文档文本内容
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 × 10−34Js，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0.3mm
B．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<nb
C．λa<λb ，na <nb D．λa>λb ，na >nb
15．（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，区域Ⅱ为蓝色单色光
C．区域Ⅰ为红、蓝复色光，区域Ⅱ为蓝色单色光
D．区域Ⅰ为红色单色光，区域Ⅱ为红、蓝复色光
18．（2024·北京朝阳·统考二模）某同学测定一块玻璃的折射率，他用测得的多组入射角θ 与折射角θ 作
1 2
出；sinθ-sinθ 图像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
1 2
A．由图像可推断入射角与折射角成正比
B．该实验研究的是光从玻璃射入空气的折射现象
C．该玻璃的折射率为0.67
D．光从该玻璃以60°入射角射入空气时会发生全反射
