专题十四光学电磁波-【创新教程】2020-2024五年高考真题物理分类特训

　　　　　　专题十四　光学　电磁波 考点１　折射定律及折射率的应用 ◆圆形类介质 １．(２０２２􀅰辽宁卷,５,４分)完全失重时,液滴 呈球形,气泡在液体中将不会上浮．２０２１年１２ 月,在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验 中,航天员向水球中注入空气形成了一个内含 气泡的水球．如图所示,若气泡与水球同心,在 过球心O的平面内,用单色平行光照射这一水 球．下列说法正确的是 (　　) A．此单色光从空气进入水球,频率一定 变大 B．此单色光从空气进入水球,频率一定变小 C．若光线１在 M 处发生全反射,光线２在 N 处一定发生全反射 D．若光线２在 N 处发生全反射,光线１在 M 处一定发生全反射 ２．(２０２１􀅰浙江６月,１２, ３分)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 ３．(２０２２􀅰广东卷,１６(２),６分)一个水平放置 的圆柱形罐体内装了一半 的透明液体,液体上方是 空气,其截面如图所示．一 激光器从罐体底部P 点沿 着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始 终指向圆心O 点,当光束与竖直方向成４５° 角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的 折射光束．已知光在空气中的传播速度为c, 求液体的折射率n和激光在液体中的传播 速度v． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １３１ 专题十四　光学　电磁波 ４．(２０２２􀅰河北卷,１６(２),８ 分)如图,一个半径为R 的 玻璃球,O 点为球心．球面 内侧单色点光源S发出的 一束光在A 点射出,出射光线AB 与球直径 SC平行,θ＝３０°．光在真空中的传播速度为 c．求: (ⅰ)玻璃的折射率; (ⅱ)从S 发出的光线经多次全反射回到S 点的最短时间． ◆半圆形类介质 ５．(２０２４􀅰江苏卷,６)现有一光线以相同的入 射角θ,打在不同浓度 NaCl的两杯溶液中, 折射光线如图所示(β１＜β２),已知折射率随 浓度增大而变大．则 (　　) A．甲折射率大 B．甲浓度小 C．甲速度大 D．甲临界角大 ６．(２０２４􀅰山东卷,１５) (８分)某光学组件横 截面如图所示,半圆 形玻璃砖圆 心 为 O 点,半 径 为 R;直 角 三棱镜FG边的延长 线过O 点,EG 边平 行于AB 边且长度等于R,∠FEG＝３０°．横 截面所在平面内,单色光线以θ角入射到 EF 边发生折射,折射光线垂直EG 边射出． 已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率 均为１􀆰５． (１)求sinθ; (２)以θ角入射的单色光线,若第一次到达 半圆弧 AMB 可以发生全反射,求光线在 EF上入射点D(图中未标出)到E 点距离 的范围． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２３１ 最新真题分类特训􀅰物理 ７．(２０２１􀅰河北卷,１６(２),８ 分)将两块半径均为R、完 全相同的透明半圆柱体 A、B 正对放置,圆心上下 错开一定距离,如图所示． 用一束单色光沿半径照射 半圆柱体A,设圆心处入射角为θ．当θ＝６０° 时,A 右侧恰好无光线射出;当θ＝３０°时,有 光线沿B 的半径射出,射出位置与A 的圆 心相比下移h．不考虑多次反射．求: (ⅰ)半圆柱体对该单色光的折射率; (ⅱ)两个半圆柱体之间的距离d． ◆玻璃砖类介质 ８．(２０２３􀅰山东卷,１６)(８ 分)一种反射式光纤位 移传感器可以实现微 小位移测量,其部分原 理简化如图所示．两光 纤可等效为圆柱状玻 璃丝 M、N,相距为d, 直径均为２a,折射率为n(n＜ ２)．M、N 下 端横截面平齐且与被测物体表面平行．激光 在M 内多次全反射后从下端面射向被测物 体,经被测物体表面镜面反射至 N 下端面, N 下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到 被测物体距离有关． (１)从 M 下端面出射的光与竖直方向的最 大偏角为θ,求θ的正弦值; (２)被测物体自上而下微小移动,使 N 下端 面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮, 求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范 围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３３１ 专题十四　光学　电磁波 ９．(２０２１􀅰广东卷,１６(２),６分)如图所示,一 种光学传感器是通过接收器Q 接收到光的 强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧 P 点射向外侧M 点再折射到空气中,测得 入射角为α,折射角为β;光从P 点射向外侧 N 点,刚好发生全反射并被Q 接收,求光从 玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式． ◆三角形类介质 １０．(２０２３􀅰全国乙卷,１６)２０２２年１０月,全球 众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线 暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望 远镜等装置在该事件观测中作出重要贡 献．由观测结果推断,该伽马射线暴在１分 钟内释放的能量量级为１０４８J．假设释放的 能量来自于物质质量的减少,则每秒钟平 均减少的质量量级为(光速为３×１０８ m/s) (　　) A．１０１９kg B．１０２４kg C．１０２９kg D．１０３４kg １１．(２０２２􀅰 全 国 乙 卷,３４ (２),１０分)一细束单色 光在三棱镜 ABC 的侧 面AC 上以大角度由D 点入射(入射面在棱镜的横截面内),入射 角为i,经折射后射至AB 边的E 点,如图 所示,逐渐减小i,E 点向B 点移动,当 sini＝１６ 时,恰好没有光线从AB 边射出 棱镜,且DE＝DA．求棱镜的折射率． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４３１ 最新真题分类特训􀅰物理 考点２　光的折射、全反射的综合应用 ◆光导纤维类介质 １．(２０２１􀅰辽宁卷,４,４分)一束复色光从空气 射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路 如图所示,比较内芯中的a、b两束光,a光 的 (　　) A．频率小,发生全反射的临界角小 B．频率大,发生全反射的临界角小 C．频率小,发生全反射的临界角大 D．频率大,发生全反射的临界角大 ２．(２０２０􀅰江苏卷,１３B(２),４分)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４３°,则该内 芯的折射率为　　　　．(取sin４３°＝０．６８, cos４３°＝０．７３,结果保留２位有效数字) ◆三角形类介质 ３．(２０２３􀅰浙江卷,１３)在水池底部水平放置三 条细灯带构成的等腰直角三角形发光体,直 角边的长度为０．９m,水的折射率n＝４３ ,细 灯带到水面的距离h＝ ７１０m ,则有光射出的 水面形状(用阴影表示)为 (　　) ◆实际应用 ４．(２０２４􀅰山东卷, ４)检测球形滚珠 直径是否合格的 装置如图甲所示, 将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块 平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板 玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹．若待测 滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说 法正确的是 (　　) A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠b合格,滚珠c不合格 D．滚珠b不合格,滚珠c合格 ５．(２０２３􀅰湖南卷,７)(多 选)一位潜水爱好者在 水下活动时,利用激光 器向岸上救援人员发 射激光信号,设激光光 束与水面的夹角为α,如图所示．他发现只有当 α大于４１°时,岸上救援人员才能收到他发出的 激光光束,下列说法正确的是 (　　) A．水的折射率为 １sin４１° B．水的折射率为 １sin４９° C．当他以α＝６０°向水面发射激光时,岸上 救援人员接收激光光束的方向与水面夹 角小于６０° D．当他以α＝６０°向水面发射激光时,岸上 救援人员接收激光光束的方向与水面夹 角大于６０° ６．(２０２３􀅰江苏卷,５)地球表面附近空气的折 射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面 的过程中会发生弯曲．下列光路图中能描述 该现象的是 (　　) ７．(２０２４􀅰全国甲卷,３４(２))(１０ 分)一玻璃柱的折射率n＝ ３, 其横截面为四分之一圆,圆的 半径为R,如图所示．截面所在平面内,一束 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５３１ 专题十四　光学　电磁波 与AB 边平行的光线从圆弧入射．入射光线 与AB 边的距离由小变大,距离为h时,光 线进入柱体后射到BC 边恰好发生全反射． 求此时h与R 的比值． ８．(２０２２􀅰全国甲卷,３４(２),１０ 分)如图,边长为a 的正方形 ABCD 为一棱镜的横截面,M 为AB 边的中点．在截面所在 平面内,一光线自 M 点射入棱镜,入射角为 ６０°,经折射后在BC 边的N 点恰好发生全 反射,反射光线从CD 边的P 点射出棱镜． 求棱 镜 的 折 射 率 以 及 P、C 两 点 之 间 的 距离． ９．(２０２１􀅰湖南卷,１６(２),８ 分)我国古代著作«墨经» 中记载了小孔成倒像的 实验,认识到光沿直线传 播．身高１．６m 的人站在水平地面上,其正 前方０．６m 处的竖直木板墙上有一个圆柱 形孔洞,直径为１．０cm、深度为１．４cm,孔 洞距水平地面的高度是人身高的一半．此 时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如 图所示．现在孔洞中填充厚度等于洞深的某 种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的 反射． (ⅰ)若该人通过小孔能成完整的像,透明介 质的折射率最小为多少? (ⅱ)若让折射进入孔洞的光能成功出射,透 明介质的折射率最小为多少? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６３１ 最新真题分类特训􀅰物理 ◆组合类介质 １０．(２０２２􀅰山东卷,７,３分)柱状光学器件横 截面如图所示,OP 右侧是以O 为圆心,半 经为R 的１４ 圆,左则是直角梯形,AP 长为 R,AC 与CO 夹角４５°,AC 中点为B．a、b 两种频率的细激光束,垂直AB 面入射,器 件介质对a、b光的折射率分别为１．４２、１． ４０．保持光的入射方向不变,入射点从A 向B 移动过程中,能在PM 面全反射后, 从OM 面出射的光是(不考虑三次反射以 后的光) (　　) A．仅有a光 B．仅有b光 C．a、b光都可以 D．a、b光都不可以 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点３　光的波动性 ◆光的干涉 １．(２０２４􀅰湖南卷,９) １８３４年,洛埃利用 平面镜得到杨氏双 缝干涉的结果(称 洛埃镜实验),平面镜沿OA 放置,靠近并垂 直于光屏．某同学重复此实验时,平面镜意 外倾斜了某微小角度θ,如图所示．S为单色 点光源．下列说法正确的是 (　　) A．沿AO 向左略微平移平面镜,干涉条纹 不移动 B．沿OA 向右略微平移平面镜,干涉条纹间 距减小 C．若θ＝０°,沿OA 向右略微平移平面镜,干 涉条纹间距不变 D．若θ＝０°,沿AO向左略微平移平面镜,干 涉条纹向A 处移动 ２．(２０２４􀅰黑吉辽卷, ４)某同学自制双缝 干涉实验装置:在纸 板上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向 固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该纸 板与墙面平行放置,如图所示,用绿色激光 照双缝,能在墙面上观察到干涉条纹,下列 做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小 的是 (　　) A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 ３．(２０２３􀅰山东卷,５)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 ４．(２０２３􀅰江苏卷,６)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．１３ 倍 B．１２ 倍 C．２倍 D．３倍 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７３１ 专题十四　光学　电磁波 ５．(２０２３􀅰辽宁卷,８)(多选)“球鼻艏”是位于 远洋轮船船头水面下方的装置,当轮船以设 计的标准速度航行时,球鼻艏推起的波与船 首推起的波如图所示,两列波的叠加可以大 幅度减小水对轮船的阻力．下列现象的物理 原理与之相同的是 (　　) A．插入水中的筷子,看起来折断了 B．阳光下的肥皂膜,呈现彩色条纹 C．驶近站台的火车,汽笛音调变高 D．振动音叉的周围,声音忽高忽低 ６．(２０２２􀅰浙江６月,４,３分)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 ７．(２０２２􀅰山东卷,１０,４分)(多选)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S１、S２ 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S１、S２ 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 ８．(２０２１􀅰江苏卷,６,４分)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 (　　) ９．(２０２１􀅰湖北卷,５,４分)如图所示,由波长 为λ１ 和λ２ 的单色光组成的一束复色光,经 半反半透镜后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,P１ 和P２ 分别是波长为λ１ 和λ２ 的 光形成的距离 O 点最近的亮条纹中心位 置．反射光入射到三棱镜一侧面上,从另一 侧面 M 和N 位置出射,则 (　　) A．λ１＜λ２,M 是波长为λ１ 的光出射位置 B．λ１＜λ２,N 是波长为λ１ 的光出射位置 C．λ１＞λ２,M 是波长为λ１ 的光出射位置 D．λ１＞λ２,N 是波长为λ１ 的光出射位置 １０．(２０２０􀅰北京卷,１,３分)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 ◆薄膜干涉 １１．(２０２１􀅰山东卷,７,３分)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 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８３１ 最新真题分类特训􀅰物理 １２．(２０２１􀅰浙江６月,１６,２分)(多选)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° 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点４　光的偏振 (２０２４􀅰江苏卷,２)用立体影院的特殊眼镜 去观看手机液晶屏幕,左镜片明亮,右镜片 暗,现在将手机屏幕旋转９０度,会观察到 (　　) A．两镜片都变亮 B．两镜片都变暗 C．两镜片没有任何变化 D．左镜片变暗,右镜片变亮 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点５　电磁波 １．(２０２１􀅰北京卷,１４,３分)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１０－８m,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 ２．(２０２０􀅰浙江７月,４,３ 分)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 ３．(２０２０􀅰北京卷,３,３分)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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９３１ 专题十四　光学　电磁波 实验十七　用双缝干涉测量光的波长 (２０２１􀅰浙江６月,１７(２),３分)如图所示是“用 双缝干涉测量光的波长”实验的装置．实验中: ①观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清 晰,值得尝试的是　　　　　　　　(单选)． A．旋转测量头 B．增大单缝与双缝间的距离 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 ②要增大观察到的条纹间距,正确的做法是 　　　　　　　　(单选)． A．减小单缝与光源间的距离 B．减小单缝与双缝间的距离 C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十八　测量玻璃的折射率 (２０２４􀅰湖北卷,１１)(７分)某同学利用激光 测量半圆柱体玻璃砖的折射率,具体步骤 如下: ①平铺白纸,用铅笔画两条互相垂直的直线 AA′和BB′,交点为O．将半圆柱体玻璃砖的 平直边紧贴AA′,并使其圆心位于O 点,画 出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图(a)所示． ②将一细激光束沿CO 方向以某一入射角 射入玻璃砖,记录折射光线与半圆弧的交 点 M． ③拿走玻璃砖,标记CO 光线与半圆弧的交 点P． ④分别过 M、P 作BB′的垂线MM′、PP′, M′、P′是垂足,并用米尺分别测量 MM′、 PP′的长度x 和y． ⑤改变入射角,重复步骤②③④,得到多组 x和y 的数据．根据这些数据作出yＧx 图 像,如图(b)所示． (１)关于该实验,下列说法正确的是　　　　 (单选,填标号)． A．入射角越小,误差越小 B．激光的平行度好,比用插针法测量更有 利于减小误差 C．选择圆心O 点作为入射点,是因为此处 的折射现象最明显 (２)根据yＧx 图像,可得玻璃砖的折射率为 　　　　(保留三位有效数字)． (３)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃 砖的实际半径,则折射率的测量结果　　 　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０４１ 最新真题分类特训􀅰物理 流I２＝IA２变大,而由UV３＝U２－I２R 可知 V３ 减小;由 U１I１＝U２I２ 可知原线圈的电流I１＝IA１变大．综合上述 分析可 知 A１ 增 大,A２ 增 大,V２ 不 变,V３ 减 小,故 D 正确． ８．C　A．由题知,发电机的输出电压U１＝２５０V,输出功率 P＝５００kW,则有I１＝ P U１ ＝２×１０３ A,A 错误;BD．由题 知,用户端电压U４＝２２０V,功率８８kW,则有 U３ U４ ＝ I４ I３ ＝ n３ n４ ,P′ ＝U４I４, 联立解得I４＝４００A,I３＝８A,U３＝１１０００V, 则输电线上损失的功率为P损 ＝I２３R＝４kW, 且U２＝U３＋I３R＝１１５００V, 再根据 U１ U２ ＝ n１ n２ ,解得n１ n２ ＝１４６ ,BD错误;C．根据理想变压 器无功率损失,由P＝U２I３＋P储 , 代入数据有P储 ＝４０８kW,C正确．故选 C． ９．D　A．变压器的输入电压为２２０V,原线圈的交流电的 电压与时间成余弦函数关系,故输入交流电压的最大值 为２２０ ２V,根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数 比为 n１ １＝ ２２０V ０．１V , 解得原线圈为２２００匝,A错误; B．根据图像可知,当原线圈输入２２０V 电压,BC 间的线 圈匝数为１２０时,BC间的电压应该为１２V, BC间流过R 的电流为IBC＝ P UBC ＝１２W１２V＝１A ,B错误; C．若将R接在AB 端,根据题中图像可知,当原线圈输入 ２２０V时,AB 间的电压应该为１８V．根据交流电原线圈 电压的表达式可知,交流电的角速度为１００πrad/s,故 交流电的频率为f＝１T＝ ω ２π＝５０Hz ,C错误; D．若将R接在AC 端,根据题中图像可知,当原线圈输入 ２２０V时,AC间的电压应该为３０V,根据欧姆定律可知, 流过电阻R 的电流为IAC＝ UAC R ＝ ３０ １２A＝２．５A , 交流电的周期为T＝１f＝ ２π ω＝０．０２s ,D正确．故选 D． １０．B　AB．由题意可知,原、副线圈的匝数比为２,则副线 圈的电流为２I,根据欧姆定律可得副线圈的电压有效 值为U２＝２IR１, 则变压器原线圈的电压有效值为U１＝２U２＝４IR１, 设输入交流电的电压有效值为U０,则U０＝４IR１＋IR２, 可得I＝ U０４R１＋R２ , 保持P１ 位置不变,P２ 向左缓慢滑动的过程中,I不断 变大,根据欧姆定律U１＝４IR, 可知变压器原线圈的电压有效值变大,输入电压有效 值不变,则R２ 两端的电压不断变小,则电压表示数U 变小,原 线 圈 的 电 压、电 流 都 变 大,则 功 率 变 大,根 据 原、副线圈的功率相等,可知R１ 消耗的功率增大,故 B 正确,A错误;C、D．设原、副线圈的匝数比为n, 同理可得U１＝n２IR１,则U０＝n２IR１＋IR２, 整理可得I＝ U０ n２R１＋R２ , 保持P２ 位置不变,P１ 向下缓慢滑动的过程中,n不断 变大,则I变小,对R２ 由欧姆定律可知U＝IR２, 可知U 不断变小,根据原、副线圈的功率相等可知R１ 消耗的功率P１＝IU１＝ U０ n２R１＋R２ 􀅰 U０－ U０R２ n２R１＋R２( ) , 整理可得P１＝ U２０ n２R１＋ R２２ n２R１ ＋２R２ , 可知n＝３时,R１ 消耗的功率有最大值,可知R１ 消耗的 功率先增大,后减小,故 C、D错误．故选B． １１．解析:(１)欧姆表读数为１０×１００Ω＝１０００Ω (２)当电压传感器读数为零时,C、D 两点电势相等,即 UCB＝UDB ,即 UAB R１＋RF RF＝ UAB R２＋R３ R３,解得RF＝ R１R３ R２ (３)绘出UＧm 图像如图 (４)由图像可知,当电压传感器的读数为２００mV 时,所 放物体质量为１􀆰８０g,则 F０＝mg＝１．８０×１０－３×９．８N＝１．８×１０－２N (５)可将CD 以外的电路等效为新的电源,C、D 两点电 压看作路端电压,因为换用非理想电压传感器当读数 为２００mV 时,实际C、D 间断路(接理想电压传感器 时)时的电压大于２００mV,则此时压 力 传 感 器 的 读 数 F１＞F０． 答案:(１)１０００或１０００􀆰０　(２) R１R３ R２ (３) (４)１．８×１０－２　(５)＞ 专题十四　光学　电磁波 考点１　折射定律及折射率的应用 １．C　AB．光的频率是由光源决定的,与介质无关,频率不 变,AB错误; CD．由题图可看出光线１入射到水球的入射角小于光线 ２入射到水球的入射角,则光线１在水球外表面折射后 的折射角小于光线２在水球外表面折射后的折射角,设 水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角 为α、光 线 进 入 气 泡 的 入 射 角 为θ,根 据 几 何 关 系 有 sin(π－θ) R ＝ sinα r , 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８３２ 最新真题分类特训􀅰物理 则可得出光线２的θ大于光线１的θ,故若光线１在 M 处发生全反射,光线２在 N 处一定发生全反射,C正确、 D错误．故选 C． ２．D　A．如图所示由几何关系可得入射角为i＝４５° 折射角为r＝３０° 根据折射定律有n＝sin４５°sin３０°＝ ２ ２ １ ２ ＝ ２ 所以 A错误;B．根据v＝cn ＝ ２ ２c ,所以 B错误;C．光束 在b、c和d 的强度之和小于光束a 的强度,因为在Q 处 光还有反射光线,所以 C错误;D．光束c的强度与反射 光线PQ 强度之和等于折射光线OP 的强度,所以 D 正 确;故选 D． ３．解析:当入射角达到４５°时,恰好到达临界角C, 根据sinC＝１n , 可得液体的折射率n＝ １sinC＝ １ sin４５°＝ ２ ; 由于n＝cv , 可知激光在液体中的传播速度v＝cn ＝ ２ ２c． 答案:２,２２c ４．解析:(ⅰ)根据题意将光路图补充完 整,如图所示 根据 几 何 关 系 可 知i１ ＝θ＝３０°,i２ ＝６０°, 根据折射定律有nsini１＝sini２, 解得n＝ ３, (ⅱ)设全反射的临界角为C,则sinC＝１n＝ ３ ３ , 光在玻璃球内的传播速度有v＝cn , 根据几何关系可知当θ＝４５°时,即光路为圆的内接正方 形,从S发出的光线经多次 全 反 射 回 到S 点 的 时 间 最 短,则正方形的边长x＝ ２R, 则最短时间为t＝４xv ＝ ４ ６R c ． 答案:(ⅰ)n＝ ３　(ⅱ)t＝４ ６Rc ５．A　入射角相同,由于β１＜β２,根据折射定律可知n甲 ＞ n乙 ,故甲浓度大;根据v＝cn ,可知光线在甲中的传播速 度较小,由sinC＝１n 可知折射率越大临界角越小,故甲 临界角小． ６．解析:(１)由题意设光在三棱镜中的折射角为α,则根据 折射定律有n＝sinθsinα , 由于折射光线垂直EG 边射出,根据几何关系可知α＝ ∠FEG＝３０°, 代入数据解得sinθ＝０．７５． (２)根据题意作出单色光第 一次到达半圆弧AMB 恰好 发生全反射的光路图如图 则根据几何关系可知FE 上 从P 点 到E 点 以θ 角 入 射 的单色光线第一次到达半圆 弧AMB 都 可 以 发 生 全 反 射,根据全反射临 界 角 公 式 有sinC＝１n , 设P 点到FG 的距离为l,则根据几何关系有l＝RsinC, 又因为xPE＝ R－l cos３０° , 联立解得xPE＝ ２ ３ ９ R , 所以光线在EF 上的入射点D 到E 点的距离范围为０＜ θ≤２ ３９ R． 答案:(１)sinθ＝０．７５　(２)０＜θ≤２ ３９ R ７．解析:(ⅰ)光从半圆柱体 A 射入,满足从光密介质到光 疏介质,当θ＝６０°时发生全反射,有sinθ＝１n 解得n＝２３ ３ (ⅱ)当入射角θ＝３０°,经两次折射 从半圆柱体 B 的 半 径 出 射,设 折 射角为r,光路如图 由折射定律有sinθ􀅰n＝sinr 有几何关系有tanr＝h－Rsinθd 联立解得d＝ ２(h－R２ ) 答案:(ⅰ)n＝２ ３３ ;(ⅱ)d＝ ２(h－R２ ) ８．解析:(１)由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从 M 下端面出射的光与竖直方向夹角最大,设光在 M 下 端与竖直方向的偏角为α,此时sinC＝１n＝cosα , 可得sinα＝ １－１n２ , 又因为n＝sinθsinα , 所以sinθ＝nsinα＝ n２－１． (２)根据题意要使 N 下端面 从刚能 接 收 反 射 激 光 到 恰 好全部被照亮,光路图如图 所示 则玻璃 丝 下 端 面 到 被 测 物 体距 离b的 相 应 范 围 应 该 为b１＜b＜b２, 当 距 离 最 近 时 有 tanθ ＝ d ２ b１ , 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９３２ 详解详析 当距离最远时有tanθ＝ d＋２a ２ b２ , 根据(１)可知tanθ＝ n ２－１ ２－n２ , 联立可得b１＝ d ２ ２－n２ n２－１ , b２＝ d＋２a ２ ２－n２ n２－１ , 所以满足条件的范围为d ２ ２－n２ n２－１ ≤b≤d＋２a２ ２－n２ n２－１ ． 答案:(１)sinθ＝ n２－１;(２)d２ ２－n２ n２－１ ≤b≤ d＋２a ２ ２－n２ n２－１ ９．解析:根据光的折射定律有n＝sinβsinα ,根据光的全反射规 律有sinθ＝１n ,联立解得sinθ＝sinαsinβ 答案:sinα sinβ １０．C　根据质能方程 ΔE＝Δmc２ 可知,则每秒钟平均减少 的质量为 Δm＝ ΔE ６０c２ ＝ １０ ４８ ６０×(３×１０８)２ kg＝１０ ３０ ５．４kg ,则每秒钟平 均减少的质量量级为１０２９kg．故选 C． １１．解析:因为当sini＝１６ 时,恰好 没有光线从AB 边射出,可知光 线在 E 点 发 生 全 反 射,设 临 界 角为C, 则sinC＝１n 由几何关系可知,光线在D 点的折射角为r＝９０°－２C 则sini sinr＝n 联立可得n＝１．５． 答案:１．５ 考点２　光的折射、全反射的综合应用 １．C　由题干光路图可知a光的偏折程度没有b 光的大, 因此a光的折射率小,频率小,由全反射sinC＝１n 可知 折射率越小发生全反射的临界角越大．故选 C． ２．解析:根据全反射规律sinC＝１n 可知光纤内芯的折射 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．折射率为n＝ １sin４３°＝ １ ０．６８＝１．５． 答案:大　１．５ ３．C　灯带发出的光从水面射出的不发生全反射,临界角 的正弦值sinC＝１n＝ ３ ４ , 则tanC＝３ ７ , 灯带上的一个点发出的光发生全反 射的临界角如图所示 根据几何关系可得r＝htanC＝ ７１０× ３ ７ m＝０．３m, 则一个点发出的光在水面上能看到的r＝０．３ m的圆,光射出的水面形状边缘为弧形,如图 所示,等腰直角三角形发光体的内切圆半径 r′满足１２a ２＝１２ (a＋a＋ ２a)r′, 解得r′＝ a ２＋ ２ ＜a３＝r ,故中间无空缺．故选 C． ４．C　单色平行光垂直照射平板玻璃,上、下玻璃上表面的 反射光在上玻璃上表面发生干涉,形成干涉条纹,光程 差为两块玻璃距离的两倍,根据光的干涉知识可知,同 一条干涉条纹位置处光的波程差相等,即滚珠a的直径 与滚珠b的直径相等,即滚珠b合格,不同的干涉条纹位 置处光的波程差不同,则滚珠a的直径与滚珠c的直径 不相等,即滚珠c不合格． ５．BC　AB．他发现只有当α大于４１°时,岸上救援人员才 能收到他发出的激光光束,则说明α＝４１°时激光恰好发 生全反射,则sin(９０°－４１°)＝１n , 则n＝ １sin４９° ,A错误,B正确;CD．当他以α＝６０°向水面 发射激光时,入射角i１＝３０°,则根据折射定律有nsini１ ＝sini２, 折射角i２ 大于３０°,则岸上救援人员接收激光光束的方 向与水面夹角小于６０°,C正确,D错误．故选BC． ６．A　根据折射定律n上 sinθ上 ＝n下 sinθ下 , 由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则 n下 ＞n上 ,则θ下 逐渐减小,画出光路图如图 则从高到低θ下 逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向． 故选 A． ７．解析:如图,画出光路图, 可知sinα sinβ ＝n＝ ３, 设临界角为C,得sinC＝１n ＝ ３ ３ ,cos C＝ ６３ , 根据α＝β＋C可得 sin(β＋C) sinβ ＝ ３, 解得tanβ＝ １ ３－ ２ , 故可得sinβ＝ １ １２－６ ２ ,故 可 知 h R ＝sinα＝ ３sinβ ＝ １ ４－２ ２ ． 答案: １ ４－２ ２ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０４２ 最新真题分类特训􀅰物理 ８．解析:光线在 M 点发生折射有sin６０°＝nsinθ 由题知,光线经折射后在 BC 边的 N 点恰好发生全反 射,则 sinC＝１n ,C＝９０°－θ 联立有tanθ＝ ３２ ,n＝ ７２ 根据几何关系有tanθ＝MBBN＝ a ２BN 解得 NC＝a－BN＝a－a ３ 再由tanθ＝PCNC 解得PC＝ ３－１２ a． 答案:n＝ ７２　PC＝ ３－１ ２ a ９．解析:(ⅰ)根据题意作出如下光路图 当孔在人身高一半时有 tanθ＝ h ２－ d ２ L ＝ ０．８－０．００５ ０．６ ≈ ４ ３ ,sinθ＝０．８, tanα＝０．０１０．０１４＝ １ １．４ ,sinα＝ １ ２．９６ 由折射定律有n＝sinθsinα≈１．３８ (ⅱ)若让折射进入孔洞的光能成功出射,则可画出如下 光路图 根据几何关系有n′＝sin９０°sinα ≈１．７ 答案:(ⅰ)１．３８　(ⅱ)１．７ １０．A　当两种频率的细激光束从A 点垂直于AB 面入射 时,激光沿直线传播到O 点,经第一次反射沿半径方向 直线传播出去． 保持光的入射方向不变,入射点从A 向B 移动过程中, 如图可知,激光沿直线传播到CO 面经反射向PM 面传 播,根据图像可知,入射点从A 向B 移动过程中,光线 传播到PM 面的入射角逐渐增大． 当入射点为B 点时,根据光的反射定律及几何关系可 知,光线传播到PM 面的P 点,此时光线在PM 面上的 入射角最大,设为α,由几何关系得α＝４５°, 根据全反 射 临 界 角 公 式 得 sinCa ＝ １ na ＝ １１．４２＜ ２ ２ , sinCb＝ １ nb ＝ １１．４０＞ ２ ２ , 两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为Ca＜ ４５°＜Cb, 故在入射光从A 向B 移动过程中,a光能在PM 面全 反射后,从OM 面射出;b光不能在PM 面发生全反射, 故仅有a光．A正确,BCD错误．故选 A． 考点３　光的波动性 １．BC　CD．根据题意画出光 路图,如图所示,S 发 出 的 光 与 通 过 平 面 镜 反 射 光 (可以 等 效 成 虚 像 S′发 出 的光)是同一列光分成的, 满 足 相 干 光 条 件．所 以 实 验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光,且该干涉 可看成双缝干涉,设S与S′的距离为d,则d＝２a, S到光屏的距离为l,代入双缝干涉公式 Δx＝lλd , 可得 Δx＝lλ２a 则若θ＝０°,沿OA 向右(沿AO 向左)略微平移平面镜, 对l和d 均没有影响,则干涉条纹间距不变,也不会移 动,故 C正确,D错误;AB．同理再次画出光路图有 沿OA 向右略微平移平面镜,即图中从①位置→②位置, 由图可看出双缝的间距增大,则干涉条纹间距减小,沿 AO 向左略微平移平面镜,即图中从②位置→①位置,由 图可看 出 干 涉 条 纹 向 上 移 动,故 A 错 误,B 正 确．故 选BC． ２．A　由于干涉条纹间距 Δx＝ldλ ,可知:A．换用更粗的 头发丝,双缝间距d变大,则相邻两条亮纹中央间距 Δx 变小,故 A正确;B．换用红色激光照双缝,波长变长,则 相邻两条亮纹中央间距 Δx变大,故B错误;C．增大纸板 与墙面的距离l,则相邻两条亮纹中央间距 Δx 变大,故 C错误;D．减小光源与纸板的距离,不会影响相邻两条 亮纹中央间距 Δx,故 D错误． ３．A　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． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １４２ 详解详析 ４．B　根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有 Δx＝Ldλ , 由题图知 Δx乙 ＝２Δx甲 则d乙 ＝１２d甲 ,故选B． ５．BD　该现象属于波的叠加原理;插入水中的筷子看起来 折断了是光 的 折 射 造 成 的,与 该 问 题 的 物 理 原 理 不 相 符;阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,是由于光从薄膜上 下表面的反射光叠加造成的干涉现象,与该问题的物理 原理相符;驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象 造成的,与该问题的物理原理不相符;振动音叉的周围 声音忽高忽低,是声音的叠加造成的干涉现象,与该问 题的物理原理相符．故选BD． ６．B　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 Δx＝Ldλ 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 Δx＝Ldλ 知,且λ蓝 ＜λ红 ,则蓝光干涉条纹 的间距比红光的小,D错误．故选B． ７．ACD　A．由题图可知,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 Δx＝Ldλ 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S１、S２ 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． ８．C　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,A、B、D错误．故选 C． ９．D　本题考查折射定律以及双缝干涉实验． 由双缝干涉条纹间距的公式 Δx＝λLd 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λ１＞λ２ 反射光经过三棱镜后分成两束色光,由题图可知 M 光的 折射角大,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λ１＞λ２,则n１＜n２, 所以N 是波长为λ１ 的光出射位置,故D正确,A、B、C错 误．故选 D． １０．C　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不符合题意;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不符合题意;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符合题意;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不符合题意;故选 C． １１．D　从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其 光程差为 Δx＝２d,即光程差为薄膜厚度的２倍,当光 程差 Δx＝nλ时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间 的薄膜的厚度差为１ ２λ ,在图中相邻亮条纹(或暗条纹) 之间的距离变大,则薄膜层的厚度之间变小,因条纹宽 度逐渐变宽,则厚度不是均匀变小．故选 D． １２．AB　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９０°,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 A、B． 考点４　光的偏振 D　立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振,其镜片为 偏振片,戴 着 立 体 影 院 的 特 殊 眼 镜 去 观 看 手 机 液 晶 屏 幕,左镜片明亮,右镜片暗,根据偏振原理可知将手机屏 幕旋转９０度后左镜片变暗,右镜片变亮． 考点５　电磁波 １．D　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１０－８m 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． ２．D　A、B．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; C、D．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各个部位的温度;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． ３．A　A．因为５G使用的电磁波频率比４G 高,根据E＝hν 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v＝cn ,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v＝cλ ,可知波长更短, 故 D错误．故选 A． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２４２ 最新真题分类特训􀅰物理 实验十七　用双缝干涉测量光的波长 解析:①若粗调后看不到清晰的干涉条纹,看到的是模 糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行; 要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双 缝平行．故选 C． ②根据 Δx＝ldλ 可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l,减 小双缝的间距d;故选 D． 答案:①C　②D 实验十八　测量玻璃的折射率 解析:(１)A．入射角适当即可,不能太小,入射角太小,导 致折射角太小,测量的误差会变大,故 A错误;B．激光的 平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差,故 B正 确;C．相同的材料在各点的折射效果都一样,故 C错误． (２)设半圆柱体玻璃砖的半径为R,根据几何关系可得入 射角的正弦值为sini＝yR , 折射角的正弦值为sinr＝xR , 折射率n＝sinisinr＝ y x , 可知yＧx 图像斜率大小等于折射率,即n＝４４２８≈１．５７． (３)根据(２)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓 线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果 不变． 答案:(１)B　(２)１．５７　(３)不变 专题十五　热学 考点１　分子动理论与内能 １．B　A．温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平 均动能增大,故热水分子的平均动能比水蒸汽的小,故 A错误;B．内能与物质的量、温度、体积有关,相同质量 的热水和水 蒸 汽,热 水 变 成 水 蒸 汽,温 度 升 高,体 积 增 大,吸收热量,故热水的内能比相同质量的水蒸汽的小, 故B正确;C．温度越 高,分 子 热 运 动 的 平 均 速 率 越 大, ４５℃的热水中的分子平均速率比１００ ℃的水蒸汽中的 分子平均速率小,由于分子运动是无规则的,并不是每 个分子的速率都小,故 C错误;D．温度越高,分子热运动 越剧烈,故 D错误．故选B． ２．D　本题考查分子力和分子势能图像规律．由分子力和 分子势能变化规律可知,平衡位置r０ 处分子势能最小, 分子力(斥力和引力的合力)等于零,曲线Ⅰ对应的物理 量是分子势能,曲线Ⅱ对应的物理量是分子力;由斥力 的变化规律可知,曲线Ⅲ对应的物理量是分子间斥力,D 正确． ３．D　A．从r＝r２ 到r＝r０ 分子间引力、斥力都在增加,但 斥力增加得更快,故 A错误;B．由图可知,在r＝r０ 时分 子力为零,故从r＝r２ 到r＝r１ 分子力的大小先增大后 减小再增大,故B错误;C．分子势能在r＝r０ 时分子势能 最小,故从r＝r２ 到r＝r０ 分子势能一直减小,故 C 错 误;D．从r＝r２ 到r＝r１ 分子势能先减小后增大,故分子 动能先增大后减小,故 D正确．故选 D． ４．解析:对活塞分析有p＝mgS ,因为A 中细沙的质量大于 B 中细沙的质量,故稳定后有pA ＞pB;所以在达到平衡 过程中外界对气体做功有 WA ＞WB,则根据 ΔU＝W＋ Q,因为汽缸和活塞都是绝热的,故有 ΔUA＞ΔUB, 即重新平衡后A 汽缸内的汽体内能大于B 汽缸内的气 体内能;由图中曲线可知曲线②中分子速率大的分子数 占总分子数百分比较大,即曲线②的温度较高,所以由 前面分析可知B 汽缸温度较低,故曲线①表示汽缸B 中 气体分子的速率分布． 答案:大于　① ５．ACD　A．同一物质的饱和气压与温度有关,温度越大, 饱和气压越大,a中水的温度最低,则a中水的饱和气压 最小,故 A正确;B．同理,a中水的温度小于b中水的温 度,则a中水的饱和气压小于b中水的饱和气压,故B错 误;C．c中水的温度等于d中水的温度,则c、d中水的饱 和气压相等,故 C正确;D．设大气压强为p０,试管内外 水面的高度差为 Δh,则a、b中试管内气体的压强均为p ＝p０＋ρ水 gΔh,故 D正确; E．d中试管内气体的压强为pd＝p０－ρ水 gΔh, d中试管内气体的压强为pc＝p０＋ρ水 gΔh, 可知pd＜pc,故 E错误． 考点２　气体实验定律 １．AD　对f加热,则f中气体温度升高,体积增加,此时f 挤压g、h,而g、h中均为绝热气体,故g、h体积均减小, 压强增大,弹簧弹力增加．A．当f右侧活塞向右移动时, 对g、h均做正功,故g、h中的气体温度升高,内能增加, 故 A正确;D．当系统稳定时,满足pfS＝pgS＋F＝phS, 则此时f与h 中的气体压强相等,故 D 正确;C．由于h 体积变小,温度升高,且pfS＝pgS＋F＝phS,故Vh＜Vg ＜Vf,由理想气体状态方程可知 pfVf Tf ＝p０V０T０ ＝phVhTh ,所 以Th ＜Tf,故 C 错 误;B．由 理 想 气 体 状 态 方 程 可 知 pgVg Tg ＝p０V０T０ ＝pfVfTf ,由于pg＜pf,Vg＜Vf,故Tg＜Tf, 故B错误．故选 AD． ２．D　根据玻意耳定律可知p０V＋５p０V０＝p１×５V,已知p０＝ ７５０mmHg,V０＝６０cm３,p１＝７５０mmHg＋１５０mmHg＝９００ mmHg,代入数据整理得V＝６０cm３,故选D． ３．解析:机场地面温度与高空客舱温度相同,由题意知瓶 内气体体积变小,以瓶内气体为研究对象,根据理想气 体状态方程pV T ＝C ,故可知高空客舱内的气体压强小于 机场地面大气压强; 由于温度是平均动能的标志,气体的平均动能只与温度 有关,机场地面温度与高空客舱温度相同,故从高空客舱到 机场地面,瓶内气体的分子平均动能不变． 答案:小于　不变 ４．解析:(１)由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程 封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律p１(H－x)S１ ＝p２HS１, 又因为p１＝p０,p２＋ρgh＝p０, 代入数据联立解得x＝２cm． (２)当外界气体进入后,以所有气体为研究对象有p０V＋ p２HS１＝p３ HS１＋ h ２S２( ) , 又因为p３＋ρg􀅰 h ２＝p０ , 代入数据联立解得V＝８．９２×１０－４m３． 答案:(１)x＝２cm　(２)V＝８．９２×１０－４m３ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３４２ 详解详析