【备战2022】高考物理选择题专项练习集：光的色散(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：光的色散(成都专栏)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共19小题；共76分）
1. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是
A. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C. 在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象
D. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

2. 如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点 M，若用 n1 和 n2 分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是

A. n1C. n1>n2，a 为红光，b 为蓝光D. n1>n2，a 为蓝光，b 为红光

3. 如图所示，从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏 ab 间形成一条彩色光带。在光带的 a 、 b 两侧，下面的说法中正确的是
A. a 侧是红色光，b 侧是紫色光
B. 在真空中 a 侧光的波长大于 b 侧光的波长
C. 三棱镜对 a 侧光的折射率大于对 b 侧光的折射率
D. 在三棱镜中 a 侧光的传播速率大于 b 侧光的传播速率

4. 下列说法中正确的是
A. 用光导纤维束传送图象信息，这其中应用到了光的全反射现象
B. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
C. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
D. 肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象

5. 市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除玻璃表面反射回来的产生热效应最显著的红外线，以 λ 表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为
A. λ8 B. λ4 C. λ2 D. λ

6. 如图所示，从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜玻璃的表面，经过三棱镜玻璃的折射后发生色散现象，在光屏的 ab 间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是
A. a 侧是红色光，b 侧是紫色光
B. 在真空中 a 侧光的波长小于 b 侧光的波长
C. 三棱镜对 a 侧光的折射率小于对 b 侧光的折射率
D. 在三棱镜中 a 侧光的传播速度大于 b 侧光的传播速度

7. 如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光 A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在 a 点和 b 点之间，则
A. 从 a 点射出的是红光，从 b 点射出的是紫光
B. 从 a 点射出的是紫光，从 b 点射出的是红光
C. 从 a 点和 b 点射出的都是紫光，从 ab 中点射出的是红光
D. 从 a 点和 b 点射出的都是红光，从 ab 中点射出的是紫光

8. 红光与紫光相比
A. 玻璃对紫光的折射率较对红光的大
B. 红光的波长较小
C. 在真空中传播时，紫光的速度比较大
D. 在玻璃中传播时，紫光的速度比较大

9. 一束白光从顶角为 θ 三棱镜一边经过较大的入射角 射入并通过三棱镜后，在屏幕 P 上可以得到彩色的光带，如图所示，在入射角逐渐减小到零的过程中，假如最后屏幕上的彩色光带先后全部消失，则
A. 红光最先消失，紫光最后消失B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失D. 红光最先消失，黄光最后消失

10. 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、 b 、 c 、 d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是
A. 紫光、黄光、蓝光和红光B. 紫光、蓝光、黄光和红光
C. 红光、蓝光、黄光和紫光D. 红光、黄光、蓝光和紫光

11. 表面附有油膜的透明玻璃片，当有阳光照射时，可在表面和玻璃片边缘分别看到彩色图样，则
A. 两者都是色散现象B. 两者都是干涉现象
C. 前者是色散现象，后者是干涉现象D. 前者是干涉现象，后者是衍射现象

12. 下列说法不正确的是
A. 增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的四分之一
B. 光的色散现象表明了同一介质对不同色光的折射率不同，各色光在同一介质中的光速也不同
C. 用单色光做双缝干涉实验相邻条纹之间的距离不相等
D. 光的衍射为光的波动提供了有力的证据

13. 实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随着波长 λ 的变化符合科西经验公式：n=A+Bλ2+Cλ4，其中 A 、 B 、 C 是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示。则
​
A. 屏上 c 处是紫光B. 屏上 d 处是红光
C. 屏上 b 处是紫光D. 屏上 a 处是红光

14. 一束白光从顶角为 θ 的一边以较大的入射角 θ1 射入并通过三棱镜后，在屏 P 上可得到彩色光带，如图所示，在入射角 θ1 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则：
A. 红光最先消失，紫光最后消失B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失D. 红光最先消失，黄光最后消失

15. 一束由 a 、 b 两种单色光组成的复色光射向玻璃制成的三棱镜，通过三棱镜的传播情况如图所示。关于 a 、 b 两种单色光，下列说法正确的是
A. 玻璃对 a 色光的折射率大于对 b 色光的折射率
B. a 色光的光子能量小于 b 色光的光子能量
C. a 色光在玻璃中的传播速度比 b 色光小
D. a 色光发生全反射的临界角比 b 色光小

16. 如图所示，点光源 S 发出白光，经三棱镜分光，人在侧面 AC 一侧沿折射后出射光线的反方向观察 S，可看到
A. 一个白光点B. 光点上部是红色，下部是紫色
C. 光点上部是紫色，下部是红色D. 看不到 S 的像

17. 一束可见光 a 由三种单色光 m 、 p 、 n 组成。光束 a 通过三棱镜后情况如图所示，检测发现单色光 p 能使某金属产生光电效应，下列叙述正确的是：
A. 真空中单色光 m 的波长大于 n 的波长
B. 单色光 m 的频率大于 n 的频率
C. 单色光 n 一定可以使该金属发生光电效应
D. 在三棱镜中，单色光 m 的光速大于 n 的光速

18. 如图所示，一束白光从顶角为 θ 的棱镜的一个侧面 AB 以较大的入射角 θ1 入射，经过三棱镜后，在屏 P 上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则
A. 红光最先消失，紫光最后消失B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失D. 红光最先消失，黄光最后消失

19. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为多种单色光，取其中 a 、 b 、 c 三种单色光，下列说法正确的是
A. 若 b 光为绿光，则 c 光可能为蓝光
B. a 、 b 、 c 三种光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
C. 若分别让 a 、 b 、 c 三种光通过一双缝装置，则 a 光形成的干涉条纹的间距最小
D. 若让 a 、 b 、 c 三种光以同一入射角，从某介质射向空气，b 光恰能发生全反射，则 c 光也一定能发生全反射

二、双项选择题（共10小题；共40分）
20. 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是
A. 一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子的数目就越多
B. 在白光下观察竖直放置的肥皂膜，呈现彩色条纹的干涉现象
C. 阳光通过三棱镜形成彩色光带
D. 人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同

21. 白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是
A. 白光是由不同频率的光组成的
B. 棱镜材料对各种色光的折射率不同
C. 棱镜对红光的折射率大，对紫光的折射率小
D. 出现色散现象是棱镜改变了颜色

22. 一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后发生色散现象，如图的光路图中，符合实验事实的是
A. B.
C. D.

23. 用薄玻璃片制成一个密闭而中空的三棱镜放入水中，当一束白光从其一个侧面斜射入并通过三棱镜时，下述正确的是
A. 各色光都向底面偏折B. 各色光都向顶角偏折
C. 紫光的偏向角比红光大D. 紫光的偏向角比红光小

24. 某直角棱镜顶角 θ=41.3∘，由下表内各种光组成的一窄光束以垂直于直角边 AB 的方向射入棱镜，如图所示，下表中给出了棱镜对各种色光的折射率和临界角，下列说法正确的是
色光紫光蓝光绿光黄光橙光红光折射率临界角40.75∘40.88∘41.17∘41.23∘41.34∘41.37∘
A. 只有橙光、红光从棱镜的 AC 面射出
B. 只有紫光、蓝光、绿光和黄光从棱镜的 AC 面射
C. 若在 BC 的下方放一光屏，从 BC 出射的光在光屏上将会形成一彩色光带
D. 只有紫光、蓝光、绿光和黄光从 BC 面射出并在光屏上形成彩色光束

25. 如图所示，一窄束平行光，射向半圆玻璃砖的圆心 O。折射后发生了色散，分解为互相分离的两束光 a 和 b。下列判断正确的是
A. a 光频率大于 b 光的频率
B. a 光光子能量小于 b 光光子能量
C. 在真空中 a 光波长大于 b 光波长
D. 在半圆玻璃砖中，a 光传播速度小于 b 光传播速度

26. 下列说法正确的是
A. 雨后美丽的彩虹是光的衍射现象
B. 阳光下水面上油膜呈现的彩色条纹是由于油膜的上下两表面反射光叠加产生干涉的结果
C. 阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射现象
D. 隔着棱镜观察物体看到的彩色是光的色散现象

27. 如图，a 是一细束由两种不同频率的可见光组成的复色光，射向半圆玻璃砖的圆心 O，折射后分为两束 b 、 c，则下列说法中正确的是
A. c 光的偏转较 b 光大，因而玻璃对 c 光的折射率比玻璃对 b 光的折射率大
B. c 光在玻璃中的传播速度比 b 光在玻璃中的传播速度大
C. b 光在真空中的波长比 c 光在真空中的波长小
D. 若 b 、 c 两种单色光由玻璃射向空气时发生全反射，其临界角分别为 θb 、 θc，则有 θb>θc

28. 某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏 P，让一复色光束 SA 射向玻璃砖的圆心 O 后，有两束单色光 a 和 b 射向光屏 P，如图所示。他们根据实验现象提出了以下四个猜想。你认为正确的是
A. 单色光 a 的波长大于单色光 b 的波长
B. 在玻璃中单色光 a 的传播速度大于单色光 b 的传播速度
C. 单色光 a 通过玻璃砖所需的时间大于单色光 b 通过玻璃砖所需的时间
D. 当光束 SA 绕圆心 O 逆时针转动过程中，在光屏 P 上最早消失的是 a 光

29. 《 梦溪笔谈 》 是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、 b 是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是
A. 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹
B. 水滴对 a 光的临界角大于对 b 光的临界角
C. 在水滴中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度
D. a 、 b 光分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距较大

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成 a 、 b 两束单色光。则
A. 玻璃砖对 a 光的折射率为 2
B. b 光的频率比 a 光的频率大
C. b 光在玻璃中的传播速度比 a 在玻璃中的传播速度大
D. 让 a 、 b 通过同一条狭缝，a 光衍射现象较明显
答案
第一部分
1. A
【解析】光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故A正确；
用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象，故B错误；
在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故C错误；
用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故D错误；
故选A。
2. B
【解析】由图看出，a 光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对 a 光的折射率较大，即 n13. C
【解析】三棱镜对紫光的折射率大于红光的折射率，因此紫光偏折的角度大于红光偏折的角度，故 a 侧是紫色光，b 侧是红色光，A错误，C正确；
紫光的频率大于红光的频率，根据 c=λf，
真空中传播速度相同，因此紫光的波长小于红光的波长，B错误；
在介质中 v=cn，
由于三棱镜对紫光的折射率大于红光的折射率，因此紫光在三棱镜中的传播速率小于红光在三棱镜中的传播速率，D错误。故选C。
4. A
5. B
【解析】当薄膜的最小厚度为红外线在薄膜中波长的 14 时，从两表面反射的光其路程差恰好为 12λ。则两反射光叠加时，相互抵消，这样就减小了反射光的强度。
6. B
【解析】由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，据 n=sinθ1sinθ2 可知 a 侧为紫光，b 侧为红光，在真空中，红光的波长大于紫光的波长，由 n=cv 可以求出，在三棱镜中，红光的传播速度大于紫光的传播速度.
7. B
【解析】由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示，所以从 a 点射出的是紫光，从 b 点射出的是红光，选项B正确。
8. A
9. B
10. B
11. A
12. C
【解析】增透膜厚度不宜太厚，所以增透膜的厚度应为 λ4，使从增透膜前后两表面反射的光略程差等于 λ2，故选项A正确；光的色散说明同一介质对不同色光的折射率不同，折射后偏折角不同，才分散开形成彩色光带，故选项B正确；单色光双缝干涉条纹的距离相同，故选项C错误；干涉、衍射是波具有的特性，故选项D正确。
13. D
【解析】由于红光的折射率最小，故经过棱镜折射后红光偏折最小，故 a 处为红光；
​由于紫光的折射率最大，故经过棱镜折射后紫光偏折最大，d 处为紫光，D 选项正确。
14. B
【解析】由表格数据看出，紫光的折射率最大，临界角最小，当入射角 θ 逐渐减小到零的过程中，光线射到棱镜右侧面的入射角减小，紫光的入射角最先达到临界角，发生全反射，最先消失，则紫光最先消失，红光最后消失。故B正确，ACD错误。
15. B
16. C
17. B
18. B
【解析】依题意作出白光通过三棱镜的光路，如图所示
可看出紫光的偏折最大，由全反射临界角公式 sinC=1n 知，紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在 AC 面上发生全反射而从光屏上消失.由以上分析可知，屏上彩色光带中的紫光最先消失，后面依次是蓝、青、绿、黄、橙、红，选项B正确.
19. C
【解析】由图知，c 的偏折角最小，a 光的偏折角最大，则 c 的折射率最小，a 光的折射率最大，绿光的折射率比蓝光的小，所以若 b 光为绿光，则 c 光不可能为蓝光，故A错误；
c 光的折射率最小，a 光的折射率最大，由公式 v=cn 分析可知，a 、 b 、 c 三种光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，故B错误；
c 光的波长最长，a 光波长最短，由于双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a 光形成的干涉条纹的间距最小，故C正确；
c 光的折射率最小，a 光的折射率最大，由临界角公式 sinC=1n 分析得知，a 光的临界角最小，c 光临界角最大，则若让 a 、 b 、 c 三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b 光恰能发生全反射，则 c 光不一定能发生全反射，故D错误。
第二部分
20. B， D
【解析】本题考查光的波粒二象性、物质波，明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目。意在考查考生的识记和理解能力。
光的干涉、衍射现象均能体现光的波动性。只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，故如果入射光的频率小于金属的极限频率，无论怎样增大光的强度，也不会有光电子逸出，如能发生光电效应，则证明了光的粒子性，故A错误；肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的，而干涉是波特有的性质，故证明了光具有波动性，故B正确；阳光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不是波动性的特征，故C错误；晶体中相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象。而衍射是波特有的性质，故D正确。
21. A， B
【解析】从红光到紫光，频率越来越大，折射率也越来越大，A、B正确。
22. A， D
23. B， C
24. A， C
25. A， D
26. B， D
27. A， D
【解析】由光的折射定律，相同的入射角，当折射角越大时，折射率越小，由于 c 光的偏转较 b 光大，因此玻璃对 c 光的折射率比玻璃对 b 光的折射率大，故A正确；
根据 v=cn，因玻璃对 c 光的折射率比玻璃对 b 光的折射率大，则 c 光在玻璃中的传播速度比 b 光在玻璃中的传播速度小，故B错误；
因玻璃对 c 光的折射率比玻璃对 b 光的折射率大，因此 b 光在真空中的波长比 c 光在真空中的波长大，故C错误；
若 b 、 c 两种单色光由玻璃射向空气时发生全反射，根据 sinC=1n，折射率越大的，临界角越小，则有临界角 θb>θc，故D正确
28. A， B
【解析】由图知，a 光的偏折程度小于 b 光，所以 a 光的折射率小于 b 光，则 a 光的波长大于 b 光的波长，选项A正确；由 v=cv 知 b 光在玻璃砖中的传播速度小，所用时间长，选项B正确，C错误；由 sinC=1n 知 a 光的临界角较大，b 光的临界角小，则当光束 SA 绕圆心 O 逆时针转动过程中，在光屏上最先消失的是 b 光，选项D错误。
29. A， C
【解析】雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射时，不同色光，偏折程度不同而形成的，即发生色散形成的，故A正确；
画出光路图，分析可知，第一次折射时，b 光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率公式 n=sinisinr 得知，b 光的折射率较小，由 sinC=1n 可得：水滴对 a 光的临界角小于对 b 光的临界角，故B错误；
由公式 v=cn 得知，在水滴中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度，故C正确；
a 光的折射率大于 b 光的折射率，则 a 光的频率大于 b 光的频率，a 光的波长小于 b 光的波长。根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则知 a 光的相邻亮条纹间距较小，故D错误。
第三部分
30. A， B， D
【解析】 a 光的折射率 n=sin45∘sin30∘=2，故A对；
由题图可知，a 光的偏折程度比 b 光的小，所以 a 光折射率小，频率也小，由 n=cv 可得 v=cn，a 光在玻璃中的传播速度比 b 光的大，故B对，C错；
a 光频率变小，波长长，所以衍射现象更明显，D正确。