条件可知，两束频率不同的光不能产生干涉现象，故D错误。
故选A。
14．（2020·北京·统考高考真题）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
【答案】A
【解析】A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据 可知5G使用的电磁波比4G光子能量更大，
故A正确；
B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波
频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，故B错误；C．光在真空中的传播速度都是相同的；光在介质中的传播速度为
5G的频率比4G高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故C错误；
D．因5G使用的电磁波频率更高，根据
可知波长更短，故D错误。
故选A。
15．（2020·北京·统考高考真题）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
【答案】C
【解析】A．根据光的干涉定义可知白光经过杨氏双缝得到彩色图样是杨氏双缝干涉，故A错误；
B．由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于
光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，白光照射肥皂膜呈现彩色图样是属于干涉现象，故B
错误；
C．白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象，故C正确；
D．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，故D错误；
故选C。
16．（2020·天津·统考高考真题）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的
巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，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。红外线和紫外线相比较（ ）
A．红外线的光子能量比紫外线的大
B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
【答案】B
【解析】A．因为红外线的频率小于紫外线，根据可知红外线的光子能量比紫外线的低，故A错误；
B．根据
可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；
C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误；
D．光都具有偏振现象，故D错误。
故选B。
17．（2020·天津·统考高考真题）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研
究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误；
B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误；
C．实验是有关电磁波的发射与接收，与原子核无关，故C错误；
D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D正确；
故选D。
18．（2020·浙江·统考高考真题）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
【答案】D
【解析】AB．凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射，故人体一直都会辐射红外线，故A错误，
B错误；
CD．人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越高，温
度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就会辐射出个各部位的温度；红外体
温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的，故C错误，D正确。
故选D。
19．（2020·浙江·高考真题）如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。 时开关S打到b
端， 时 回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ）
A． 回路的周期为0.02s
B． 回路的电流最大时电容器中电场能最大
C． 时线圈中磁场能最大
D． 时回路中电流沿顺时针方向
【答案】C
【解析】A．以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如下：时电容器下极板带正电荷且最大，根据图像可知周期为 ，故A错误；
B．根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0，故B错误；
CD． 时，经过 ，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方向，说明电容器放电完毕，电能
全部转化为磁场能，此时磁场能最大，故C正确，D错误。
故选C．
20．（2019·北京·高考真题）利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到
如图2中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是
A．甲对应单缝，乙对应双缝
B．甲对应双缝，乙对应单缝
C．都是单缝，甲对应的缝宽较大
D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大
【答案】A
【解析】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断．
单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条
纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，BCD错误．
21．（2015·重庆·高考真题）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光
照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光
带，光路如图所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为A．紫、红、红、紫 B．红、紫、红、紫
C．红、紫、紫、红 D．紫、红、紫、红
【答案】A
【解析】试题分析：色光的波长越长，频率越小，折射率越小， ，所以经玻璃球折射后，紫光的
偏折最大，红光的偏折较小，即光带MN的最左端为紫光，右端为红光，光带PQ的最左端为红光，最右
端为紫光，故A正确．
考点：光的折射
22．（2018·北京·高考真题）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光
片后
A．干涉条纹消失
B．彩色条纹中的红色条纹消失
C．中央条纹变成暗条纹
D．中央条纹变成红色
【答案】D
【解析】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白
色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干
涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，
ABC错误；
点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时
要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点．
23．（2017·上海·统考高考真题）用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为（
）
A． B．C． D．
【答案】B
【解析】竖直平面内的肥皂液薄膜的干涉是等厚干涉，在同一条水平线上薄膜厚度相同，则有干涉条纹是
水平的，因此ACD错误，B正确。
故选B。
24．（2015·福建·高考真题）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（ ）
A． 射线是高速运动的电子流
B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D． 的半衰期是5天，100克 经过10天后还剩下50克
【答案】B
【解析】A． 射线是光子流，故A错误；
B．氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B正确；
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；
D． 的半衰期是5天，100克 经过10天后还剩下
故D错误。
故选B。
25．（2015·福建·高考真题）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
λ、λ，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb 则( )
a b ，.
A．λa<λb，na>nb B．λa>λb ，naλb ，na >nb
【答案】B
【解析】由图知，三棱镜对b光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以
nλ.
a b a b
A．λ<λ，n>n 与分析结果不相符；故Ａ项错误．
a b a b
B．λ>λ，nλ，n>n 与分析结果不相符；故D项错误．
a b a b
26．（2016·天津·高考真题）下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（
）
A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大
C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
【答案】D
【解析】A．由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据
可知a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，则根据
可知在同种介质中传播时a光的传播速度较小，A错误；
B．根据
可知从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，B错误；C．发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，C错误；
D．a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，D正确。
故选D。
【点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的
表达式 ，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界
角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小．
27．（2016·上海·统考高考真题）各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（ ）
A．γ射线、紫外线、可见光、红外线
B．γ射线、红外线、紫外线、可见光
C．紫外线、可见光、红外线、γ射线
D．红外线、可见光、紫外线、γ射线
【答案】A
【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、
α射线、γ射线，所以选项A正确．
【学科网考点定位】电磁波谱
【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案．
28．（2015·北京·高考真题）利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及
相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC的振荡电路．公交卡上的读卡机（刷卡时
“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给
电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是（ ）
A．IC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池
B．仅当读卡器发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，在线圈L中不会产生感应电流
D．IC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
【答案】B
【解析】A.IC卡中有一个LC线圈和电容，当读卡机发出的电磁波被LC电路接收到，使得IC卡汇总的电
路充电，所以IC卡的能量来源于读卡机发射的电磁波，选项A错误．B.LC振荡电路接收与其固有频率相
同的电磁波 ，读卡机发出的电磁波频率与之匹配，才能得到最优的充电效果，使电容电压达
到预定值，才能进行数据传输，选项B正确．C.如果是其它频率的电磁波，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量发生了变换，依然会有感应电流，选项C错误．D.据题意电容达到一定电压之后，驱动卡
芯片进行数据传输，选项D错误．故选B．
【考点定位】电磁感应、LC振荡电路、电磁波的发射和接受．
29．（2016·天津·高考真题）我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷
达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的
是
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．同光波一样会发生反射现象
D．不可能产生干涉和衍射现象
【答案】C
【解析】根据 可知，波长越长的波频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线
电波不需要介质传播，选项B错误；同光波一样会发生反射，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，
选项D错误．
【点睛】此题考查了电磁波及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；
干涉和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式： ．
30．（2016·上海·统考高考真题）在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则
A．中间条纹间距较两侧更宽
B．不同色光形成的条纹完全重合
C．双缝间距离越大，条纹间距也越大
D．遮住一条缝后，仍有明暗相间的条纹
【答案】D
【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹
分布位置不相同，因此选项B错误；据公式 可知，双缝间距d越大，干涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确．
【学科网考点定位】双缝干涉、 、单缝衍射
【方法技巧】通过双缝干涉条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断，再应用公式 分析条纹
间距．
31．（2014·上海·统考高考真题）下列电磁波中，波长最长的是
A．无线电波 B．红外线 C．紫外线 D． 射线
【答案】A
【解析】所有的电磁波在真空中传播速度都相等，等于c=3×108m/s，根据波长 可判断，频率越低，
波长越长，四个选项中无线电波频率最低，所有波长最长，答案A对．
32．（2014·江苏·高考真题）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改
变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A．减小光源到单缝的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源
【答案】B
【解析】试题分析：通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度干涉有：Δx
＝ ，因此可以使缝屏距l变大，双缝距d减小，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选
项C、D错误；选项B正确；与光源到单缝的距离无关，故选项A错误．
考点：本题主要考查了对双缝干涉实验的理解问题，属于中档偏低题．
33．（2014·四川·高考真题）电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是（ ）
A．电磁波不能产生衍射现象
B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
【答案】C
【解析】A．任何波都能发生衍射现象，故A错误；
B．常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号来遥控的，故B错误；
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运动速度，故C正确；
D．由相对论知光在真空中的传播速度在不同的惯性参考系中数值不变，故D错误。
故选C。
34．（2014·全国·高考真题）在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏
上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为（ ）
A．2.06×10－7m B．2.06×10－4m C．1.68×10－4m D．1.68×10－3m
【答案】C
【解析】根据双缝干涉实验中相邻两明纹中心间距公式有：Δx= ，解得：d= = ×589×10
－9m＝1.68×10－4m，故C正确，ABD错误．
35．（2016·北京·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中以光速c传播 B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播
【答案】A
【解析】试题分析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；
声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可
以在真空中传播，D错误．
【学科网考点定位】考查了机械波和电磁波
【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度
相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定．
36．（2015·上海·统考高考真题）X射线
A．不是电磁波 B．具有反射和折射的特性
C．只能在介质中传播 D．不能发生干涉和衍射
【答案】B【解析】X射线是波长极短的电磁波，故A错误；X射线是波长极短的电磁波，电磁波具有反射与折射的
特性，B正确；X射线可以在真空中传播，故C错误；X射线是波长极短的电磁波，能发生干涉和衍射作
用，故D错误．
二、多选题
37．（2023·全国·统考高考真题）等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab = ac；一平行于bc边的细光束
从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下
方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A．甲光的波长比乙光的长
B．甲光的频率比乙光的高
C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大
D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大
【答案】ACE
【解析】ABD．根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示
由图可知，乙光的折射角较小，根据折射定律可知乙光的折射率大，则乙光的频率大，根据c = fλ可知，
乙光的波长短，A正确、BD错误；
C．根据 可知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，C正确；
E．根据几何关系可知光在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大，E正确。
故选ACE。
38．（2023·浙江·高考真题）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1
所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉
装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装
置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）A．图1中的 对应的是Ⅰ
B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【答案】CD
【解析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得
可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。
A．可知，图1中的 对应的是可见光Ⅱ，故A错误；
B．由公式有，干涉条纹间距为
由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B错误；
C．根据题意，由公式可得，光子动量为
可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；
D．根据光电效应方程及动能定理可得
可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D
正确。
故选CD。
39．（2022·天津·高考真题）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛的应用。
a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）A．若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
B．若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，a光的衍射现象更明显
C．若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，a光的遏止电压高
D．若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a光的干涉条纹间距大
【答案】BD
【解析】由图中a、b两单色光在电磁波谱中的位置，判断出a光的波长 大于b光的波长 ，a光的频率
小于b光的频率 。
A．若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，根据玻尔原子理论的频率条件
可知产生a光的能级能量差小，故A错误；
B．若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，根据发生明显衍射现象的条件，a光的衍射现象更明显，故B
正确；
C．在分别照射同一光电管发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程
可知a光的遏止电压低，故C错误；
D．a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，相邻两条亮纹或暗纹的中心间距
可知a光的干涉条纹间距大，故D正确。
故选BD。
40．（2022·山东·统考高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝 ，
的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示
图样。下列描述正确的是（ ）A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝 、 到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条
纹
【答案】ACD
【解析】A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同
时也发生衍射，故A正确；
B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图
丙中亮条纹宽度减小，故B错误；
C．根据条纹间距公式 可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间
距增大，故C正确；
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝 、 到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，
故D正确。
故选ACD。
41．（2021·福建·统考高考真题）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年
11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电
磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
【答案】BD
【解析】A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，由下而上，故信息载体属于
纵波，故A错误；
B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过水声音通信，由左向右，故信息载体属于横波，故B
正确；
C．因为太空中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通
信来实现，故C错误；
D．在传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的
过程，故D正确。
故选BD。
42．（2021·浙江·高考真题）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 ，条纹也会跟着转动
【答案】AB
【解析】A．肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯
形，A正确；
B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；
C．形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越
来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 ，由于重力，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和
厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°；D错误。
故选AB。43．（2020·江苏·统考高考真题）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（
）
A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机
C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机
【答案】AB
【解析】A．紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，A正确；
B．X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，B正确；
C．超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，C错误；
D．彩超属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。
故选AB。
44．（2020·浙江·高考真题）如图所示，波长为 和 的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色
光a和b，则这两束光（ ）
A．照射同一种金属均有光电子逸出，光电子最大初动能
B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距
C．在水中的传播速度
D．光子动量
【答案】BD
【解析】A．根据光路图可知三棱镜对b光的偏折程度更大，所以b光折射率大，频率高，波长短。根据
光电效应方程：
因为 ，所以 ，故A错误；
B．根据双缝干涉条纹间距公式：因为 ，所以 ，故B正确；
C．介质中传播速度：
因为 ，所以 ，故C错误；
D．根据光子动量的公式：
因为 ，所以 ，故D正确。
故选BD．
45．（2015·全国·高考真题）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是（ ）
A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样
B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C．人们利慢中子衍射来研究晶体的结构
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关
【答案】ACD
【解析】A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；
B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；
C．人们利慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子的干涉现象，说明电子是一种波，故D正确；
E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒
子，故E错误。
故选ACD。
【点睛】本题主要是波粒二象性的理解，干涉和衍射是波特有的现象，而光电效应是粒子性的典型表现．
最好能记住相关结论．
46．（2015·全国·高考真题）如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角
为θ，经折射后射出a、b两束光线，则A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长小于b光的波长
C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失
E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间
距
【答案】ABD
【解析】ABC．由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率；
据 知，在真空中，a光的波长小于b光的波长；据 知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传
播速度；故AB两项正确，C项错误；
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确；
E．a光的波长小于b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距
小于b光的干涉条纹间距，故E错误。
故选ABD。
47．（2019·浙江·高考真题）处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时，能辐射出a、b两种可见光，a光
照射某金属表面时有光电子逸出，b光照射该金属表面时没有光电子逸出，则（ ）
A．以相同的入射角射向一平行玻璃砖，a光的侧移量小于b光的
B．垂直入射到同一单缝衍射装置，a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的
C．a光和b光的频率之比可能是
D．a光子的动量大于b光子的
【答案】BD
【分析】要发生光电效应现象，入射光频率大于该金属的极限频率，据此分析两种光的频率关系，然后根
据频率越大，波长越小，折射率越大分析各个选项。
【解析】A．根据题意可知a光频率高于b光频率，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，以相同角
度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光的折射角较大，所以b光侧移量小，即a光的侧移量大于b光的，选项A错误；
B．a光的频率大，波长小，通过同一单缝衍射装置时，中央亮条纹宽度越小，选项B正确；
C．a光的频率大，故频率之比不可能为 ，选项C错误；
D．频率越大，波长越小，即 ，根据
可知
选项D正确。
故选BD。
【点睛】本题关键是知道光的频率越大，则其波长越小，同一光学器件对其的折射率越大，通过同一单缝
衍射装置时中央亮条纹宽度越小。
48．（2017·浙江·高考真题）图中给出了用“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝 和 间距为
0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝 和 上，在屏上形成干
涉条纹，中心轴线 上方第一条亮纹中心位置在 处，第三条亮纹中心位置在 处，现有1号、2号虫
子分别从 和 出发，以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到 ，2号虫子
到达屏后，沿屏直线爬行到 ，假定两只虫子爬行速度均为 ，正确的是：
A．1号虫子运动路程比2号短 B．两只虫子运动的时间差为0.2s
C．两只虫子运动的时间差为1.0s D．已知条件不够，两只虫子运动的时间差无法计算
【答案】AB【解析】根据双缝干涉相邻亮纹间距公式 得出相邻亮条纹间距为0.5mm,则得出pp 在屏幕上的坐
1 2
标分别为0.5mm,1.5mm，那么1号虫子从S 到P 的路程为800.9mm，2号虫子从S 到P 的路程为
1 1 2 2
801.1mm，故A正确，
已知路程差为0.2mm可以得出时间差为0.2s，故B正确CD错误．
综上所述本题答案是：AB
【点睛】本题主要考查知识点：双缝干涉的现象以及相邻亮条纹间距公式，匀速直线运动的基本计算．
49．（2017·浙江·高考真题）下列说法正确的是:
A．β,γ射线都是电磁波
B．原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量，
C．在LC振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小
D．处于n=4激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子
【答案】BC
【解析】β射线是高速移动的电子流.属于实物波.不属于电磁波.故A错误，
在核子结合成原子核过程中需要释放出结合能.根据质能方程 ,所以结合原子核过程中存在质量损
失. 所以B正确，
LC振荡电路中放电之前属于充电过程，电场能逐渐增大.磁场能逐渐减小，回路电流逐渐减小 .刚刚开始
放电时正好是电场能最大，磁场能最小的时刻.所以回路电流此时最小，故C对；
处于n=4激发态的氢原子能释放出C 2=6频率的光子，故D错；
4
综上所述本题答案是：BC
50．（2018·江苏·高考真题）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波
A．是横波
B．不能在真空中传播
C．只能沿着梳子摇动的方向传播
D．在空气中的传播速度约为
【答案】AD
【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A正确；电磁波能在真空中传播，选项B错
误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项D正确．
51．（2018·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B． 衰变为 经过4次 衰，2次β衰变
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大
D．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大
【答案】BD
【解析】A．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故A错误；
B． 衰变为 经过，质量数减少16，质子数减少6，而一次α衰变，质子数减2，质量数减4，一
次β衰变，质子数增加1，质量数不变，所以是4次α衰变，2次β衰变，故B正确；
C．当线圈两端电势差最大时，电流变化率最大，电流为0，故C错误；
D．狭缝变窄，使得 变小，根据不确定关系，则 变大，故D正确。
故选BD。
52．（2018·浙江·高考真题）a、b是两种单色光，其光子能量分别为 、 ，其 ，则（ ）
A．a、b光子动量之比为
B．若a、b入射到同一双缝干涉装置上，则相邻亮条纹的间距之比
C．若a、b都能使某种金属发生光电效应，则光电子最大初动能之差
D．若a、b是由处在同一激发态的原子跃迁到a态和b态时产生的，则a、b两态能级之差
【答案】BC
【分析】根据公式 、 、 、 分析解题。
【解析】A．根据德布罗意方程 ，以及光子能量公式 可得故
A错误；
B．根据 可知 ，因为 ，故
所以
B正确；
C．根据电子最大初动能 可知 ，故可得
C正确；
D．根据公式 ，又由同一激发态原子跃迁所以 相同，且都由高能级往低能级跃迁，所
以
D错误。
故选BC。
53．（2016·天津·高考真题）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学
的发展，下列说法符合事实的是( )
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击 获得反冲核 ，发现了中子
C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型【答案】AC
【解析】A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；
B、卢瑟福用α粒子轰击 ，获得反冲核 ，发现了质子，选项B错误；
C、贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；
D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误．
【点睛】此题是对近代物理学史的考查；都是课本上涉及的物理学家的名字及其伟大贡献，只要多看书、
多积累即可很容易得分；对物理学史的考查历来都是考试的热点问题，必须要熟练掌握．
54．（2016·全国·高考真题）关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
【答案】ABC
【解析】A．电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；
C．电磁波为横波，它在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直；故C正确；
D．电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即
无线传播．故D错误；
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播，故E错误．
【点睛】本题考查电磁波基本特性的了解程度．电磁波与声波不同，电磁波在真空中的速度最大，在介质
中速度较小；同时注意明确电磁波的传播性质，知道电磁波可以在真空中传播．
55．（2014·天津·高考真题）一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射
光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光
A．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长
B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小
C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻条纹间距小D．若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大
【答案】AB
【解析】A．根据折射率
由光路图可知，a光折射率更大一些，再由
故可知在介质中a的速度更小一些，故穿过同一块平板玻璃所用时间要长些，故A正确；
B．又因为
可知a光临界角要小些，故B正确；
C．折射率越大说明频率越大，波长越小，故b光波长大，干涉条纹间距要更宽些，故C错误；
D．由
可知，频率越大则光子能量越大，结合光电效应方程可知，照射同一种金属时，对应的光电子最大初动能
大，故D错误。
故选AB。
56．（2014·浙江·高考真题）关于下列光学现象，说法正确的是（ ）
A．水中蓝光的传播速度比红光快
B．光从空气向射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
【答案】CD
【解析】蓝光的频率大于红光的频率，故水对蓝光的折射率较大，再根据 可得水中蓝光的传播速度
比红光慢，所以A错误；光从空气向射入玻璃时，是从光梳进入光密介质不可能发生全反射，所以B错误；
根据光的折射定律可知，在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，所以C正确；根据
知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，故D正确．三、解答题
57．（2022·重庆·高考真题）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴
上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为 和 。为使从光源照射
到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为 ，
（1）求蓝灯到水面的最大距离；
（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
【答案】（1） ；（2）上方，理由见解析
【解析】（1）为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从折射出去，以红光为
例，当折射角最大达到临界角 时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示
假设半球半径为 ，根据全反射定律和几何关系可知
同理可知蓝光
两式联立解得（2）蓝光的折射率 大于红光的折射率 ，根据（1）问结果 结合 可知
所以蓝灯应该在红灯的上方。
58．（2020·江苏·统考高考真题）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务
团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频
率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为
。已知电磁波在月壤层中传播的波长为 ，求该月壤层的厚度d。
【答案】
【解析】电磁波的在土壤中传播速度满足
根据题意可知
解得土壤厚度为
59．（2018·北京·高考真题）（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述．
a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；
b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S 、S 到点电荷的距离分别为r 、r ．我们知道，电
场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小．请计算₁S 、₂S 上单位面积通过的电场线₁ 条₂数之比N /N ．
1 2
₁ ₂
（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难．为了收集
足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径．2016年9月25日，
世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”．FAST直径为500
m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围．a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P ，计算FAST能够接收到的来自该
天体的电磁波功率P ； ₁
b．在宇宙大尺度上，₂天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100
m望远镜能够观测到的此类天体数目是N ，计算FAST能够观测到的此类天体数目N．
0
【答案】（1）a． b． （2）a． b．
【解析】（1）a．在距Q为r的位置放一电荷量为q的检验电荷
根据库仑定律检验电荷受到的电场力
根据电场强度的定义
得
b．穿过每个面的电场线的总条数是相等的，若面积大，则单位面积上分担的条数就少，
故穿过两等势面单位面积上的电场线条数之比
（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的．因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远
镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积．
设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P，直径为100 m望远镜和
0
FAST能观测到的最远距离分别为L 和L，则
0
可得L=5L
0
则故本题答案是：（1）a ; b.
（2）a ; b.
点睛：本题是一道信息题，要读懂题目中所描述的物理情景，然后结合物理知识求解，在电场线条数一定
的情况下，圆的半径越大，则单位面积上的条数就越少；同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体，单
位面积上接收的功率应该相同，要借助于这些条件处理问题．
60．（2016·江苏·高考真题）在杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，
双缝到屏的距离l=2m，则第1个亮光条到第11个亮条纹的中心为______ 。
【答案】1.178×10–2m
【解析】相邻亮条纹的中心间距
由题意知，亮条纹的数目n=10
解得 ，代入数据得L=1.178×10–2m
四、填空题
61．（2019·江苏·高考真题）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的
日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的_____（选填“折射”“干涉”或“衍射”）．当缝的宽度
______（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显．
【答案】 衍射 接近
【解析】通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的衍射现
象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现
象；
62．（2018·江苏·高考真题）两束单色光A、B的波长分别为 、 ，且 > ，则______（选填“A”或
“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______（选
填“A”或“B”）产生的条纹间距较大．
【答案】 A A
【解析】波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角 ，可知波长越大临界角越大，所以A光
的临界角大；双缝干涉条纹的间距 ，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大．63．（2015·全国·高考真题）在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏
幕上，红光的干涉条纹间距Δx 与绿光的干涉条纹间距Δx 相比Δx______Δx（填“＞”、“＜”或“=”）。
1 2 1 2
若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为
10.5mm，则双缝之间的距离为______mm。
【答案】 ＞ 0.3
【解析】[1]双缝干涉条纹间距 ，红光波长比绿光长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大
>
[2] 条纹间距为
根据
解得
五、实验题
64．（2019·全国·高考真题）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常
发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）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．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则
单色光的波长λ=_________；
（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0．300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第
4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为______________nm（结果保留3位有效数字）。【答案】 B 630
【解析】（1）[1]相邻两亮（暗）干涉条纹的Δx= ，要增加观察到的条纹数，即Δx越小，需增大d或减
小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝，故A、C、D错误，B正确；
（2）[2]由
得
（3）[3]所测单色光的波长
65．（2014·上海·统考高考真题）如图，在“观察光的衍射现象”试验中，保持缝到光屏的距离不变，增
加缝宽，屏上衍射条纹间距将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）；该现象表明，光沿直
线传播只是一种近似规律，只是在_______情况下，光才可以看作是沿直线传播的．
【答案】 减小 光的波长比障碍物小的多
【解析】缝隙越窄，条纹宽度越小，衍射条纹越宽，衍射现象越明显，当增加缝宽时，衍射条纹变窄，条
纹间距变小．
当条纹足够宽时，几乎看不到条纹，衍射不明显，所以只有在光的波长比障碍物小的多时才可以把光的传
播看做直线传播．
