专题03 光和电磁波（期末专项训练）高二物理上学期人教版

专题03 光和电磁波 题型1 折射定律及折射率的定性分析 题型7 光的衍射与偏振 题型2 折射定律及折射率的定量计算（常考点） 题型8 实验：测量玻璃的折射率（常考点） 题型3 光的全反射的分析（重点） 题型9 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 题型4 光的折射和全反射的综合问题（常考点） 题型10 电磁振荡的分析 题型5 双缝干涉分析与计算 题型11 电磁波的产生、传播及电磁波谱 题型6 薄膜干涉的分析（难点） 题型一 折射定律及折射率的定性分析（共5小题） 1．（2024·江苏·模拟预测）地球表面大气对光的折射率随高度的增加而逐渐减小。一束太阳光从大气层中某点射入，此后光的传播路径可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据地球表面大气对光的折射率随高度的增加逐渐减小，可知太阳光从大气层中某点射入，光从光疏介质射向光密介质，根据折射定律可知，折射角小于入射角，光线逐渐向下弯曲，折射光线不可能是直线。 故选B。 2．（24-25高二上·广东河源·期末）如图，水平桌面上有一只装有水的玻璃量筒，把一张左侧为黄色、右侧为蓝色的纸片慢慢地向右水平移动，当纸片的中心线与量筒的中轴线重合时、不考虑光在玻璃中的折射，站在量筒正前方的同学看到纸片上的颜色情况是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】当纸片的中心线与量筒的中轴线重合时，量筒中水面上方的光线可以认为沿直线传播，人看到的是左侧为黄色，右侧为蓝色，水面下方的光线经两次折射后光路图如图 故人看到的是左侧为蓝色，右侧为黄色。 故选A。 3．（24-25高二下·四川攀枝花·期末）小明在洗手时发现，洗手盆上有一条彩色光带，通过分析后画出了如图所示部分光路。图中P为与纸面垂直的水平线光源，发出的光照在右侧涂有反光层的平面镜上，光反射后在左侧的水平地面上形成彩色光带，则该光带远离平面镜一侧应是什么颜色（　　） A．红 B．黄 C．蓝 D．紫 【答案】A 【详解】由于不同颜色的光折射程度不同，紫光折射能力最强，红光折射能力最弱。所以在反射后，紫光的偏折程度最大，会出现在离平面镜较近的一侧，红光的偏折程度最小，会出现在离平面镜较远的一侧。因此，该光带远离平面镜一侧是红色。 故选A。 4．（22-23高二下·河南开封·期末）日常生活中，我们发现这样一个有趣的现象，当你把筷子插进装有水的玻璃杯中时，会发现筷子好像被折断了一样，但是你从杯子中拿出来筷子又是完好无损的。现将一根粗细均匀的直棒竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中，从水平方向观察，下列四幅图中符合实际的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】粗细均匀的直棒发生侧移是因为折射现象，水中的粗细均匀的直棒反射的光，从水中射向空气时，发生折射，折射角大于入射角，人从水平方向观察，逆着折射光线看过去，好像粗细均匀的直棒向右侧杯壁靠拢，由于杯子是曲面，与水形成凸透镜，对浸入水中的粗细均匀的直棒有放大作用，故选A。 5．（多选）（23-24高二下·湖南湘西·期末）如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（　　） A．彩虹的成因是光的反射 B．彩虹的成因是光的折射 C．彩虹的倒影是由光的折射引起的 D．彩虹的倒影是由光的反射引起的 【答案】BD 【详解】AB．彩虹的成因是光的折射引起的，故A错误，B正确； CD．倒影的形成是因为光在水面上发生了反射，故C错误，D正确。 故选BD。 题型二 折射定律及折射率的定量计算（共8小题） 6．（24-25高二下·天津河北·期末）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．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 B．甲光的频率比乙光的高 C．甲光的波长比乙光的长 D．甲光和乙光在棱镜中的传播速度相同 【答案】C 【详解】ABC．根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示 由图可知，光线从棱镜左侧射入时，甲光的偏折程度小于乙光的偏折程度，所以该棱镜对甲光的折射率小于对乙光的折射率，则甲光的频率比乙光的低，根据可知，甲光的波长比乙光的长，故AB错误，C正确； D．根据，由于该棱镜对甲光的折射率小于对乙光的折射率，则甲光在棱镜中的传播速度大于乙光在棱镜中的传播速度，故D错误。 故选C。 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）图甲为由细小玻璃珠及反射层制成的玻璃微珠反光膜，它能将射向它的部分光逆向照回（反射光线和入射光线方向相反），常被用于无光源的道路标志线、标志牌中，以增强反光效果。图乙为一光线照射到半径为R的玻璃微珠后被逆向照回的光路图，已知所用玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为c，则该光中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图所示 光线从球面上的A点射入，入射为α，折射角为β，根据折射定律有 由几何关系知 解得 光在玻璃微珠中的传播路程 光在玻璃微珠中的传播速度 光在玻璃微珠中的传播时间 故选D。 8．（24-25高二下·浙江绍兴·期末）有一透明材料制成的中空半圆柱体，其横截面如图所示，内半径为R，外半径为2R，为对称轴，处有一可以旋转的单色激光发射器，使发出的光绕以角速度ω在纸面内匀速转动。圆柱体内部弧面上均附有特殊材料（除外），使光到达时全部被吸收。已知单色光在透明材料中的折射率为，真空中光速为c，下列说法正确的是（　　） A．折射光在材料中转动的角速度也为ω B．光点在下侧截面移动的长度为 C．光在材料中传播的时间均为 D．若减小单色光频率，光点在下侧截面移动的长度将变大 【答案】B 【详解】A．光在介质中的传播速度 可知折射光在材料中的光速变为原来的，故在材料中转动的角速度也变为原来的，故A错误； B．当光线与内侧圆弧相切时与夹角为，此时光点距离点的距离为 可知光点在下侧截面移动的区域长度为，故B正确； C．光在介质中的传播速度 由于光在材料中的传播距离不等，光在材料中传播的时间就会不同。当光在材料中射到下侧截面最右（或者左）端时，光线的传播时间最长，故C错误； D．若减小单色光频率，单色光在透明材料中的折射率减小，但光点在下侧截面移动的区域长度仍然为 故D错误； 故选B。 9．（多选）（24-25高二上·福建厦门·期末）小厦同学用相机拍摄泳池左侧壁的照片如图甲所示，发现水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减，于是根据照片绘制光路图如图乙所示，用以测量水的折射率。已知相机离水面的高度为，与侧壁的水平距离为，分析照片可知泳池左侧壁视深为，实际深度为，则（　　） A．光线从水中入射到空气时波长变长 B．光线从水中入射到空气时波长变短 C．水的折射率为 D．水的折射率为 【答案】AD 【详解】AB．光线从水中入射到空气时，频率不变，速度变大，根据可知，波长变长，故A正确，B错误； CD．设人到光线与水面交点的水平距离为x，由图中几何关系可知折射角满足 入射角满足 根据折射定律有 联立解得 故选AD。 10．（2025·山东·高考真题）由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件下表面圆弧以O点为圆心，上表面圆弧以点为圆心，两圆弧的半径及O、两点间距离均为R，点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF和右界面CH与平行，到的距离均为。 (1)B点与的距离为，单色光线从B点平行于射入介质，射出后恰好经过点，求介质对该单色光的折射率n； (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，并垂直CH射出，出射点在GE的延长线上，E点在上，、E两点间的距离为，空气中的光速为c，求该光在介质中的传播时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图 根据题意可知B点与的距离为，，所以 可得 又因为出后恰好经过点，点为该光学器件上表面圆弧的圆心，则该单色光在上表面垂直入射，光路不变；因为，所以根据几何关系可知 介质对该单色光的折射率 （2）若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，第一次射出介质的点为D，且，可知 由于 所以光线在上表面D点发生全反射，轨迹如图 根据几何关系有则光在介质中传播的距离为 光在介质中传播的速度为 所以光在介质中的传播时间 11．（23-24高二下·广东江门·期末）江门新会陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶，现用一束激光从A点发射，刚好从陈皮茶的上表面B点射入，激光射在杯子底面最左端的C点，过B点做底边CE的垂线交于D点。DE的长度，CD的长度，AB与BC的长度相等都是，求： （1）陈皮茶的折射率n； （2）激光从B到C的时间与从A到B的时间比值。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 根据折射定律，陈皮茶的折射率为 （2）激光从B到C的时间 激光在水中的传播速度为 激光从A到B的时间 激光从B到C的时间与从A到B的时间比值 12．（2025·山东菏泽·二模）某边长为的等边三角形发光元件放在半径为R的半球形透明介质上表面，其中心与半球形圆心重合，光在空气中的速度大小为c，不考虑反射。求： (1)若介质的折射率为n，从三角形顶点发出的光到达半球形底部A的时间； (2)要使三角形发光元件发出的光都能从球面射出，介质的折射率应该满足的条件。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设三角形某一顶点到圆心的距离为h，到底部A的距离为s，由几何关系 ，， 联立得光线从到底部A的时间     （2）由正弦定理 α等于90°时，θ最大，此时 解得 故折射率应满足。 13．（24-25高二下·陕西渭南·期末）如图是一种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图，让光束从海水射向宽度为2d的平行空气砖（忽略薄玻璃壁厚度）再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度溶液中发生的偏移量，进而计算出海水盐度。已知当光束从海水中射向平行空气砖的入射角为30°时，射出平行空气砖的折射光线的偏移量为2d，空气中的光速近似为c，求∶ (1)海水的折射率； (2)光在空气砖中传播所用的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光路如图 设光线的折射角为θ，则由几何关系 ， 折射率 联立解得， （2）光在空气砖中传播所用的时间 题型三 光的全反射的分析（共9小题） 14．（24-25高二下·吉林长春·期末）一个边长为a=6m的等边三角形景观鱼池，底部中点有一点光源，若在水面正上方观察，会看到水面上有一个圆形发光区域恰与鱼池的三条边相切（如图所示），已知水下光源发出的光在水中的折射率为。景观鱼池中水的深度为（　　） A．m B．m C．m D．m 【答案】A 【详解】临界角 可得C=45° 由几何关系可知圆半径为 可知池深 故选A。 15．（24-25高二下·福建三明·期末）如图为“水流导光”实验装置。长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出，形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播。下列操作中，能使激光束完全被限制在水流内传播的是（　　） A．增大激光的强度 B．改用频率更高的激光 C．降低瓶内液面高度 D．改用折射率更小的液体 【答案】B 【详解】A．增大激光的强度，不会改变激光在水流中的入射角，激光在水流中不会发生全反射，故A错误； BD．水从小孔流出形成弯曲的水束，激光没有完全被限制在水束内，是因为光从水射向空气的入射角小于临界角，出现折射现象，当换用频率更高的激光、改用折射率更大的液体，均能使临界角变小，更容易发生全反射，能使激光束完全被限制在水流内传播，故B正确，D错误； C．降低瓶内液面高度，则从孔中射出的水流速度会减小，水流轨迹弯曲度会更大，激光在水和空气界面处的入射角减小，使激光更不容易发生全反射，故C错误。 故选B。 16．（2025·广东广州·三模）一种“光开关”的“核心区”如图中虚线框区域所示，其中1、2是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能 B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则能实现“关”功能 C．若不充入介质，则能实现“开”功能 D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变 【答案】A 【详解】AC．不充入介质，对单色光a，则 解得临界角。 入射角大于临界角，光发生全反射，光竖直向下传播，光不能通过2，不能实现“开”的功能；若充入的介质相对棱镜是光疏介质，光向下偏折，有可能实现“开”功能，故A正确，C错误； B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，光不可能发生全反射，一定能通过2，一定能实现“开”功能，故B错误； D．如果填充的介质折射率与棱镜的折射率相同，单色光a通过“光开关”后传播方向不变，故D错误。 故选A。 17．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）如图所示，桌面上放一枚硬币，一个透明圆柱体放在硬币上。从圆柱体侧面任意位置观察硬币，均未能看到。则圆柱体的折射率可能是（　　） A．1.38 B．1.39 C．1.41 D．1.42 【答案】D 【详解】硬币反射的光线在圆柱体中的路径如图所示，设硬币反射光进入圆柱体的入射角（图中未画出）为，折射角为，在圆柱体侧面的入射角为。 因为在侧面不能看到硬币，即光线在侧面一定发生了全反射，设发生全反射的临界角为C，则 由几何关系可知，与互余，即 设圆柱体的折射率为n，则      所以越大时，越大，越小，则至少需满足当时，此时由 得 即 则 此时 则最小的折射率为 综上，圆柱体的折射率。 故选D。 18．（2025·贵州遵义·一模）如图，透明柱状均匀介质的横截面是以O为圆心的四分之一圆，其OC边涂有吸光材料，光射到OC边会被全部吸收。真空中有两束同种单色光均垂直AO边射入该介质（介质内部的光路未画出）。下列从AC边射出的光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】 若两束光线都能从AC面上射出，因上面的光线在AC面的入射角较大，则折射角也较大，则不可能是CD图；因上方的光线在AC面的入射角较大，则上方光线在AC面上可能发生全反射，而下方光线可能没有发生全反射，则此时光路为A图，不可能出现B图的光路。 故选A。 19．（2025·江苏·高考真题）如图所示，一束激光射入肥皂泡后（入射激光束未在图中标出），肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光（    ） A．波长等于亮环的周长 B．频率比在真空中的大 C．在肥皂膜与空气的界面上发生衍射 D．在肥皂膜与空气的界面上发生全反射 【答案】D 【详解】AB．激光在不同的介质中传播时，频率相同，波长不同，激光波长与亮环周长无关，故AB错误； CD．一束激光打进一个肥皂泡（图中未画出入射光线），发现在肥皂泡内测出现一个亮环，是因为激光在空气与肥皂膜分界面处发生了全反射，故C错误，D正确。 故选D。 20．（24-25高二下·青海海南·期末）图为某透明介质制成的四分之一圆柱体，其半径为，高为，一束光垂直射到圆柱体的面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的二次反射，则弧面上的透光面积为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意可知，光线射到圆弧面上，法线是半径所在的直线，因此越靠近边射入的光线，入射角越小。只有入射角大于临界角才能发生全反射，不能射出，找到临界光线，入射角即为临界角C，如图所示 则有 解得 则弧面上的透光面积为 故选A。 21．（24-25高二下·河北秦皇岛·期末）海市蜃楼是一种反常的折射现象。其中一种情况如图所示，空气密度随高度增大迅速减小，光线在这种空气密度随高度锐减的气层中传播，会向下屈折，远方地平线处的物体发出或反射的光线经折射进入观测者眼帘。根据上述情况，下列说法正确的是（　　） A．空气折射率随高度的升高而逐渐增大 B．光线在最高处发生的是折射 C．若光线的频率增大，则能到达的最高点升高 D．若光线初始的入射角增大，则能到达的最高点降低 【答案】D 【详解】A．由题意可知，随高度升高，空气密度迅速减小，折射率也应随之减小，从而使光线不断向下偏折，形成海市蜃楼现象，故A错误。 B．海市蜃楼现象是光在不同密度（折射率）层间连续折射所致，随着折射率的减小，光发生全反射时所需达到的临界角也在减小，当入射角大于临界角时，光线将在最高处发生全反射，不再有光线折射出去，故B错误。 C． 一般情况下，可见光各频率在空气中折射率差异极小，频率增大并不会导致能到达的最高点显著升高。若光线的频率增大，考虑折射率的变化，则折射率将变大，根据折射定律可知，折射角将变大，光线更容易向下偏折，提前达到发生全反射的临界角，所以光线能够达到的最高点将降低，而不是升高，故C错误。 D．若初始入射角增大，光线更倾向“斜射”进入折射率梯度区，往往更快发生较大偏折，最高点反而降低，故D正确。 故选D。 22．（多选）（2025·四川·高考真题）某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（    ） A．可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B．若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为 C．若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为 D．若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 【答案】CD 【详解】A．因为，故当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据 可知，即 根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为，故选用折射率为1.4的光学玻璃时此时不会发生全反射，故A错误； B．当时，此时入射角为，选用折射率为1.6的光学玻璃时，此时的临界角为 故，故此时不会发生全反射，故B错误； C．若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为 即，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于，即第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角一定大于，根据几何关系可知第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射入射角，故可能为，故C正确； D．若入射光线向左移动，可知第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线向左移动，故D正确。 故选CD。 题型四 光的折射和全反射的综合问题（共6小题） 23．（2025·湖北恩施·模拟预测）右图为半径为的圆形薄片玻璃工艺品挂件，一条直径上与圆心相距处嵌入一个荧光点光源（白天吸收阳光后晚上发出可见光），若挂件材质对该光的折射率为，当光源发光时，其边缘上总有部分圆弧没有光线射出而黑暗。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，下图中标示没有光线射出而黑暗的圆弧位置和长度（粗黑实线表示），最接近事实的图是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】若挂件材质对该光的折射率为，则光在介质中发生全反射的临界角满足 所以临界角为，当光从介质射入空气中时，入射角大于或等于临界角时，光线发生全反射，则没有光线射出。如下图所示 当光射向A点，则 解得 此角等于临界角，当光线由A点顺时针转动到B点，该段入射角均大于临界角发生全反射，其中 此时 将光线从A点沿逆时针方向转动到A点关于圆心的对称点，入射角均小于临界角，此处不发生全反射，所以只有弧长段，以及其以OS所在直线为对称轴的对称圆弧发生全反射，无光线射出。 故选A。 24．（2025·浙江·高考真题）测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。已知转盘转动角速度为，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率为（    ）（光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知当屏上无光点时，光线从隔板射到空气上时发生了全发射，出现亮点时，光线从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知从出现亮点到亮点消失，容器旋转满足 光线能透过液体和隔板从空气中射出时，即出现亮点时，可知光线的在空气中的入射角为θ时，光线在隔板和空气界面发生全反射,在隔板和液体界面，有 在隔板和空气界面 解得 故选A。 25．（24-25高二下·河北邯郸·期末）图甲为透明水晶“平安扣”，它由同材质同心环形材料组成，将“平安扣”平放在水平桌面上，过环心O的横截面如图乙所示，外环的半径为R，细光束从P点射入“平安扣”时，经一次折射后，恰好在内环上发生全反射，从外环上第一次射出的点为Q，已知光在真空中的传播速度为c，圆心角POQ为90°，水晶的折射率，则细光束在“平安扣”中由P点射入到从Q点射出所经历的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】作出光在水晶中的光路如图所示 设P点到内表面发生全反射的点距离为l，根据图中几何关系和正弦定理有 光在内环上刚好发生全反射，则 由对称性可知，光从P点射入到从Q点射出的时间为 又光在水晶中的传播速度 联立解得 故选A。 26．（多选）（24-25高二下·福建三明·期末）如图，红绿两束单色光同时从空气中沿同一路径以角从面射入某长方体透明均匀介质，折射光束在面发生全反射后射向面。若逐渐增大，两束光在面上的全反射现象会先后消失，则（　　） A．在面上，绿光比红光更靠近点 B．红光射入介质，频率增大，波长变长 C．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 D．逐渐增大时，入射光在面会发生全反射 【答案】AC 【详解】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律 可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A正确； B．红光射入介质，频率不变，波长变短，故B错误； C．根据全反射发生的条件 可知红光发生全反射的临界角较大，逐渐增大时，折射光线与NP面的交点左移过程中，在NP面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故C正确； D．根据几何关系可知光线在MN面的折射角等于光线从介质PQ面到空气中的入射角，根据光路可逆可知红绿两束单色光都不可能在PQ面发生全反射，故D错误。 故选AC。 27．（2025·云南·高考真题）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度，盖玻片与物镜的间距，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速。 (1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）； (2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为，求（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由折射定律可知，全反射的临界角满足 设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的半径为r，由几何关系 代入数据解得 根据 所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为 （2）当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 故 28．（24-25高二下·河北邢台·期末）如图所示，由某种均匀介质制成的柱形透明物体，其上表面为水平圆，圆心为O1，半径为8d；下底面为倾斜椭圆，椭圆的中心为O2，长轴，短轴方向平行于上表面，柱体左侧侧线PM最长，在O1正下方4d处放置一点光源S，从上表面射出的光形成一半径为4d的圆形亮斑，A为直径PQ与亮斑边缘的交点，已知光在真空中的传播速度为c。 (1)求该介质的折射率n； (2)光线SA经圆柱体侧面反射后恰好从椭圆中心O2射出，求其从S发出至到达O2的时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设该介质的临界角为C，则 根据几何关系有 解得 （2） 根据题意，画出如图所示的光路图，速度与折射率的关系 又有SA+AE+EO2=vt 其中，， 解得 29．（24-25高二下·广东广州·期末）如图所示，一直角三棱镜截面，，，O为的中点，边长为L。平行于边的激光从的中点D射入该棱镜，折射光线照射到的中点E。已知光在真空中的速度c，不考虑光的多次反射。 (1)求三棱镜的折射率n；（可保留根号） (2)通过计算判断激光是否能够从边射出，并规范画出激光在三棱镜中传播的光路图； (3)求激光在三棱镜中传播的时间。 【答案】(1) (2)不能， (3) 【详解】（1）过D点作AB边的垂线即法线，设入射光线与法线的夹角为，在介质中的折射光线与法线的夹角为，由几何关系可知 根据相似三角形 所以 则 （2）全反射的临界角满足 解得临界角满足 过E点作AC边的垂线交AB边为O，则 则激光不能够从边射出。光路图如下图所示，其中F为CB的中点。 （3）由上图可知 激光在三棱镜中的传播速度 所以激光在三棱镜中的传播时间 题型五 双缝干涉分析与计算（共7小题） 30．（24-25高二上·江苏淮安·期末）用如图所示装置观察光的干涉现象，欲使干涉条纹间距变窄，下列操作可行的是（    ） A．将屏向双缝靠近 B．将单缝向双缝靠近 C．将双缝换成间距更小的 D．将绿色滤光片换为红色的 【答案】A 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式可知，将屏向双缝靠近，即L减小，减小，故A符合题意； B．单缝与双缝的距离不影响干涉条纹间距，故B不合题意； C．将双缝换成间距更小的，即d减小，根据公式可知增大，故C不合题意； D．将滤光片由绿色的换成红色的，光的波长变大，则干涉条纹间距变宽，故D不合题意。 故选A。 31．（24-25高二下·河南郑州·期末）某同学用图甲所示的实验装置研究光的双缝干涉现象，、为双缝，点为光屏上一点。一束单色激光垂直照射双缝，在屏上得到了如图乙所示的干涉图样，则（　　） A．若只增大双缝间的距离，条纹间距变大 B．若只增大单色激光的频率，条纹间距变小 C．若、到点的路程差为波长奇数倍，处是暗条纹 D．若、到点的路程差为半波长整数倍，处一定是亮条纹 【答案】B 【详解】AB．根据可知，若只增大双缝间的距离，则条纹间距变小；若只增大单色激光的频率，即减小单色激光的波长，则条纹间距变小，故A错误，B正确； C．若、到点的路程差为波长的整数倍，则处是亮条纹，故C错误； D．若、到点的路程差为半波长的奇数倍，则处是暗条纹，故D错误。 故选B。 32．（2024·浙江金华·三模）双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，O点为、连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经、传播到光屏上P点的时间差为，其中垂直于光屏，P为某亮条纹中心，之间还有m条亮条纹。若紧贴放置一厚度均匀的玻璃片、光由垂直穿过玻璃片传播到P点与光由直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的传播速度为c、玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。则单色光在真空中的波长及玻璃片的厚度分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【详解】光在介质中的传播速度为 根据题意，有 联立可得单色光在真空中的波长 若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，则 解得玻璃片的厚度为 故选B。 33．（24-25高二下·湖南·期末）1834年，洛埃利用与光屏垂直的平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。如图，光源S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分经平面镜反射后照在光屏上（由平面镜反射的光相当于从S在平面镜中的虚像发出的）。已知光源S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为L，光的波长为λ。下列关于洛埃镜实验的说法正确的是（　　） A．光屏上相邻两明条纹间距离 B．若将平面镜向下平移稍许，则屏上相邻两明条纹间距离减小 C．若换用频率更大的单色光，相邻两暗条纹间距将增大 D．若增大光源发光强度，相邻两明条纹间距离会明显增大 【答案】B 【详解】A．此问题可类比双缝干涉实验，这里光源和它在平面镜中的虚像相当于双缝干涉中的双缝，二者间距 在双缝干涉中，相邻亮纹（或暗纹）间距公式为，将代入，可得，错误； B．根据，若将平面镜向下平移稍许，a增大，条纹间距将减小，B正确； C．频率越大，波长越小，根据，相邻暗条纹间距将减小，C错误； D．根据，光照强度对明暗条纹间距没有影响，D错误。 故选B。 34．（多选）（2024·山东青岛·三模）矿井空气中的瓦斯浓度超过1%时，容易发生瓦斯爆炸。某同学通过查阅资料得知含有瓦斯的空气折射率大于干净空气的折射率，他利用光的干涉监测瓦斯浓度。如图，在双缝后面放置两个完全相同的薄壁透明容器A、B，容器A中是干净的空气，容器B与矿井中空气相通。用某种单色光照射单缝，观察屏上的干涉条纹，就能够大致判断瓦斯的浓度。下列说法正确的是（　　） A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的空气一定不含瓦斯 B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的空气一定含有瓦斯 C．同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小 D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小 【答案】BCD 【详解】A．若屏的正中央是亮纹，如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，故A错误； B．如果屏的正中央是暗纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，一定含有瓦斯，故B正确； C．同种频率的光在含有瓦斯的空气中的折射率大于在干净空气中的折射率，根据 可知同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小，故C正确； D．根据 用频率更大的单色光照射单缝时，由于单色光的波长变小，则屏上出现的干涉条纹间距变小，故D正确。 故选BCD。 35．（23-24高二上·河南开封·期末）图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长 B．形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小 C．若只增大挡板与屏间的距离L，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小 D．若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大 【答案】BD 【详解】A．根据双缝干涉的条纹间距公式 可知，同一双缝干涉实验的装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大，由此可知，形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短，故A错误； B．根据 可知，由于 则可得 故B正确； C．根据条纹间距公式 可知，若只增大挡板与屏间的距离L，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大，故C错误； D．根据条纹间距公式 可知，若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大，故D正确。 故选BD。 36．（多选）（24-25高二上·湖南长沙·期末）1801年，托马斯·杨利用双缝干涉实验研究了光的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉实验的结果，洛埃镜实验基本装置如图所示，为单色缝光源，发出的光照在光屏幕上，同时发出的光还通过平面镜反射在光屏上，两者发射干涉，形成条纹。某次实验，设光源到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为和，光的波长为。下列说法正确的是（   ） A．平面镜水平向左移动少许，条纹间距将变小 B．平面镜竖直向下移动少许，条纹间距将变小 C．光屏上只有间的区域内可以观察到明暗相间的干涉条纹 D．单色光波长为时光屏上干涉条纹间距为 【答案】BC 【详解】ABD．洛埃镜实验可以等效为双缝干涉实验，其中等效双缝的间距为，是光源到光屏的距离，是光的波长，产生的条纹间距为 故当平面镜左右移动时，对条纹间距不影响。当平面镜向下移动时，变大，变小，故A、D错误；B正确； C．由光路图可知，反射光照在屏幕上存在一定区间范围，即区间，故C正确。 故选BC。 题型六 薄膜干涉的分析（共9小题） 37．（2025·宁夏吴忠·三模）在制作高精度的仪器时往往需要对材料表面的平整度进行检查。如图所示，采用劈尖干涉的原理进行检测，将波长为的单色光垂直打在材料表面，用显微镜俯视观察镜片上产生的干涉图样，发现一个圆形的异常区域，其中一条亮条纹刚好穿过圆心（已用亮色标识）。已知显微镜只起放大图像的作用，则下列说法正确的是（　　） A．该圆形区域为突起区 B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域的条纹弯曲方向变为向右 C．圆形区域相对平整区域的最大高度差约 D．若要使条纹更密集，可换用波长更短的光源，并减小镜片与材料表面间夹角 【答案】C 【详解】A．薄膜干涉是等厚干涉，即同一条纹处空气膜厚度相同。图中圆形区域条纹向劈尖变窄的方向弯曲，表明圆形区域为凹陷区，故A错误； B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域仍为凹陷区，条纹弯曲方向仍向左，故B错误； C．可在圆心附近选一点，找到其实际所在条纹，另外找到该点对应的平整区条纹，数出两条纹相差的条纹数，根据 计算该点相对平整区的高度差。现选取圆心所在条纹（已用亮色标识），其与圆心对应平整区条纹相隔4个亮条纹间距，因此圆心相对平整区的高度差为，故C正确； D．若需要条纹更加密集，可换用波长更短的光源，同时增加镜片与材料表面间的夹角，故D错误。 故选C。 38．（2025·湖南邵阳·三模）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级）。实验装置如图甲所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻亮条纹的间距为，则下列说法正确的是（　　） A． B．A与直径相差越大，越大 C．轻压左端，若增大则有 D．若A与直径相等，也可能产生图乙中类似的干涉条纹 【答案】A 【详解】A．设标准平面的玻璃平晶之间的夹角为，根据几何关系有 令薄膜厚度为d，根据薄膜干涉条件有（，，） 根据几何关系有 即有 联立解得 故A正确； B．由上述分析可知，A与直径相差越大，越大，越小，故B错误； C．轻压左端，直径为减小，若增大，结合上述可知，两标准平面玻璃平晶之间的夹角为减小，表明，故C错误； D．若A与直径相等，可知空气薄膜的厚度处处相等，若能够发生上述明条纹干涉现象，则每一位置均出现明条纹，不能够形成明暗相间的干涉条纹，即不能产生图乙中类似的干涉条纹，故D错误。 故选A。 39．（23-24高二上·江苏苏州·期末）为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法中正确的是（　　）      A．镀膜使图像清晰是因为利用了光的偏振 B．镀膜的目的是使入射的红外线反射 C．镀膜的厚度是红外线在薄膜中波长的四分之一 D．镀膜的镜头看起来是有颜色的，是因为增加了这种光的透射程度 【答案】C 【详解】A．利用了光的干涉，薄膜两个表面的反射光干涉减弱，从而增加透射光的强度，故A错误； B．镀膜的目的是使红外线透射，使红外线之外的光反射，使红外线图像更加清晰，故B错误； C．红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇数倍，为了增加光的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，为红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确； D．镀膜的镜头看起来是有颜色的，是因为这种颜色的光在薄膜两个表面的反射光干涉增强，减弱了这种光的透射程度，故D错误。 故选C。 40．（24-25高二下·山西太原·期末）在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰，下列说法正确的是（　　） A．换用不同颜色的光做实验时，亮条纹的间距保持不变 B．肥皂膜上的条纹是光线在液膜后表面发生干涉现象所致 C．可利用薄膜干涉的原理检测精密仪器光学平面的平滑度 D．液膜厚度相同的位置，前后表面反射光的路程差是不同的 【答案】C 【详解】A．根据薄膜干涉的特点可知，波长越长的光，相邻亮条纹的间距越大，如红光比紫光相邻亮条纹的间距大，故A错误； B．肥皂膜上的条纹是前后表面的反射光在前表面发生干涉现象所致，故B错误； C．结合薄膜干涉的应用可知，可以利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测，故C正确； D．液膜厚度相同的位置，前后表面反射光的路程差是相同的，路程差等于薄膜厚度的2倍，故D错误。 故选C。 41．（2024·山东·高考真题）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 【答案】C 【详解】b与a位于同一条干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度相同，则滚珠b与标准滚珠a直径相等，所以合格；c与a位于不同干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度不同，则滚珠c与标准滚珠a直径不相等，所以不合格。 故选C。 42．（24-25高二下·重庆沙坪坝·期末）用平行单色光垂直照射一竖直放置的透明薄膜，从光源一侧顺着入射光线看到的条纹如图所示，则该透明薄膜截面的形状可能是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】薄膜干涉的亮纹（暗纹）满足“同一级条纹对应膜厚相同”，若条纹间距变窄，说明膜厚变化率增大（即薄膜截面的“倾斜程度”变化）。 A．截面下方斜率大（膜厚变化快），上方斜率小（膜厚变化慢），与条纹间距“上宽下窄”匹配，A正确； B．截面形状无法对应“上宽下窄”的条纹变化规律，B错误； C．斜率均匀或无规律，无法对应“上宽下窄”条纹，C错误； D．膜厚均匀变化，条纹间距应均匀，D错误。 故选A。 43．（多选）（2025·河南信阳·模拟预测）把两片很薄的载玻片上下叠放在一起置于白光下，用硬物的尖端轻压上面的载玻片，可看到如图甲所示的彩色条纹。图甲中P、Q两点为相邻的两条蓝色条纹上的点，图乙为示意图，则（　　） A．这是光的干涉现象 B．这是光的衍射现象 C．P、Q两点处的空气膜厚度之差为蓝光波长的 D．P、Q两点处的空气膜厚度之差为蓝光波长的 【答案】AD 【详解】AB．白光在空气膜的上下面有两个反射光叠加，形成明暗相间的彩色条纹，这是光的干涉现象，故A正确，B错误； CD．设Q点为蓝光的第n条亮纹，P点为蓝光的第n+1条亮纹，有，，联立解得P、Q两点处的空气膜厚度之差为，故C错误，D正确。 故选AD。 44．（多选）（24-25高二上·山东淄博·期末）利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图甲所示，现使透明标准板和待检工件间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图所示的干涉条纹，条纹的弯曲处对应于A处。下列说法正确的是（　　） A．判断A处缺陷为凸起 B．判断A处缺陷为凹陷 C．当减小薄片的厚度，则相邻的干涉条纹间距会变大 D．当减小薄片的厚度，则相邻的干涉条纹间距会变小 【答案】BC 【详解】AB．薄膜干涉为等厚干涉，即同一个条纹处的空气膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左侧的空气膜与右边相同，所以A处应该凹陷，故A错误，B正确； CD．空气膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差 即光程差为空气薄膜厚度的2倍，当光程差 （n为整数） 时为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，当减小薄片的厚度，导致同级的光程差间距变大，则干涉条纹间距会变大，故C正确，D错误。 故选BC。 45．（多选）（24-25高二下·河南南阳·期末）如图所示，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则（　　） A．明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的 B．明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的 C．若抽出一张纸，则条纹间距变大 D．若抽出一张纸，则条纹间距变小 【答案】AC 【详解】AB．两平板玻璃之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，故A正确B错误； CD．设空气薄层的顶角为，两相邻亮条纹的间距为，如图所示，两处光的路程差分别为， 由，得 由几何关系得 若抽出一张纸，则变小，条纹间距变大，故C正确D错误。 故选AC。 题型七 光的衍射与偏振（共5小题） 46．（24-25高二下·天津南开·期末）关于下列四幅图所涉及的物理知识的论述正确的是（　　） A．甲图中，水中射水鱼看到的小昆虫在昆虫实际位置的下方 B．乙图中，M、N是偏振片，P是光屏，固定偏振片M，缓慢转动偏振片N时，光屏P上光的亮度发生变化，此现象说明光是纵波 C．丙图中，彩色的肥皂泡是光的折射现象 D．丁图中，“泊松亮斑”是光的衍射现象 【答案】D 【详解】A．甲图中，水中射水鱼看小昆虫时，从空气中经过水面折射进入鱼眼的光的折射角小于入射角，鱼看到的昆虫是沿折射光线的反向延长线的交点，可知，水中射水鱼看到的小昆虫在昆虫实际位置的上方，故A错误； B．M、N是偏振片，P是光屏，固定偏振片M，缓慢转动偏振片N时，光屏P上光的亮度发生变化，此现象说明光是横波，故B错误； C．彩色的肥皂泡是光的干涉现象，故C错误； D．“泊松亮斑”指光照射在直径恰当的小圆板或圆珠时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，即“泊松亮斑”是光的衍射现象，故D正确。 故选D。 47．（2025·甘肃白银·模拟预测）如图甲所示，用单色光照射厚纸板上的圆孔，在纸板后边的光屏上得到如图乙所示的圆形光斑。下列方法有助于在光屏上看到明显衍射条纹的是（　　） A．增大光的强度 B．增大光的频率 C．减小圆孔的直径 D．减小纸板到光屏的距离 【答案】C 【详解】当障碍物或孔的尺寸与光波的波长差不多或者比波长小时会发生明显的衍射现象，则要看到明显的衍射条纹，可以增大光的波长、减小光的频率或减小圆孔的直径。 故选C。 48．（2024·江苏·高考真题）用观看立体影的特殊眼镜观察手机液晶屏幕上的图片，通过左镜片的图片明亮，右镜片的灰暗。旋转手机屏幕，透过两镜片的图片（　　） A．均变明亮 B．均变灰暗 C．亮度均无变化 D．左镜片的变暗，右镜片的变亮 【答案】D 【详解】观看立体影的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为偏振片，可以理解为开始时左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向一致，右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向接近垂直，手机屏幕旋转后，左右镜片的透振方向不变，则左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向接近垂直，通过左镜片的图片亮度变暗，右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向基本一致，因此通过右边镜片的图片亮度变亮。 故选D。 49．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆板和小圆孔后，得到的四幅图样如图所示，由于操作者疏忽，打乱了图样的顺序，下列说法正确的是（　　） A．甲图是泊松亮斑 B．乙图是泊松亮斑 C．丙图是泊松亮斑 D．丁图是泊松亮斑 【答案】C 【详解】AC．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知甲图是小圆孔衍射图样，丙图是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故A错误，C正确； BD．单缝衍射与双缝干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则乙图是双缝干涉图样，丁图是单缝衍射图样，故BD错误。 故选C。 50．（2025·江苏常州·模拟预测）如图所示，用同一束激光分别照射三个宽度不同的狭缝，得到甲、乙、丙三种不同的图样，则（　　） A．甲图对应的狭缝最宽 B．乙图对应的狭缝最宽 C．丙图对应的狭缝最宽 D．甲、乙、丙图均为干涉图样 【答案】C 【详解】D．干涉条纹是等间距的，衍射条纹中间宽、两边窄。甲图条纹中间宽、两边窄，是衍射图样；乙、丙图也符合衍射条纹特征，不是干涉（干涉条纹等间距），故D错误； ABC．狭缝越窄，衍射现象越明显（条纹越宽、越疏）；狭缝越宽，衍射现象越不明显（条纹越窄、越密）。丙图条纹最窄、最密，对应狭缝最宽；甲图条纹最宽、最疏，对应狭缝最窄，故AB错误，C正确。 故选C。 题型八 实验：测量玻璃的折射率（共5小题） 51．（24-25高二下·重庆·期末）某同学用“插针法”测定一均质玻璃砖对某单色光的折射率。一细束单色光从空气中射入该玻璃砖，AB、CD分别是玻璃砖的两个界面。进行正确的实验操作后，在白纸上记录了、、、四枚大头针的位置，如题图所示。 (1)请在题图中作出该单色光从AB界面入射时的折射光线，并标出对应的入射角α和折射角β 。 (2)该玻璃砖对该单色光的折射率计算式为n= 。（用α和β表示） 【答案】(1)见解析 (2) 【详解】（1）由、确定最终折射光线，由、确定入射光线，将两光线延长与玻璃界面相交，确定入射点，连接两入射点，确定第一次折射时的折射光线，如图所示 （2）根据折射率的定义式有 2．（24-25高二下·河南信阳·期末）某实验小组用两种方法来测量介质的折射率。如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖直放置，再把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，让光从圆心斜射入玻璃砖，通过角度可测量折射率；如图乙所示，把圆形光具盘竖直放置一半在水中，是竖直直径，是贴着水面的水平直径，让一束光在水槽内从圆心射出水面，光线经过光具盘上的两点，通过刻度尺作图并测量长度可测量折射率。回答下列问题∶ (1)对甲图，保持入射点不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小，多次实验的目的是 ，分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比 （选填“是定值”或“不是定值”）； (2)对乙图，当做出完整的光路图后，过分别做的垂线，垂足分别为，用刻度尺测量的长度，则水的折射率 。 【答案】(1) 寻找普遍规律 是定值 (2) 【详解】（1）[1]对甲图，多次实验的目的是寻找普遍规律。            [2]分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比是定值 。 （2）设光具盘的半径为R，设入射角角i，折射角为，光路如图所示 可得 ， 则水的折射率 52．（2024·浙江·高考真题）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和 B、顶角大小为）的折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像； ④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率 n= 。 【答案】 P1和P2 不需要 【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像； ④[2]cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针； ⑤[3]根据几何关系可知入射角为，折射角为，如图所示 故 53．（24-25高二下·四川达州·期末）如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 (1)下列说法正确的是________ A．必须选用上下表面平行的玻璃砖进行实验 B．插上大头针时，使仅挡住的像即可 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．在一侧始终无法观察到、的像，可能是由于过大，致使光线在面发生了全反射 (2)在完成了光路图以后，一位同学用圆规和刻度尺，以点为圆心，为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的垂线，与法线的交点分别为点和点，如图乙所示。用刻度尺测得长度为6cm，长度为4cm，则玻璃砖的折射率 (3)另一位同学在该实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃，画出的玻璃砖界面、如图丙所示。其他操作均正确，该同学测得的折射率与真实值相比 。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） 【答案】(1)C (2)1.5 (3)偏小 【详解】（1）A．选用上下表面不平行的玻璃砖进行实验，只要操作合理，同样能测折射率，选项A错误； B．插上大头针时，使挡住P1和的像，选项B错误； C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，选项C正确； D．因光线在面的折射角等于在面的入射角，可知无论多大，光线也不可能在面发生全反射，选项D错误。 故选C。 （2）玻璃砖的折射率 （3）如图所示 实线为实际的光路图，虚线为实验中作出的折射光线，可知作出的折射光线相比实际折射光线沿逆时针转动了一个角度，所以折射角α的测量值大于真实值，而由于玻璃砖上表面与aa′平行，所以入射角β的测量值等于真实值，因此玻璃砖折射率的测量值比真实值偏小。 54．（2025·福建·高考真题）某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图（a）所示。实验操作过程如下： （1）调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。 （2）打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。 （3）调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图（b）所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为，到液面的距离分别为。测得的值，并利用表达式 （用表示）求出糖水折射率。 （4）改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。 浓度/% 11.8 21.1 32.0 39.1 51.1 折射率n 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 （5）在图（c）给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“”图线 。 （6）由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大 。（结果保留2位有效数字） 【答案】 0.020 【详解】（3）[1]设入射角为，折射角为，根据几何关系有， 根据折射定律 可得糖水的折射率为 （5）[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线，“”图线如图所示 （6）[3]由图线可知，图线斜率为0.20，即浓度每增加10.0%，折射率增大0.020。 题型九 实验：用双缝干涉实验测量光的波长（共4小题） 55．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时，小南用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边（图中竖直方向） 均匀分布着许多光敏单元，各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器得到各点的光照强度，形象地展示亮条纹的分布，得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。 (1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm； (2)单缝S到平面镜的距离，则单色光的波长为 nm（保留3位有效数字）； (3)若只把光源换成频率更大的单色光，则新的光强分布是图乙中的 （填“b”或“c”）曲线。 【答案】(1)61.0 (2)610 (3)b 【详解】（1）由图甲可知单缝S到传感器的距离为 （2）等效双缝宽度为 由图乙中a曲线可知相邻亮条纹中心间距 由，可得单色光的波长为 （3）若只把光源换成频率更大的单色光，则波长变小，根据可知，条纹间距变小，可知新的光强分布是图乙中的b。 56．（2024·河北·高考真题）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为 （填“红光”或“绿光”）。 【答案】绿光 【详解】根据，可得 由图表带入数据可知 故 则 已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1是绿光。 57．（24-25高二下·青海西宁·期末）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示 (1)M、N、P三个光学元件依次为_______。 A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片 (2)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是（　　） A．将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片，其他条件不变，干涉现象消失 (3)如图所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行________。 A．仅旋转单缝 B．仅前后移动凸透镜 C．仅旋转毛玻璃处的测量头 D．调节拨杆 (4)已知双缝间的距离为，双缝到毛玻璃屏的距离为，当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为0.3mm，当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图4所示，则读数为 mm；由以上已知数据和测量数据可知，该红光的波长为 m（结果保留两位有效数字）。 (5)将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，可看到的干涉条纹如图所示。若在装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，相比原来观察到的干涉条纹 （A．变密  B．变疏  C．不变），若将空气膜抽成真空，相比原来观察到的干涉条纹 （A．变密  B．变疏  C．不变） 【答案】(1)A (2)ABD (3)C (4) 9.6 6.2×10-7 (5) B B 【详解】（1）根据实验装置的正确安装顺序可知M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片，故A正确，BCD错误。 故选A。 （2）A．根据双缝干涉条纹间距公式，将光屏移近双缝，l减小，其他条件不变，干涉条纹间距变窄，故A正确； B．将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，其他条件不变，干涉条纹间距变宽，故B正确； C．双缝干涉条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关，将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距不变，故C错误； D．换一个两缝之间距离更大的双缝，双缝之间的间距增大，其他条件不变，干涉条纹间距变窄，故D正确； E．去掉滤光片，其他条件不变，光屏上出现彩色条纹，故E错误。 故选ABD。 （3）实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即可，故ABD错误，C正确。 故选C。 （4）[1]10分度游标卡尺的精确度为0.1mm，第5条亮条纹中心对应的读数为 [2]相邻条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式，解得波长 （5）[1]从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为 即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，抽去一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，故B正确，AC错误。 故选B。 [2]若将空气膜抽成真空，入射光的波长变长，根据上述分析可知，相比原来观察到的干涉条纹变疏，故B正确，AC错误。 故选B。 58．（24-25高二下·湖北荆门·期末）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为_____； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、单缝、双缝 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____； A．仅转动透镜 B．仅转动遮光筒 C．仅转动测量头 D．仅转动手轮 (3)关于该实验，下列说法正确的是_____。 A．仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样 B．若将双缝间的距离减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小 C．仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为 【答案】(1)D (2)C (3)AC 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选D。 （2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，仅转动测量头即可。 故选C。 （3）A．仅撤掉滤光片，光屏仍能观察到彩色干涉图样，故A正确； B．根据条纹间距公式可知，若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B错误； C．仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹，故C正确； D．用测微目镜测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为，故D错误； 故选AC。 题型十 电磁振荡的分析（共6小题） 59．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期末）如图是用振荡电路测量储罐中不导电液体高度的示意图。当开关从a拨到b时，回路中产生周期为的振荡电流，在开始的内，电容器的电荷量（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】D 【详解】当开关从a拨到b时，电容器开始放电，在开始的内，电容器经历了一次完整的充放电过程，电容器的电荷量先减小后增大，故选D。 60．（24-25高二下·贵州安顺·期末）某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆出入信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈L的磁场能为零 B．由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 C．过程电容器内的电场强度逐渐减小 D．过程电容器C带电量逐渐增大 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，时刻，电流最大，线圈L的磁场能最大，故A错误； B．由图乙可知，振荡周期变小，根据可知，线圈自感系数变小，则汽车正驶出智能停车位，故B正确； C．由图乙可知，过程电流逐渐减小，线圈中的磁场能逐渐减小，电容器中的电场能逐渐增大，所以电容器内的电场强度逐渐增大，故C错误； D．由图乙可知，过程电流逐渐增大，线圈中的磁场能逐渐增大，电容器中的电场能逐渐减小，电容器C带电量逐渐减小，故D错误。 故选B。 61．（24-25高二下·河北承德·期末）如图所示，电容器电容，电感线圈的电感，电容器内有一个带负电的微粒，当开关与电源相连时，带电微粒刚好静止在电容器中。时刻，让开关与电感线圈相连，经过，微粒未与电容器极板发生碰撞，重力加速度取，不计空气阻力，此时微粒加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】当开关与电源相连时，带电微粒刚好静止在电容器中，则 LC振荡电路的周期 则经过，电容器反向充电完毕，此时上极板带负电，下极板带正电，带负电的粒子受向下的电场力，大小仍为 则此时 解得 故选D。 62．（24-25高二下·山东临沂·期末）如图所示，单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端，时LC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。若以顺时针电流为正方向，则LC电路中电流随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，时LC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，此时经历了充放电各一次，故LC回路的周期为，故AB错误； CD．时回路中电流方向为逆时针，若以顺时针电流为正方向，电流为负，故C正确，D错误。 故选C。 63．（2025·云南昆明·模拟预测）LC振荡电路通过调整电感和电容的值，可以控制振荡频率。这种电路常被用在调频收音机、无线通信设备中，用于产生本机振荡信号。一LC振荡电路如图所示，单刀双掷开关S先拨至触点1，使电容器与电源接通。再将拨至触点2并开始计时，若振荡周期为，不计能量损失，下列说法正确的是（　　） A．时刻，两极板所带电荷量为零 B．时间内，线圈中电流逐渐增大 C．时间内，线圈中磁场能逐渐减小 D．时刻，电容器上极板带负电 【答案】C 【详解】AB．由图可知电容器上极板和电源的正极相连，所以t=0时刻电容器上极板带正电荷且电荷量最大；时间内，电容器逆时针方向放电，电流逐渐增大，时刻，电容器放电完毕，两极板所带电荷量为零，线圈中电流最大，磁场能最大。时间内，电容器逆时针方向充电，下极板带正电，电流逐渐减小，时刻，电流为零，线圈中磁场能最小，电容器两极板所带电荷量达到最大，故AB错误； CD．时间内，电容器顺时针方向充电，电容器上极板带正电，即时刻，电容器上极板带正电，电流逐渐减小，线圈中磁场能逐渐减小，故C正确，D错误。 故选C。 64．（2025·江苏·高考真题）如图所示．将开关S由a拔到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图象是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意可知，将开关由调到时，电容器和自感线圈组成回路，此回路为振荡电路，产生周期性迅速变化的振荡电流。A图像正确：电容器开始放电，由于电容器上极板带正电，则电流为逆时针，电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流最大，其后磁场能向电场能转化，电容器充电，电流越来越小，电流为0时，充电完成，此时，电容器下极板带正电，之后开始反向放电，电流为顺时针，电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流最大，其后磁场能向电场能转化，电容器充电，电流越来越小，电流为0时，充电完成，电场能转化为磁场能以及磁场能又再次转化为电场能的过程中，电路向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，最大电流越来越小。 故选A。 题型十一 电磁波的产生、传播及电磁波谱（共8小题） 65．（23-24高二下·广东东莞·期末）有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的速度等于光速 B．电磁波能传播信息，不能传播能量 C．X射线的波长比红外线的波长更长 D．可见光不属于电磁波 【答案】A 【详解】A．电磁波在真空中的速度等于光速c，故A正确； B．电磁波能传播信息，也能传播能量，故B错误； C．红外线的波长比X射线的波长更长，故C错误； D．可见光属于电磁波，故D错误。 故选A。 66．（2025·江西南昌·三模）量子光源利用氢原子的能级跃迁来产生特定频率的光子，用于量子密钥分发等重要任务。已知在某次实验中，谱线a、b的波长分布如图所示，以下关于谱线a、b的波长和频率说法正确的是（　　） A．谱线a的波长比谱线b长，频率比谱线b高 B．谱线a的波长比谱线b短，频率比谱线b低 C．谱线a的波长比谱线b长，频率比谱线b低 D．谱线a的波长比谱线b短，频率比谱线b高 【答案】C 【详解】题图可知波长关系为λa>λb，根据c=λf，可知频率关系为fa<fb。 故选C。 67．（24-25高二下·河南信阳·期末）下列有关电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A．对甲图，可分析发现振荡电路正在正向放电 B．对乙图，因为仅是一条直导线，没有电容器和线圈，不能有效地发射电磁波 C．对丙图，变化磁场激发感生电场，小球在电场力作用下加速运动，本质是一种磁生电现象 D．对丁图，变化磁场周围产生电场不是普遍存在的现象，与闭合电路是否存在有关 【答案】C 【详解】A．对甲图，规定电流沿顺时针方向为正，电场强度向下，上、下极板分别带正、负电荷，上板的正电荷增多，下板的负电荷增多，则振荡电路正在正向充电，故A错误； B．有效发射电磁波要满足两个条件：振荡电路的频率足够高，频率公式 且振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放的空间中，即开放电路，对乙图一条直导线对应的L、C足够小，f足够高，则能够有效发射电磁波，故B错误； C．均匀变化的磁场在圆环中激发出涡旋状的感生电场，小球受到电场力作用，在环上加速运动，形成电流，其本质是一种磁生电现象，故C正确； D．变化磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，故D错误。 故选C。 68．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据麦克斯韦的电磁场理论可知，周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，进而在空间激发出电磁波。 AC．AC图中是均匀变化的电场，只能激发出稳定的磁场，不会再激发电场，故AC错误； D．D图中是恒定的电场,不会在周围空间产生磁场，故D错误； B．只有B图中的周期性变化的电场才会在周围空间产生周期性变化的磁场,进而产成电磁波。故B正确。 故选B。 69．（2025·广东·模拟预测）科技发展日新月异，一些曾经很流行的物件慢慢边缘化，如下左图是一个收音机（简笔画），可以用来收听广播电台节目。广播电台将电磁波发射出去，人们通过调节收音机上的调频旋钮来选择自己想要收听的电台。收音机内部有一个LC振荡电路，需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同，使接收到的信号最强。收音机的调频旋钮实际上就是个可调电容器，其原理简化图如下右图所示，两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接，其中一片是定片，另一片是动片，旋动调频旋钮的时候，改变两个铜片的正对面积从而改变其电容，当前收音机正在接收中山人民广播电台（调频96.7MHz）的节目，下列说法正确的是（　　） A．不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同 B．电磁波从真空进入水中，传播速度减小，波长变大 C．不同电台发出的电磁波到达收音机处，会发生干涉，有些时候信号加强，有些时候信号减弱 D．若要调台，改听中山音乐电台（调频88.8MHz），则需要将上右图中的动片逆时针旋转 【答案】D 【详解】A．不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率不相同，故A错误； B．电磁波从真空进入水中，根据可知，传播速度减小，根据可知，波长变小，故B错误； C．不同电台发出的电磁波到达收音机处，由于频率不同，则电磁波不会发生干涉，故C错误； D．若要调台，改听中山音乐电台（调频88.8MHz），则频率减小，根据可知，需增大电容，需要将上右图中的动片逆时针旋转即可，故D正确； 故选D。 70．（多选）（2021·福建·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 【详解】A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，声音在水下是纵波，故信息载体属于纵波，故A错误； B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光通信，光是电磁波属于横波，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。 71．（多选）（24-25高二下·安徽·期末）图甲为沿y轴正方向传播的电磁波，发射源位于坐标原点O，其磁场与电场方向分别平行于x、z轴，在y轴正半轴某位置放置如图乙、丙所示的装置检测电磁波。图乙为两根长直天线，中间通过导线连接一个小灯泡，图丙为环形天线，接口处通过导线也连接一个小灯泡。为更好的检测到电磁波，两个装置的放置方式为（　　） A．图乙长直天线平行于x轴放置 B．图乙长直天线平行于z轴放置 C．图丙环形天线平面垂直于x轴放置 D．图丙环形天线平面垂直于z轴放置 【答案】BC 【详解】AB．图乙长直天线方向沿电场方向放置时，在电磁波的变化电场作用下，天线中产生交变电流，故A错误，B正确； CD．图丙环形天线平面垂直于磁场方向放置时，在电磁波的变化磁场作用下，天线中产生感应电流，故C正确，D错误。 故选BC。 72．（多选）（24-25高二下·湖北黄冈·期末）不同波长的电磁波具有不同的特性，按照波长从大到小可以排列成电磁波谱。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．真空中a光频率小于b光频率 B．真空中a光速度小于b光速度 C．若a、b两光通过同一双缝干涉实验装置，则a光产生的干涉条纹间距更大 D．若a、b两光照射同一个狭缝，则b光的衍射现象更明显 【答案】AC 【详解】A．根据电磁波谱中a、b的位置可知， a光的波长较大，频率较小，故 A正确； B．真空中各种色光的速度都为c，故B错误； C．双缝干涉的条纹间距为，a光的波长较大，因此条纹间距也较大，故C正确； D．对于同一个狭缝，波长越长的光，衍射现象越明显，故 D错误。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 光和电磁波 题型1 折射定律及折射率的定性分析 题型7 光的衍射与偏振 题型2 折射定律及折射率的定量计算（常考点） 题型8 实验：测量玻璃的折射率（常考点） 题型3 光的全反射的分析（重点） 题型9 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 题型4 光的折射和全反射的综合问题（常考点） 题型10 电磁振荡的分析 题型5 双缝干涉分析与计算 题型11 电磁波的产生、传播及电磁波谱 题型6 薄膜干涉的分析（难点） 题型一 折射定律及折射率的定性分析（共5小题） 1．（2024·江苏·模拟预测）地球表面大气对光的折射率随高度的增加而逐渐减小。一束太阳光从大气层中某点射入，此后光的传播路径可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（24-25高二上·广东河源·期末）如图，水平桌面上有一只装有水的玻璃量筒，把一张左侧为黄色、右侧为蓝色的纸片慢慢地向右水平移动，当纸片的中心线与量筒的中轴线重合时、不考虑光在玻璃中的折射，站在量筒正前方的同学看到纸片上的颜色情况是（　　） A． B． C． D． 3．（24-25高二下·四川攀枝花·期末）小明在洗手时发现，洗手盆上有一条彩色光带，通过分析后画出了如图所示部分光路。图中P为与纸面垂直的水平线光源，发出的光照在右侧涂有反光层的平面镜上，光反射后在左侧的水平地面上形成彩色光带，则该光带远离平面镜一侧应是什么颜色（　　） A．红 B．黄 C．蓝 D．紫 4．（22-23高二下·河南开封·期末）日常生活中，我们发现这样一个有趣的现象，当你把筷子插进装有水的玻璃杯中时，会发现筷子好像被折断了一样，但是你从杯子中拿出来筷子又是完好无损的。现将一根粗细均匀的直棒竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中，从水平方向观察，下列四幅图中符合实际的是（　　） A．   B．   C．   D．   5．（多选）（23-24高二下·湖南湘西·期末）如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（　　） A．彩虹的成因是光的反射 B．彩虹的成因是光的折射 C．彩虹的倒影是由光的折射引起的 D．彩虹的倒影是由光的反射引起的 题型二 折射定律及折射率的定量计算（共8小题） 6．（24-25高二下·天津河北·期末）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．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 B．甲光的频率比乙光的高 C．甲光的波长比乙光的长 D．甲光和乙光在棱镜中的传播速度相同 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）图甲为由细小玻璃珠及反射层制成的玻璃微珠反光膜，它能将射向它的部分光逆向照回（反射光线和入射光线方向相反），常被用于无光源的道路标志线、标志牌中，以增强反光效果。图乙为一光线照射到半径为R的玻璃微珠后被逆向照回的光路图，已知所用玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为c，则该光中的传播时间为（　　） A． B． C． D． 8．（24-25高二下·浙江绍兴·期末）有一透明材料制成的中空半圆柱体，其横截面如图所示，内半径为R，外半径为2R，为对称轴，处有一可以旋转的单色激光发射器，使发出的光绕以角速度ω在纸面内匀速转动。圆柱体内部弧面上均附有特殊材料（除外），使光到达时全部被吸收。已知单色光在透明材料中的折射率为，真空中光速为c，下列说法正确的是（　　） A．折射光在材料中转动的角速度也为ω B．光点在下侧截面移动的长度为 C．光在材料中传播的时间均为 D．若减小单色光频率，光点在下侧截面移动的长度将变大 9．（多选）（24-25高二上·福建厦门·期末）小厦同学用相机拍摄泳池左侧壁的照片如图甲所示，发现水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减，于是根据照片绘制光路图如图乙所示，用以测量水的折射率。已知相机离水面的高度为，与侧壁的水平距离为，分析照片可知泳池左侧壁视深为，实际深度为，则（　　） A．光线从水中入射到空气时波长变长 B．光线从水中入射到空气时波长变短 C．水的折射率为 D．水的折射率为 10．（2025·山东·高考真题）由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件下表面圆弧以O点为圆心，上表面圆弧以点为圆心，两圆弧的半径及O、两点间距离均为R，点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF和右界面CH与平行，到的距离均为。 (1)B点与的距离为，单色光线从B点平行于射入介质，射出后恰好经过点，求介质对该单色光的折射率n； (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，并垂直CH射出，出射点在GE的延长线上，E点在上，、E两点间的距离为，空气中的光速为c，求该光在介质中的传播时间t。 11．（23-24高二下·广东江门·期末）江门新会陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶，现用一束激光从A点发射，刚好从陈皮茶的上表面B点射入，激光射在杯子底面最左端的C点，过B点做底边CE的垂线交于D点。DE的长度，CD的长度，AB与BC的长度相等都是，求： （1）陈皮茶的折射率n； （2）激光从B到C的时间与从A到B的时间比值。 12．（2025·山东菏泽·二模）某边长为的等边三角形发光元件放在半径为R的半球形透明介质上表面，其中心与半球形圆心重合，光在空气中的速度大小为c，不考虑反射。求： (1)若介质的折射率为n，从三角形顶点发出的光到达半球形底部A的时间； (2)要使三角形发光元件发出的光都能从球面射出，介质的折射率应该满足的条件。 13．（24-25高二下·陕西渭南·期末）如图是一种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图，让光束从海水射向宽度为2d的平行空气砖（忽略薄玻璃壁厚度）再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度溶液中发生的偏移量，进而计算出海水盐度。已知当光束从海水中射向平行空气砖的入射角为30°时，射出平行空气砖的折射光线的偏移量为2d，空气中的光速近似为c，求∶ (1)海水的折射率； (2)光在空气砖中传播所用的时间。 题型三 光的全反射的分析（共9小题） 14．（24-25高二下·吉林长春·期末）一个边长为a=6m的等边三角形景观鱼池，底部中点有一点光源，若在水面正上方观察，会看到水面上有一个圆形发光区域恰与鱼池的三条边相切（如图所示），已知水下光源发出的光在水中的折射率为。景观鱼池中水的深度为（　　） A．m B．m C．m D．m 15．（24-25高二下·福建三明·期末）如图为“水流导光”实验装置。长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出，形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播。下列操作中，能使激光束完全被限制在水流内传播的是（　　） A．增大激光的强度 B．改用频率更高的激光 C．降低瓶内液面高度 D．改用折射率更小的液体 16．（2025·广东广州·三模）一种“光开关”的“核心区”如图中虚线框区域所示，其中1、2是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能 B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则能实现“关”功能 C．若不充入介质，则能实现“开”功能 D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变 17．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）如图所示，桌面上放一枚硬币，一个透明圆柱体放在硬币上。从圆柱体侧面任意位置观察硬币，均未能看到。则圆柱体的折射率可能是（　　） A．1.38 B．1.39 C．1.41 D．1.42 18．（2025·贵州遵义·一模）如图，透明柱状均匀介质的横截面是以O为圆心的四分之一圆，其OC边涂有吸光材料，光射到OC边会被全部吸收。真空中有两束同种单色光均垂直AO边射入该介质（介质内部的光路未画出）。下列从AC边射出的光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 19．（2025·江苏·高考真题）如图所示，一束激光射入肥皂泡后（入射激光束未在图中标出），肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光（    ） A．波长等于亮环的周长 B．频率比在真空中的大 C．在肥皂膜与空气的界面上发生衍射 D．在肥皂膜与空气的界面上发生全反射 20．（24-25高二下·青海海南·期末）图为某透明介质制成的四分之一圆柱体，其半径为，高为，一束光垂直射到圆柱体的面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的二次反射，则弧面上的透光面积为（　　） A． B． C． D． 21．（24-25高二下·河北秦皇岛·期末）海市蜃楼是一种反常的折射现象。其中一种情况如图所示，空气密度随高度增大迅速减小，光线在这种空气密度随高度锐减的气层中传播，会向下屈折，远方地平线处的物体发出或反射的光线经折射进入观测者眼帘。根据上述情况，下列说法正确的是（　　） A．空气折射率随高度的升高而逐渐增大 B．光线在最高处发生的是折射 C．若光线的频率增大，则能到达的最高点升高 D．若光线初始的入射角增大，则能到达的最高点降低 22．（多选）（2025·四川·高考真题）某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（    ） A．可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B．若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为 C．若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为 D．若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 题型四 光的折射和全反射的综合问题（共6小题） 23．（2025·湖北恩施·模拟预测）右图为半径为的圆形薄片玻璃工艺品挂件，一条直径上与圆心相距处嵌入一个荧光点光源（白天吸收阳光后晚上发出可见光），若挂件材质对该光的折射率为，当光源发光时，其边缘上总有部分圆弧没有光线射出而黑暗。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，下图中标示没有光线射出而黑暗的圆弧位置和长度（粗黑实线表示），最接近事实的图是（　　） A． B． C． D． 24．（2025·浙江·高考真题）测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。已知转盘转动角速度为，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率为（    ）（光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有） A． B． C． D． 25．（24-25高二下·河北邯郸·期末）图甲为透明水晶“平安扣”，它由同材质同心环形材料组成，将“平安扣”平放在水平桌面上，过环心O的横截面如图乙所示，外环的半径为R，细光束从P点射入“平安扣”时，经一次折射后，恰好在内环上发生全反射，从外环上第一次射出的点为Q，已知光在真空中的传播速度为c，圆心角POQ为90°，水晶的折射率，则细光束在“平安扣”中由P点射入到从Q点射出所经历的时间为（　　） A． B． C． D． 26．（多选）（24-25高二下·福建三明·期末）如图，红绿两束单色光同时从空气中沿同一路径以角从面射入某长方体透明均匀介质，折射光束在面发生全反射后射向面。若逐渐增大，两束光在面上的全反射现象会先后消失，则（　　） A．在面上，绿光比红光更靠近点 B．红光射入介质，频率增大，波长变长 C．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 D．逐渐增大时，入射光在面会发生全反射 27．（2025·云南·高考真题）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度，盖玻片与物镜的间距，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速。 (1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）； (2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为，求（结果保留2位有效数字）。 28．（24-25高二下·河北邢台·期末）如图所示，由某种均匀介质制成的柱形透明物体，其上表面为水平圆，圆心为O1，半径为8d；下底面为倾斜椭圆，椭圆的中心为O2，长轴，短轴方向平行于上表面，柱体左侧侧线PM最长，在O1正下方4d处放置一点光源S，从上表面射出的光形成一半径为4d的圆形亮斑，A为直径PQ与亮斑边缘的交点，已知光在真空中的传播速度为c。 (1)求该介质的折射率n； (2)光线SA经圆柱体侧面反射后恰好从椭圆中心O2射出，求其从S发出至到达O2的时间t。 29．（24-25高二下·广东广州·期末）如图所示，一直角三棱镜截面，，，O为的中点，边长为L。平行于边的激光从的中点D射入该棱镜，折射光线照射到的中点E。已知光在真空中的速度c，不考虑光的多次反射。 (1)求三棱镜的折射率n；（可保留根号） (2)通过计算判断激光是否能够从边射出，并规范画出激光在三棱镜中传播的光路图； (3)求激光在三棱镜中传播的时间。 题型五 双缝干涉分析与计算（共7小题） 30．（24-25高二上·江苏淮安·期末）用如图所示装置观察光的干涉现象，欲使干涉条纹间距变窄，下列操作可行的是（    ） A．将屏向双缝靠近 B．将单缝向双缝靠近 C．将双缝换成间距更小的 D．将绿色滤光片换为红色的 31．（24-25高二下·河南郑州·期末）某同学用图甲所示的实验装置研究光的双缝干涉现象，、为双缝，点为光屏上一点。一束单色激光垂直照射双缝，在屏上得到了如图乙所示的干涉图样，则（　　） A．若只增大双缝间的距离，条纹间距变大 B．若只增大单色激光的频率，条纹间距变小 C．若、到点的路程差为波长奇数倍，处是暗条纹 D．若、到点的路程差为半波长整数倍，处一定是亮条纹 32．（2024·浙江金华·三模）双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，O点为、连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经、传播到光屏上P点的时间差为，其中垂直于光屏，P为某亮条纹中心，之间还有m条亮条纹。若紧贴放置一厚度均匀的玻璃片、光由垂直穿过玻璃片传播到P点与光由直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的传播速度为c、玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。则单色光在真空中的波长及玻璃片的厚度分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 33．（24-25高二下·湖南·期末）1834年，洛埃利用与光屏垂直的平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。如图，光源S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分经平面镜反射后照在光屏上（由平面镜反射的光相当于从S在平面镜中的虚像发出的）。已知光源S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为L，光的波长为λ。下列关于洛埃镜实验的说法正确的是（　　） A．光屏上相邻两明条纹间距离 B．若将平面镜向下平移稍许，则屏上相邻两明条纹间距离减小 C．若换用频率更大的单色光，相邻两暗条纹间距将增大 D．若增大光源发光强度，相邻两明条纹间距离会明显增大 34．（多选）（2024·山东青岛·三模）矿井空气中的瓦斯浓度超过1%时，容易发生瓦斯爆炸。某同学通过查阅资料得知含有瓦斯的空气折射率大于干净空气的折射率，他利用光的干涉监测瓦斯浓度。如图，在双缝后面放置两个完全相同的薄壁透明容器A、B，容器A中是干净的空气，容器B与矿井中空气相通。用某种单色光照射单缝，观察屏上的干涉条纹，就能够大致判断瓦斯的浓度。下列说法正确的是（　　） A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的空气一定不含瓦斯 B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的空气一定含有瓦斯 C．同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小 D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小 35．（23-24高二上·河南开封·期末）图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长长 B．形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小 C．若只增大挡板与屏间的距离L，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小 D．若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大 36．（多选）（24-25高二上·湖南长沙·期末）1801年，托马斯·杨利用双缝干涉实验研究了光的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉实验的结果，洛埃镜实验基本装置如图所示，为单色缝光源，发出的光照在光屏幕上，同时发出的光还通过平面镜反射在光屏上，两者发射干涉，形成条纹。某次实验，设光源到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为和，光的波长为。下列说法正确的是（   ） A．平面镜水平向左移动少许，条纹间距将变小 B．平面镜竖直向下移动少许，条纹间距将变小 C．光屏上只有间的区域内可以观察到明暗相间的干涉条纹 D．单色光波长为时光屏上干涉条纹间距为 题型六 薄膜干涉的分析（共9小题） 37．（2025·宁夏吴忠·三模）在制作高精度的仪器时往往需要对材料表面的平整度进行检查。如图所示，采用劈尖干涉的原理进行检测，将波长为的单色光垂直打在材料表面，用显微镜俯视观察镜片上产生的干涉图样，发现一个圆形的异常区域，其中一条亮条纹刚好穿过圆心（已用亮色标识）。已知显微镜只起放大图像的作用，则下列说法正确的是（　　） A．该圆形区域为突起区 B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域的条纹弯曲方向变为向右 C．圆形区域相对平整区域的最大高度差约 D．若要使条纹更密集，可换用波长更短的光源，并减小镜片与材料表面间夹角 38．（2025·湖南邵阳·三模）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级）。实验装置如图甲所示，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻亮条纹的间距为，则下列说法正确的是（　　） A． B．A与直径相差越大，越大 C．轻压左端，若增大则有 D．若A与直径相等，也可能产生图乙中类似的干涉条纹 39．（23-24高二上·江苏苏州·期末）为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法中正确的是（　　）      A．镀膜使图像清晰是因为利用了光的偏振 B．镀膜的目的是使入射的红外线反射 C．镀膜的厚度是红外线在薄膜中波长的四分之一 D．镀膜的镜头看起来是有颜色的，是因为增加了这种光的透射程度 40．（24-25高二下·山西太原·期末）在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜，用它观察灯焰，下列说法正确的是（　　） A．换用不同颜色的光做实验时，亮条纹的间距保持不变 B．肥皂膜上的条纹是光线在液膜后表面发生干涉现象所致 C．可利用薄膜干涉的原理检测精密仪器光学平面的平滑度 D．液膜厚度相同的位置，前后表面反射光的路程差是不同的 41．（2024·山东·高考真题）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 42．（24-25高二下·重庆沙坪坝·期末）用平行单色光垂直照射一竖直放置的透明薄膜，从光源一侧顺着入射光线看到的条纹如图所示，则该透明薄膜截面的形状可能是（    ） A． B． C． D． 43．（多选）（2025·河南信阳·模拟预测）把两片很薄的载玻片上下叠放在一起置于白光下，用硬物的尖端轻压上面的载玻片，可看到如图甲所示的彩色条纹。图甲中P、Q两点为相邻的两条蓝色条纹上的点，图乙为示意图，则（　　） A．这是光的干涉现象 B．这是光的衍射现象 C．P、Q两点处的空气膜厚度之差为蓝光波长的 D．P、Q两点处的空气膜厚度之差为蓝光波长的 44．（多选）（24-25高二上·山东淄博·期末）利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图甲所示，现使透明标准板和待检工件间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图所示的干涉条纹，条纹的弯曲处对应于A处。下列说法正确的是（　　） A．判断A处缺陷为凸起 B．判断A处缺陷为凹陷 C．当减小薄片的厚度，则相邻的干涉条纹间距会变大 D．当减小薄片的厚度，则相邻的干涉条纹间距会变小 45．（多选）（24-25高二下·河南南阳·期末）如图所示，将平板玻璃1放置在另一平板玻璃2之上，在一端加入两张纸片，用单色光从上面照射，可以观察到明暗相间的条纹。图中a、b为平板玻璃1的上、下表面，c、d为平板玻璃2的上、下表面，则（　　） A．明暗相间的条纹是由b、c面上的反射光干涉形成的 B．明暗相间的条纹是由a、d面上的反射光干涉形成的 C．若抽出一张纸，则条纹间距变大 D．若抽出一张纸，则条纹间距变小 题型七 光的衍射与偏振（共5小题） 46．（24-25高二下·天津南开·期末）关于下列四幅图所涉及的物理知识的论述正确的是（　　） A．甲图中，水中射水鱼看到的小昆虫在昆虫实际位置的下方 B．乙图中，M、N是偏振片，P是光屏，固定偏振片M，缓慢转动偏振片N时，光屏P上光的亮度发生变化，此现象说明光是纵波 C．丙图中，彩色的肥皂泡是光的折射现象 D．丁图中，“泊松亮斑”是光的衍射现象 47．（2025·甘肃白银·模拟预测）如图甲所示，用单色光照射厚纸板上的圆孔，在纸板后边的光屏上得到如图乙所示的圆形光斑。下列方法有助于在光屏上看到明显衍射条纹的是（　　） A．增大光的强度 B．增大光的频率 C．减小圆孔的直径 D．减小纸板到光屏的距离 48．（2024·江苏·高考真题）用观看立体影的特殊眼镜观察手机液晶屏幕上的图片，通过左镜片的图片明亮，右镜片的灰暗。旋转手机屏幕，透过两镜片的图片（　　） A．均变明亮 B．均变灰暗 C．亮度均无变化 D．左镜片的变暗，右镜片的变亮 49．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆板和小圆孔后，得到的四幅图样如图所示，由于操作者疏忽，打乱了图样的顺序，下列说法正确的是（　　） A．甲图是泊松亮斑 B．乙图是泊松亮斑 C．丙图是泊松亮斑 D．丁图是泊松亮斑 50．（2025·江苏常州·模拟预测）如图所示，用同一束激光分别照射三个宽度不同的狭缝，得到甲、乙、丙三种不同的图样，则（　　） A．甲图对应的狭缝最宽 B．乙图对应的狭缝最宽 C．丙图对应的狭缝最宽 D．甲、乙、丙图均为干涉图样 题型八 实验：测量玻璃的折射率（共5小题） 51．（24-25高二下·重庆·期末）某同学用“插针法”测定一均质玻璃砖对某单色光的折射率。一细束单色光从空气中射入该玻璃砖，AB、CD分别是玻璃砖的两个界面。进行正确的实验操作后，在白纸上记录了、、、四枚大头针的位置，如题图所示。 (1)请在题图中作出该单色光从AB界面入射时的折射光线，并标出对应的入射角α和折射角β 。 (2)该玻璃砖对该单色光的折射率计算式为n= 。（用α和β表示） 2．（24-25高二下·河南信阳·期末）某实验小组用两种方法来测量介质的折射率。如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖直放置，再把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，让光从圆心斜射入玻璃砖，通过角度可测量折射率；如图乙所示，把圆形光具盘竖直放置一半在水中，是竖直直径，是贴着水面的水平直径，让一束光在水槽内从圆心射出水面，光线经过光具盘上的两点，通过刻度尺作图并测量长度可测量折射率。回答下列问题∶ (1)对甲图，保持入射点不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小，多次实验的目的是 ，分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比 （选填“是定值”或“不是定值”）； (2)对乙图，当做出完整的光路图后，过分别做的垂线，垂足分别为，用刻度尺测量的长度，则水的折射率 。 52．（2024·浙江·高考真题）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和 B、顶角大小为）的折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像； ④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率 n= 。 53．（24-25高二下·四川达州·期末）如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 (1)下列说法正确的是________ A．必须选用上下表面平行的玻璃砖进行实验 B．插上大头针时，使仅挡住的像即可 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．在一侧始终无法观察到、的像，可能是由于过大，致使光线在面发生了全反射 (2)在完成了光路图以后，一位同学用圆规和刻度尺，以点为圆心，为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的垂线，与法线的交点分别为点和点，如图乙所示。用刻度尺测得长度为6cm，长度为4cm，则玻璃砖的折射率 (3)另一位同学在该实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃，画出的玻璃砖界面、如图丙所示。其他操作均正确，该同学测得的折射率与真实值相比 。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） 54．（2025·福建·高考真题）某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图（a）所示。实验操作过程如下： （1）调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。 （2）打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。 （3）调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图（b）所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为，到液面的距离分别为。测得的值，并利用表达式 （用表示）求出糖水折射率。 （4）改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。 浓度/% 11.8 21.1 32.0 39.1 51.1 折射率n 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 （5）在图（c）给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“”图线 。 （6）由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大 。（结果保留2位有效数字） 题型九 实验：用双缝干涉实验测量光的波长（共4小题） 55．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时，小南用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边（图中竖直方向） 均匀分布着许多光敏单元，各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器得到各点的光照强度，形象地展示亮条纹的分布，得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。 (1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm； (2)单缝S到平面镜的距离，则单色光的波长为 nm（保留3位有效数字）； (3)若只把光源换成频率更大的单色光，则新的光强分布是图乙中的 （填“b”或“c”）曲线。 56．（2024·河北·高考真题）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为 （填“红光”或“绿光”）。 57．（24-25高二下·青海西宁·期末）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示 (1)M、N、P三个光学元件依次为_______。 A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片 C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片 (2)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是（　　） A．将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片，其他条件不变，干涉现象消失 (3)如图所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行________。 A．仅旋转单缝 B．仅前后移动凸透镜 C．仅旋转毛玻璃处的测量头 D．调节拨杆 (4)已知双缝间的距离为，双缝到毛玻璃屏的距离为，当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为0.3mm，当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图4所示，则读数为 mm；由以上已知数据和测量数据可知，该红光的波长为 m（结果保留两位有效数字）。 (5)将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，可看到的干涉条纹如图所示。若在装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，相比原来观察到的干涉条纹 （A．变密  B．变疏  C．不变），若将空气膜抽成真空，相比原来观察到的干涉条纹 （A．变密  B．变疏  C．不变） 58．（24-25高二下·湖北荆门·期末）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为_____； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、单缝、双缝 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____； A．仅转动透镜 B．仅转动遮光筒 C．仅转动测量头 D．仅转动手轮 (3)关于该实验，下列说法正确的是_____。 A．仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样 B．若将双缝间的距离减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小 C．仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为 题型十 电磁振荡的分析（共6小题） 59．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期末）如图是用振荡电路测量储罐中不导电液体高度的示意图。当开关从a拨到b时，回路中产生周期为的振荡电流，在开始的内，电容器的电荷量（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 60．（24-25高二下·贵州安顺·期末）某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆出入信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈L的磁场能为零 B．由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 C．过程电容器内的电场强度逐渐减小 D．过程电容器C带电量逐渐增大 61．（24-25高二下·河北承德·期末）如图所示，电容器电容，电感线圈的电感，电容器内有一个带负电的微粒，当开关与电源相连时，带电微粒刚好静止在电容器中。时刻，让开关与电感线圈相连，经过，微粒未与电容器极板发生碰撞，重力加速度取，不计空气阻力，此时微粒加速度大小为（　　） A． B． C． D． 62．（24-25高二下·山东临沂·期末）如图所示，单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端，时LC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。若以顺时针电流为正方向，则LC电路中电流随时间变化的图像是（　　） A． B． C． D． 63．（2025·云南昆明·模拟预测）LC振荡电路通过调整电感和电容的值，可以控制振荡频率。这种电路常被用在调频收音机、无线通信设备中，用于产生本机振荡信号。一LC振荡电路如图所示，单刀双掷开关S先拨至触点1，使电容器与电源接通。再将拨至触点2并开始计时，若振荡周期为，不计能量损失，下列说法正确的是（　　） A．时刻，两极板所带电荷量为零 B．时间内，线圈中电流逐渐增大 C．时间内，线圈中磁场能逐渐减小 D．时刻，电容器上极板带负电 64．（2025·江苏·高考真题）如图所示．将开关S由a拔到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图象是（    ） A． B． C． D． 题型十一 电磁波的产生、传播及电磁波谱（共8小题） 65．（23-24高二下·广东东莞·期末）有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空中的速度等于光速 B．电磁波能传播信息，不能传播能量 C．X射线的波长比红外线的波长更长 D．可见光不属于电磁波 66．（2025·江西南昌·三模）量子光源利用氢原子的能级跃迁来产生特定频率的光子，用于量子密钥分发等重要任务。已知在某次实验中，谱线a、b的波长分布如图所示，以下关于谱线a、b的波长和频率说法正确的是（　　） A．谱线a的波长比谱线b长，频率比谱线b高 B．谱线a的波长比谱线b短，频率比谱线b低 C．谱线a的波长比谱线b长，频率比谱线b低 D．谱线a的波长比谱线b短，频率比谱线b高 67．（24-25高二下·河南信阳·期末）下列有关电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A．对甲图，可分析发现振荡电路正在正向放电 B．对乙图，因为仅是一条直导线，没有电容器和线圈，不能有效地发射电磁波 C．对丙图，变化磁场激发感生电场，小球在电场力作用下加速运动，本质是一种磁生电现象 D．对丁图，变化磁场周围产生电场不是普遍存在的现象，与闭合电路是否存在有关 68．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）在如图所示的四种电场中，能产生电磁波的是（　　） A． B． C． D． 69．（2025·广东·模拟预测）科技发展日新月异，一些曾经很流行的物件慢慢边缘化，如下左图是一个收音机（简笔画），可以用来收听广播电台节目。广播电台将电磁波发射出去，人们通过调节收音机上的调频旋钮来选择自己想要收听的电台。收音机内部有一个LC振荡电路，需要调节其固有频率与要接收的电磁波频率相同，使接收到的信号最强。收音机的调频旋钮实际上就是个可调电容器，其原理简化图如下右图所示，两个半圆形铜片中心通过塑料转轴连接，其中一片是定片，另一片是动片，旋动调频旋钮的时候，改变两个铜片的正对面积从而改变其电容，当前收音机正在接收中山人民广播电台（调频96.7MHz）的节目，下列说法正确的是（　　） A．不同频率的电磁波在相同介质中的传播速率相同 B．电磁波从真空进入水中，传播速度减小，波长变大 C．不同电台发出的电磁波到达收音机处，会发生干涉，有些时候信号加强，有些时候信号减弱 D．若要调台，改听中山音乐电台（调频88.8MHz），则需要将上右图中的动片逆时针旋转 70．（多选）（2021·福建·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 71．（多选）（24-25高二下·安徽·期末）图甲为沿y轴正方向传播的电磁波，发射源位于坐标原点O，其磁场与电场方向分别平行于x、z轴，在y轴正半轴某位置放置如图乙、丙所示的装置检测电磁波。图乙为两根长直天线，中间通过导线连接一个小灯泡，图丙为环形天线，接口处通过导线也连接一个小灯泡。为更好的检测到电磁波，两个装置的放置方式为（　　） A．图乙长直天线平行于x轴放置 B．图乙长直天线平行于z轴放置 C．图丙环形天线平面垂直于x轴放置 D．图丙环形天线平面垂直于z轴放置 72．（多选）（24-25高二下·湖北黄冈·期末）不同波长的电磁波具有不同的特性，按照波长从大到小可以排列成电磁波谱。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．真空中a光频率小于b光频率 B．真空中a光速度小于b光速度 C．若a、b两光通过同一双缝干涉实验装置，则a光产生的干涉条纹间距更大 D．若a、b两光照射同一个狭缝，则b光的衍射现象更明显 学科网（北京）股份有限公司 $