十年（2011-2020）高考真题物理分项详解20 选修3-4光学（解析版）

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十年高考分类汇编专题 20 选修 3-4 机械振动与机械波
（2011-2020）
目录
题型一、物理光学................................................................................................................................1
题型二、几何光学................................................................................................................................7
题型三、光学实验 1测量玻璃的折射率..........................................................................................24
题型四、光学实验 2光的干涉..........................................................................................................26
题型一、物理光学
1.（2020 江苏）我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层
玻璃）的_____（选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为 ，则该内芯的折
射率为_____。（取 ，结果保留 2位有效数字）
【答案】 (1). 大 (2).
【解析】根据全反射定律 可知光钎内芯的折射率比外套的折射率大，这样光在内芯和外壳的界
面上才能发生全反射，保证信息的传输。
[2]折射率为
2.（2020 北京）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
1
【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。
3.（2020 北京）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。
4.（2020 全国 3）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
2
D. 红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
【答案】B
【解析】
【详解】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。
5.（2014·天津） 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光形成的相邻亮条纹间距小
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】本题考查了光的折射率、全反射、双缝干涉及光电效应等知识点，根据图中光线的偏转角度可以
判断出三棱镜对
a
光的折射率比
b
光的大，所以
a
光的频率大，在玻璃中速度小，通过玻璃所用的时间长，
A 正确；
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 正确；发生双缝干涉时相邻条纹间的距
离公式 ，由于
b
光的波长长，所以
b
光形成的相邻亮条纹间距大，C 错误；由于
a
光的频率大于
b
光的频率，根据公式
E
k＝
hν
－
W
得出
a
光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大，D 错误．
6.（2014·浙江） 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．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
3
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