题型16 光学 电磁波（题型专练）（广东专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

题型15 光学 电磁波 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 光的折射【重难】 考向02 全反射【重难】 考向03 光的波动性 电磁波【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 本题型是高中物理中光学的知识，多数可能是选择题的考向。本题型的命题常与现代科技中的实际问题等知识结合考查。解题的关键和核心能力在于灵活运用折射、折射率、全反射等知识解题。 考向01 光的折射 【例1-1】（2025·广东·模拟）水晶玻璃常用来制作各种装饰品。现有一厚度为的足够长的矩形水晶玻璃砖，放在如图所示的虚线位置，玻璃砖的前后面与虚线ab、cd重合且与光屏平行，一细光束以的入射角从ab边射入玻璃砖，在光屏上的光点比不放玻璃砖时向下移动了，不考虑细光束在玻璃内的反射，光在真空中传播的速度为。取，下列说法正确的是（　　） A．细光束射入ab边的折射角为 B．该水晶玻璃的折射率为 C．若改变细光束的入射角，细光束在玻璃砖中传播的最短时间为 D．若改变细光束的入射角，细光束在玻璃砖中传播的最长时间趋近于 【答案】CD 【详解】A．光路图如图所示 可得折射角，A错误； B．根据折射定律可得折射率，B错误； C．光在玻璃砖中传播的速度为 当细光束垂直ab边入射时，光在玻璃砖中传播的时间最短，，C正确； D．当入射角无限接近于时，光在玻璃砖中传播时间最长，此时折射角接近临界角，有 可得 光在玻璃砖中传播时间趋近于，D正确； 故选CD。 【例1-2】（2026·广东省湛江市部分高中·一模）玉璧象征着古人“天圆地方”的朴素宇宙观。实验小组以密度均匀的同心圆玉璧为实验材料，探究其折射率与相关角度的定量关系，实验过程得到右图所示的示意图，其中极细光束自空气从O点入射，轨迹恰好与半径为3R的内圆相切，并从P点出射。下列说法正确的是（　　） A．增大入射角θ，光可能在O点发生全反射 B．换用波长更大的光进行实验，光在玉璧中的传播时间一定小于 C．减小入射角θ，光在传播过程中不可能发生全反射 D．从P点出射的光的光强与从O点入射的光的光强一定相等 【答案】B 【详解】A．空气相对于玉璧是光疏介质，不满足全反射发生的条件，故A错误； B．根据题图可知，O点的折射角为37°，由几何关系可得该光束在玉璧中传播路程为 传播速度为 换用波长更长的光，玉璧对其折射率减小，传播速度变大，折射角减小，路程减小，则，故B正确； C．稍微减小入射角，光可能在玉璧内圆上发生全反射，故C错误； D．由于光在折射的同时可能发生光的反射，出射光光照强度一般小于入射光光照强度，故D错误。 故选B。 1.求解折射率的三个公式 (1)n12＝。(2)n＝。(3)n＝。 2.折射率的理解 (1)折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关。 (2)光密介质指折射率大的介质，而不是指密度大的介质。 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 【变式1-1】（2025·佛山禅城·供题训练）实验室中有两瓶容量相同的透明液体，它们分别是硅油和甘油，但标签部分模糊。为将其进行区分，将两种液体分别倒入同一容器中（如图，O为倒入液体上表面的中点），用一红色激光从O点以相同角度射入液体，激光分别射到容器底部的a、b两点。已知硅油的折射率为n1=1.39，甘油的折射率为n2=1.47，下列判断正确的是（　　） A．激光射到b点，则容器内装有硅油 B．红色激光在甘油中传播速度更大 C．若激光从液体射向空气，硅油的临界角大于甘油的临界角 D．若换用绿色激光从O点以相同角度入射，光点a、b均向右移 【答案】C 【详解】A．激光射到b点，由图可知光线对应的偏折程度较大，对应的折射率较大，则容器内装有甘油，故A错误； B．根据，由于甘油的折射率较大，所以红色激光在甘油中传播速度更小，故B错误； C．根据，由于硅油的折射小于甘油的折射率，若激光从液体射向空气，硅油的临界角大于甘油的临界角，故C正确； D．若换用绿色激光从O点以相同角度入射，由于绿色激光的频率大于红色激光的频率，所以折射率变大，光线的折射角变小，则光点a、b均向左移，故D错误。 故选C。 【变式1-2】（2025·广东省大湾区·10月联合模拟）某同学利用半圆形玻璃砖进行实验，两单色光I和Ⅱ分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光c，已知两光与法线间的夹角分别为和，其出射光都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（　　） A．Ⅱ光与I光在玻璃砖中的传播时间之比为 B．Ⅱ光与I光在玻璃砖中的折射率之比为 C．Ⅱ光与I光在玻璃砖中传播速度大小的比为 D．Ⅱ光与I光由该玻璃砖射向真空发生全反射时的临界角之比为 【答案】C 【详解】AB．由于光从玻璃砖射向空气发生折射，根据折射定律可知 i是入射角，r是折射角，则玻璃砖对Ⅰ光与Ⅱ光的折射率分别为， 则 根据 知Ⅰ光和Ⅱ光在玻璃砖中传播速度之比 根据 得Ⅰ光和Ⅱ光在玻璃砖中的传播时间之比，故AB错误； C．根据可知，Ⅱ光与I光在玻璃砖中传播速度大小的比为，故C正确； D．根据 可得临界角正弦之比为 则临界角之比不等于，故D错误。 故选C。 【变式1-3】（2025·广东·联考）甲、乙两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　） A．甲光在玻璃砖中的折射率为 B．乙光的频率小于甲光的频率 C．乙光以入射角i入射时，PQ上可能接收不到乙光 D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上一定能接收到甲光 【答案】C 【详解】A．对于甲光发生折射，由折射定律有，选项A错误； BC．对题图甲、乙所示的单缝衍射图样进行对比可知，甲光衍射现象更明显，说明甲光的波长比乙光的长，甲光的频率比乙光的小，对同一种介质，甲光的折射率更小，根据全反射的临界角的正弦值可知甲光的临界角较大，乙光的临界角较小，则当乙光以入射角i入射时可能会发生全反射，PQ上有可能会接收不到乙光，选项B错误、C正确； D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，入射角增大，如果入射角达到甲光的临界角，则甲光发生全反射，即PQ上接收不到甲光，选项D错误。 故选C。 考向02 全反射 【例2-1】（2025·广东中山·中山纪念中学·一测）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为，光速为。下列说法正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．若原子从跃迁至能级，入射光的频率为 C．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 D．频率为和的两种光分别射入双缝间距为，双缝到屏的距离为的干涉装置、产生的干涉条纹相邻亮条纹间距之差为 【答案】C 【详解】A．根据玻尔理论，从n=3能级跃迁到n=1能级，辐射出的光子能量可得 ，光子的动量 联立可得 ，A错误； B．原子从低能级向高能级跃迁时，需要吸收特定频率的光子， ，因此，入射光的频率应为 ，B错误； C．根据光电方程 ，最大初动能的差值就等于入射光子能量的差值，，结合 ，可得 ，C正确； D．双缝干涉的相邻亮条纹间距公式为 ，两种不同频率的入射光： ， 。 条纹间距之差为 。 因为 ，所以 ，因此 ，故D错误。 故选C。 【例2-2】（2025·广东广州·省实·适应性考试）一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　） A．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，光条纹间距小 B．用光、光照射某金属表面，若光能发生光电效应，光一定也能发生光电效应 C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光 D．a光在该玻璃砖内传播的速率小于b光在该玻璃砖内传播的速率 【答案】A 【详解】AD．从图示光路图看，在球面上，光偏折程度厉害，根据折射定律可知，光的折射率较大，频率较大，波长较短，根据，光在该介质中的传播速率小，根据条纹间距公式，光的条纹间距大，故A正确，故D错误； B．由于光的频率大于光，所以光子的能量大于光子的能量，若光能发生光电效应，光不一定能发生光电效应，故B错误； C．光从光密介质到光疏介质发生全反射的临界角满足，可见光发生全反射的临界角大于光，故C错误。 故选A。 解决光的折射和全反射的思路 【变式2-1】（2025·广东佛山禅城·二测）如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，由二种单色光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃。分别沿OB、OC在玻璃中传播。则下列说法正确的是（　　） A．沿OB传播的色光在该玻璃中的折射率较小 B．沿OB传播的色光波长较长 C．沿OB传播的色光光子能量较大 D．沿OB传播的色光更容易发生衍射现象 【答案】C 【详解】A．根据，由于OB光偏折程度比OC光大，所以OB光的折射率大，故A错误； BD．OB光的折射率大，所以OB光的频率大，依据，那么频率越高的，波长越小，越不容易发生明显衍射现象，故BD错误； C．根据ɛ可知，频率越大，能量越大，故C正确。 故选C。 【变式2-2】（2025·广东深圳福田红岭中学·适应性）真空中，一半圆形玻璃砖放置在转盘上，一束由单色光组成的光线从左侧沿玻璃砖半径方向入射。如图，此时右侧光屏上无亮点。随着转盘逆时针匀速转动，光屏上先出现单色光的亮点，则下列推断正确的是（　　） A．光的频率小于光的频率 B．光在玻璃砖内的传播速度小于光 C．双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用光 D．若均能使某金属发生光电效应，则光产生的光电子最大初动能较大 【答案】A 【详解】A．由题意可知转盘逆时针匀速转动时，入射角逐渐减小，a光首先折射出去，可知a光临界角较大，根据，a光折射率较小，则光的频率小于光的频率，选项A正确； B．根据可知，光在玻璃砖内的传播速度大于光，选项B错误； C．因a的波长较大，则双缝干涉实验中，根据可知，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用a光，选项C错误； D．若均能使某金属发生光电效应，因a光光子能量较小，则光产生的光电子最大初动能较小，选项D错误。 故选A。 【变式2-3】（2025·广东·三模）冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在空气中，光的波长较大 B．冰晶对光的折射率较大 C．光在冰晶中的传播速度较大 D．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大 【答案】A 【详解】ABC．因为光的偏折程度较小，所以冰晶对光的折射率较小，光的频率较小，根据可知，光在冰晶中的传播速度较大，结合可得，光的波长较大，故A正确，BC错误； D．根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大，故D错误。 故选A。 考向03 光的波动性　电磁波 【例3-1】（2025·广东深圳福田·五模）如图所示，一块镶嵌在展示柜里装饰用的长方体玻璃砖，其ABCD面露于柜外，玻璃砖厚度，左下侧A'B'棱上安装一条双色细灯带，能发出a、b两种颜色的光，在ABCD面上能观察到a、b复色光区域和b单色光区域，复色光区域沿着AD方向宽度为6cm，设真空中光速为c。则下列说法正确的是（    ） A．a光的折射率为 B．a光在此玻璃中传播速度为 C．b光折射率小于光折射率 D．a、b光折射率差值越大，单色光区域宽度越窄 【答案】AC 【详解】A．在两个光区分界面，a光发生全反射，根据几何关系可知 根据全反射临界角公式有 解得，故A正确； B．根据折射率与光速的关系可知，a光在此玻璃中传播速度为，故B错误； C．a光的临界角较小，根据可知，b光折射率小于a光折射率，故C正确； D．根据全反射发生的条件可知a、b光折射率差值越大，即角度相差越大，则单色光区域宽度越宽，故D错误。 故选AC。 【例3-2】（2025·广东省广州市某校·三模）我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，为某种透明介质的截面图，为半径为的四分之一圆弧，三角形为等腰直角三角形，与水平面垂直并接触于B点。一束单色光射向圆心O，与的夹角为，当时，光线从O点射出，在水平面BM上B点左侧处形成亮斑（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c。（计算结果可以保留根号）： (1)求介质对这种光的折射率及光在该介质中的传播速度v； (2)当时，求光线在面形成的亮斑F与D间的距离x。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当时，如图所示 出射光线与OB夹角为θ，由几何关系得， 解得 由折射定律得 解得 传播速度 （2）临界角为，由 当时， 故在BC面发生全反射，并垂直AB出射打在F点 由几何关系得 1.光的双缝干涉和单缝衍射的比较 双缝干涉 单缝衍射 产生条件 两束光频率相同、相位差恒定 障碍物或狭缝的尺寸与波长差不多或小于波长(明显衍射现象) 图样不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等，中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本相同 中央条纹最亮，两边变暗 与光的偏振的区别 干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波 2.电磁振荡和电磁波 (1)电磁振荡：周期T＝2π，电流为0时电场能最大，电流最大时磁场能最大。 (2)关于电磁波的产生的两点说明 ①能否产生电磁波，要看变化的电场和磁场是否能持续地再产生变化的磁场和电场，也就是说，所产生的磁场或电场必须是变化的，而不能是稳定的。 ②明确是怎样变化的电场(磁场)产生怎样变化的磁场(电场)。振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场；LC振荡电路产生的振荡电场和振荡磁场都能产生电磁波。 (3)电磁波传播不需要介质，在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关。 【变式3-1】（2025·广东·5月联考）汽车的HUD（平视显示器）的应用使驾驶员不必低头就能看到相关信息，提高驾驶安全性。如图所示为HUD系统简化光路图，光线从光源出发经固定反射镜反射，再经自由反射镜（可绕点旋转）反射，以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼，形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射，反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行，下列说法正确的是（　　） A．增大，可使光在外表面上发生全反射 B．越大，重影越明显 C．使用红光比使用紫光更有利于减弱重影 D．若需要降低虚像的高度，可使自由反射镜顺时针旋转 【答案】B 【详解】A．根据光路可逆以及平行玻璃砖的模型，光从空气进入玻璃，则在玻璃内的折射角会小于临界角，到外表面出射时，入射角也小于临界角，不会发生全反射，A项错误； B．折射角增大，经内表面的出射点会离入射点更远，重影越明显，B项正确； C．红光频率比紫光频率小，则玻璃中频率更小的光，折射率更小，光线进入后折射角更大，经内表面的出射点会离入射点更远，重影更明显，C项错误； D．顺时针旋转自由反射镜会使增加，人看到的虚像会更高，D项错误。 故选B。 【变式3-2】（2025·广东深圳·二调）2025年第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行，开幕式上的“冰灯启梦”表演蔚为壮观。现设计了一款用某种材料制作的正方体“冰灯”，俯视如图甲所示，是一个边长为L=20cm的正方形，中心O处有一点光源。对该正方形所在平面内的光线进行研究，发现每条边上只有长度d=15cm范围内有光线射出。sin37°=0.6，sin8°=，不计二次反射、折射。求： (1)该材料的折射率是多少？ (2)如图乙所示，将点光源换成圆形线光源，置于正方形几何中心，线光源上每一点都可以看作点光源。要让四条边上各处均有光线射出，线光源的最小半径r是多少？ 【答案】(1)1.67 (2)2cm 【详解】（1）沿OA方向传播的光线在A点恰好发生全反射，如图所示 根据几何关系可得 根据临界角与折射率的关系可得 （2）光线恰好沿DE方向发生全反射，正方形各边所有地方将均有光射出，如图所示 由于， 所以 在直角三角形ODE中，有 解得 【变式3-3】（2025·广东湛江·二模）某同学做了如下实验：让水槽底部一光源S发出一条与水面夹角为60°的光线，在紧靠水槽的光屏上的A点出现光斑。该过程的光路如图（a）所示，O点为光线与水面的交点，B点为水面与水槽壁的交点，已知AB=OB。现将一薄壁空玻璃杯倒扣住光源并静置于水中，由于气压原因导致玻璃杯中的水面低于水槽中的水面，如图（b）所示，发现光屏上的斑点消失，玻璃杯厚度忽略不计。 (1)求水的折射率； (2)请在图（b）中作出光路图并论证斑点为何会消失。 【答案】(1) (2)无光斑 【详解】（1）未倒扣玻璃杯时光线从水进入空气时的入射角，折射角 由折射定律可得： 解得 （2）如图所示，倒扣玻璃杯后光线在杯中水面发生折射，折射角 折射光线在玻璃杯壁处发生第二次折射，有 解得 再次进入水中的光线到达水槽液面时，入射角为60° 由于光在水中的临界角满足 解得：C=45° 故光线在水槽液面处发生全反射，光线无法射出水面，故光屏上无光斑 1．（2024·广东·真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　） A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C．逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 【答案】B 【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，在面，入射角相同，根据折射定律 可知绿光在面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误； B．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，折射光线与面的交点左移过程中，在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B正确； C．在面，光是从光疏介质到光密介质，无论多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误； D．根据折射定律可知逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。 故选B。 2．（2025·广东·真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光路图如图所示 则有折射定律可得 故选A。 3．（2022·广东·高考真题）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。 【答案】， 【详解】当入射角达到45o时，恰好到达临界角C，根据 可得液体的折射率 由于 可知激光在液体中的传播速度 4．（2025·天津·高考）在进行双缝干涉实验时，用光传感器测量干涉区域不同位置的光照强度，可以方便地展示干涉条纹分布。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后，其光照强度与位置的关系如图所示，图中光照强度极大值位置对应亮条纹中心，极小值位置对应暗条纹中心，上下两图中相同横坐标代表相同位置，则（　　） A．a、b的光子动量大小相同 B．a的光子能量小于b的光子能量 C．在真空中，a的波长大于b的波长 D．通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄 【答案】D 【详解】C．由图可知，光干涉条纹间距小于光干涉条纹间距，根据条纹间距公式可知光的波长小于光的波长，故C错误： A．根据光子动量公式可知光光子动量大于光光子动量，故A错误； B．根据可知a光光子能量大于b光光子能量，故B错误； D．波长越长，通过单缝衍射装置，中央亮条纹越宽，则通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄，故D正确。 故选D。 3．（2025·海南·高考真题）下列关于光现象描述正确的是（    ） A．海市蜃楼是光的衍射现象 B．光电效应表明光具有粒子性 C．水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象 D．斜插在水杯中的筷子看起来像被折断是光的反射现象 【答案】BC 【详解】A．海市蜃楼是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。由于不同高度的空气密度不同，导致光在不均匀的大气中传播时发生折射，从而使人看到远处物体的虚像。所以蜃楼是光的折射现象，A错误； B．光电效应是指在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流的现象，它表明光具有粒子性，B正确； C．水面面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹，是因为油膜的上下表面反射的光相互叠加，形成了干涉现象。不同颜色的光波长不同，干涉条纹的间距也不同，所以会呈现出彩色条纹。因此，水面面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象，C正确； D．斜插在水杯中的筷子看起来像被折断是光的折射现象，D错误。 故选BC。 4．（2025·浙江·真题）氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则（　　） A．P、Q经过甲图装置时屏上谱线分别为2、1 B．若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光 C．若丙图是P入射时的干涉条纹，则Q入射时条纹间距减小 D．P、Q照射某金属发生光电效应，丁图中的点1、2分别对应P、Q 【答案】BC 【详解】A．氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则P光对应的光子能量较小，光子的频率较小，P光的折射率较小，则经过甲图装置时P光的偏折程度较小，则P、Q在屏上谱线分别为1、2，A错误； B．根据可知，P光折射率较小，则发生全反射的临界角较大，若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光，B正确； C．若丙图是P入射时的干涉条纹，因P光波长大于Q光，则Q入射时条纹间距减小，C正确； D．根据可知因P光频率小于Q光，可知丁图中的点1、2分别对应Q、P光，D错误。 故选BC。 5．（2026·广东清远·一模）某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）同时出现三条光线是由于发生了反射和折射，由题可知C为入射光线、B为反射光线，A为折射光线，则入射角为，折射角为 根据折射定律可得 可得玻璃砖的折射率为 （2）根据可得激光在玻璃内传播的速度 传播路程 可得激光经过玻璃砖所用时间为 6．（2025·广东中山·中山纪念中学·一测）光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长，折射率为，、代表端面，光从端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，下列选项正确的是（　　） A． B．内芯相对于外套是光疏介质 C．光在玻璃丝中传播的速度为 D．光在玻璃丝中从端面传播到端面所用的时间为 【答案】AD 【详解】A．根据光的折射规律可得 由几何知识可得 结合题意可得 联立解得，故A正确； B．发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，结合题意可知，内芯相对于外套是光密介质，故B错误； C．根据， 联立解得，故C错误； D．作出光的折射光路图，如图所示 由几何关系 传播时间 结合题意可知， 解得，故D正确。 故选AD。 7．（2025·广东广州增城·模拟）公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光，如图甲所示。该灯可简化为图乙所示的模型，该装饰灯是由透明材料（对红光的折射率）制成的棱长为L的正方体，正方体中心有一个发红光的点光源O。不考虑经反射后的折射光线，不考虑光刚好射到棱上的情况，光在空气中的传播速度为c，求： (1)从外面看，装饰灯被照亮的总面积； (2)光线从装饰灯内射出的最长时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设临界角为C，有 解得 每一侧面被照亮的图形为圆，设圆的半径为r，根据几何关系有 解得 每一侧面被光照亮的面积 被照亮的总面积 （2）设光在装饰灯内传播的最大距离为x，根据几何关系有 又， 解得 8．（2025·广东揭阳·揭阳一中·热身）图1所示某种半圆柱形透明新材料的半径为，距圆心的弧形CD为光学传感器，可以探测光的强度。激光束由空气中沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成角射入，经AB面反射出来的光，由光学传感器CD探测到的光强随角度变化的情况如图2所示，图、图是由两种不同频率的激光束、分别单独射入时所得。若空气中的折射率与真空中相同，光在真空中的光速为，，，求： (1)这种新材料对激光束、的折射率之比； (2)激光束、从射入半圆柱形透明新材料到光学传感器CD接收到激光束信号的时间差值。 【答案】(1)0.625 (2) 【详解】（1）由图知，对激光束，当时发生全反射，则 对激光束，当时发生全反射，则 则新材料对激光束、的折射率之比为 （2）在介质中激光束的速度为 在介质中激光束的速度为 在空气中的速度均为，而在介质中通过的路程都为，则通过的时间差为 解得 9．（2025·广州·广大附中三模）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。 10．（2025·广东广州·冲刺三）图(a)所示，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的日晕现象，多出现于春夏时节；当一束太阳光射到六角形冰晶上时，可出现如图（b）所示的光路图，若a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小 C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小 D．在冰晶中，b光的传播速度较小 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，a光折射率小，频率小，波长较大，a光比b光的衍射现象更明显，同一装置做单缝衍射实验，a光中央亮条纹更宽，故A错误； B．a光频率小，波长大，通过同一装置发生双缝干涉时，根据公式，可知a光的条纹宽度比b光的条纹宽，故B错误； C．因为a光折射率小，由临界角公式可知a光的临界角比b光的大，故C错误； D．a光折射率小，根据可知，在冰晶中，b光的传播速度较小，故D正确。 故选D。 10．（2025·广东茂名·茂名一中·临门一脚）如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面积为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为M、N两点射出，已知，，则下列说法正确的是（　　） A．ON是黄光，OM是红光 B．玻璃对OM光束的折射率为 C．沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 【答案】AC 【详解】A．根据光的折射定律，光在介质中的折射率为 由图可知，OM、ON两束光在空气中的入射角相等，而在介质中OM光的折射角大于ON光的折射角，所以OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，而红光的折射率小于黄光的折射率，所以OM为红光，ON为黄光，故A正确； B．对OM光束，根据光的折射定律有 故B错误； C．光在介质中的传播速度为 由于OM光束在介质中的折射率小于ON光束在介质中的折射率，所以OM光束在介质中的传播速度大于ON光束在介质中的传播速度，而光穿过玻璃柱体的路程相同，所以沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长，故C正确； D．OM光线发生全反射的临界角为 解得 则若将OM光束从N点沿着NO方向射入，此时的入射角一定小于临界角，则一定不会发生全反射，故D错误。 故选AC。 11．（2025·广东省六校·联考）如图，光导纤维由内、外两种材料制成，一束蓝光信号与界面成α角由内芯射向外芯时恰好发生全反射，当光信号与界面的夹角大于α时将出现漏光现象，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外芯的折射率 B．激光在内芯中的传播速度大于在外芯中的传播速度 C．光导纤维在扭曲过度时可能会出现漏光现象 D．若红光信号与界面成α角由内芯射向外芯时，依然可以发生全反射 【答案】C 【详解】A． 根据全反射条件，内芯的折射率大于外芯的折射率，A错误； B． 根据 ， 解得， 所以激光在内芯中的传播速度小于在外芯中的传播速度，B错误； C． 光导纤维在扭曲过度时，入射角小于临界角，不发生全反射，会出现漏光现象，C正确； D． 根据 ， 解得 ，红光的临界角大于蓝光临界角，蓝光恰好能发生全反射时，红光不能发生全反射，D错误。 故选C。 12．（2025·广东广州·三模）彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长 C．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射 D．通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大 【答案】C 【详解】A．由光路图可知，光的偏折程度大于光，可知水滴对光的折射率大于对光的折射率，所以光的频率大于光的频率，故A错误； B．、光在由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据 可知波长变短，故B错误； C．根据可知，光的临界角小于光的临界角，即光比光容易发生全反射，故C正确； D．由于光的频率大于光的频率，所以光的波长小于光的波长，根据可知，通过同一双缝干涉装置，光干涉的相邻条纹间距比光的小，故D错误。 故选C。 14．（24-25高三下·广东茂名·5月联考）在“测定介质折射率”的实验中，某小组利用如图丙所示装置，采用如下实验步骤进行实验： （1）取一个不透明的圆形薄板，用刻度尺测量其直径为。 （2）在薄板的圆心处竖直插上一根大头针，让薄板浮在液面上。 （3）调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为时，从液面上方的各个方向都恰好 。 （4）所测液体的折射率 （不计薄板厚度，用符号和表示）。 【答案】 看不到大头针的尖端 【详解】（3）[1]调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为时，从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针的尖端。此时薄板边缘的光线恰好发生全反射。 （4）[2]根据全反射临界角公式可得 根据几何关系可得 联立解得所测液体的折射率为 15．（2025·广东清远·二模）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，入射光线从P点以入射角射入半圆形玻璃砖，经半圆形玻璃砖后从玻璃砖圆形表面出射的光线与入射光线平行。已知，真空中的光速为c，，求： (1)半圆形玻璃砖的折射率； (2)光在半圆形玻璃砖中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线射入玻璃砖的折射角为，根据几何关系可得 可得 根据折射定律可知，半圆形玻璃砖的折射率为 （2）光线在玻璃砖中的传播速度为 光线在玻璃砖中的传播距离为 则光在半圆形玻璃砖中的传播时间为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型15 光学 电磁波 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 光的折射【重难】 考向02 全反射【重难】 考向03 光的波动性 电磁波【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 本题型是高中物理中光学的知识，多数可能是选择题的考向。本题型的命题常与现代科技中的实际问题等知识结合考查。解题的关键和核心能力在于灵活运用折射、折射率、全反射等知识解题。 考向01 光的折射 【例1-1】（2025·广东·模拟）水晶玻璃常用来制作各种装饰品。现有一厚度为的足够长的矩形水晶玻璃砖，放在如图所示的虚线位置，玻璃砖的前后面与虚线ab、cd重合且与光屏平行，一细光束以的入射角从ab边射入玻璃砖，在光屏上的光点比不放玻璃砖时向下移动了，不考虑细光束在玻璃内的反射，光在真空中传播的速度为。取，下列说法正确的是（　　） A．细光束射入ab边的折射角为 B．该水晶玻璃的折射率为 C．若改变细光束的入射角，细光束在玻璃砖中传播的最短时间为 D．若改变细光束的入射角，细光束在玻璃砖中传播的最长时间趋近于 【例1-2】（2026·广东省湛江市部分高中·一模）玉璧象征着古人“天圆地方”的朴素宇宙观。实验小组以密度均匀的同心圆玉璧为实验材料，探究其折射率与相关角度的定量关系，实验过程得到右图所示的示意图，其中极细光束自空气从O点入射，轨迹恰好与半径为3R的内圆相切，并从P点出射。下列说法正确的是（　　） A．增大入射角θ，光可能在O点发生全反射 B．换用波长更大的光进行实验，光在玉璧中的传播时间一定小于 C．减小入射角θ，光在传播过程中不可能发生全反射 D．从P点出射的光的光强与从O点入射的光的光强一定相等 1.求解折射率的三个公式 (1)n12＝。(2)n＝。(3)n＝。 2.折射率的理解 (1)折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关。 (2)光密介质指折射率大的介质，而不是指密度大的介质。 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 【变式1-1】（2025·佛山禅城·供题训练）实验室中有两瓶容量相同的透明液体，它们分别是硅油和甘油，但标签部分模糊。为将其进行区分，将两种液体分别倒入同一容器中（如图，O为倒入液体上表面的中点），用一红色激光从O点以相同角度射入液体，激光分别射到容器底部的a、b两点。已知硅油的折射率为n1=1.39，甘油的折射率为n2=1.47，下列判断正确的是（　　） A．激光射到b点，则容器内装有硅油 B．红色激光在甘油中传播速度更大 C．若激光从液体射向空气，硅油的临界角大于甘油的临界角 D．若换用绿色激光从O点以相同角度入射，光点a、b均向右移 【变式1-2】（2025·广东省大湾区·10月联合模拟）某同学利用半圆形玻璃砖进行实验，两单色光I和Ⅱ分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光c，已知两光与法线间的夹角分别为和，其出射光都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（　　） A．Ⅱ光与I光在玻璃砖中的传播时间之比为 B．Ⅱ光与I光在玻璃砖中的折射率之比为 C．Ⅱ光与I光在玻璃砖中传播速度大小的比为 D．Ⅱ光与I光由该玻璃砖射向真空发生全反射时的临界角之比为 【变式1-3】（2025·广东·联考）甲、乙两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　） A．甲光在玻璃砖中的折射率为 B．乙光的频率小于甲光的频率 C．乙光以入射角i入射时，PQ上可能接收不到乙光 D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上一定能接收到甲光 考向02 全反射 【例2-1】（2025·广东中山·中山纪念中学·一测）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为，光速为。下列说法正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．若原子从跃迁至能级，入射光的频率为 C．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 D．频率为和的两种光分别射入双缝间距为，双缝到屏的距离为的干涉装置、产生的干涉条纹相邻亮条纹间距之差为 【例2-2】（2025·广东广州·省实·适应性考试）一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　） A．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，光条纹间距小 B．用光、光照射某金属表面，若光能发生光电效应，光一定也能发生光电效应 C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光 D．a光在该玻璃砖内传播的速率小于b光在该玻璃砖内传播的速率 解决光的折射和全反射的思路 【变式2-1】（2025·广东佛山禅城·二测）如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，由二种单色光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃。分别沿OB、OC在玻璃中传播。则下列说法正确的是（　　） A．沿OB传播的色光在该玻璃中的折射率较小 B．沿OB传播的色光波长较长 C．沿OB传播的色光光子能量较大 D．沿OB传播的色光更容易发生衍射现象 【变式2-2】（2025·广东深圳福田红岭中学·适应性）真空中，一半圆形玻璃砖放置在转盘上，一束由单色光组成的光线从左侧沿玻璃砖半径方向入射。如图，此时右侧光屏上无亮点。随着转盘逆时针匀速转动，光屏上先出现单色光的亮点，则下列推断正确的是（　　） A．光的频率小于光的频率 B．光在玻璃砖内的传播速度小于光 C．双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用光 D．若均能使某金属发生光电效应，则光产生的光电子最大初动能较大 【变式2-3】（2025·广东·三模）冰晶是一种结晶体，由水分子组成，在适宜的湿度和温度条件下，冰晶会形成六角形的晶体结构。一束太阳光射到六角形冰晶上，其中、两种单色光的光路图如图所示。比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在空气中，光的波长较大 B．冰晶对光的折射率较大 C．光在冰晶中的传播速度较大 D．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻亮条纹的间距较大 考向03 光的波动性　电磁波 【例3-1】（2025·广东深圳福田·五模）如图所示，一块镶嵌在展示柜里装饰用的长方体玻璃砖，其ABCD面露于柜外，玻璃砖厚度，左下侧A'B'棱上安装一条双色细灯带，能发出a、b两种颜色的光，在ABCD面上能观察到a、b复色光区域和b单色光区域，复色光区域沿着AD方向宽度为6cm，设真空中光速为c。则下列说法正确的是（    ） A．a光的折射率为 B．a光在此玻璃中传播速度为 C．b光折射率小于光折射率 D．a、b光折射率差值越大，单色光区域宽度越窄 【例3-2】（2025·广东省广州市某校·三模）我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，为某种透明介质的截面图，为半径为的四分之一圆弧，三角形为等腰直角三角形，与水平面垂直并接触于B点。一束单色光射向圆心O，与的夹角为，当时，光线从O点射出，在水平面BM上B点左侧处形成亮斑（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c。（计算结果可以保留根号）： (1)求介质对这种光的折射率及光在该介质中的传播速度v； (2)当时，求光线在面形成的亮斑F与D间的距离x。 1.光的双缝干涉和单缝衍射的比较 双缝干涉 单缝衍射 产生条件 两束光频率相同、相位差恒定 障碍物或狭缝的尺寸与波长差不多或小于波长(明显衍射现象) 图样不同点 条纹宽度 条纹宽度相等 条纹宽度不等，中央最宽 条纹间距 各相邻条纹间距相等 各相邻条纹间距不等 亮度情况 清晰条纹，亮度基本相同 中央条纹最亮，两边变暗 与光的偏振的区别 干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波 2.电磁振荡和电磁波 (1)电磁振荡：周期T＝2π，电流为0时电场能最大，电流最大时磁场能最大。 (2)关于电磁波的产生的两点说明 ①能否产生电磁波，要看变化的电场和磁场是否能持续地再产生变化的磁场和电场，也就是说，所产生的磁场或电场必须是变化的，而不能是稳定的。 ②明确是怎样变化的电场(磁场)产生怎样变化的磁场(电场)。振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场；LC振荡电路产生的振荡电场和振荡磁场都能产生电磁波。 (3)电磁波传播不需要介质，在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关。 【变式3-1】（2025·广东·5月联考）汽车的HUD（平视显示器）的应用使驾驶员不必低头就能看到相关信息，提高驾驶安全性。如图所示为HUD系统简化光路图，光线从光源出发经固定反射镜反射，再经自由反射镜（可绕点旋转）反射，以入射角射向挡风玻璃后反射进入人眼，形成虚像。由于光线在挡风玻璃内、外表面都存在反射，反射形成的两条光线同时进入人眼可能会形成重影。图中小段的挡风玻璃内、外表面可认为平整且相互平行，下列说法正确的是（　　） A．增大，可使光在外表面上发生全反射 B．越大，重影越明显 C．使用红光比使用紫光更有利于减弱重影 D．若需要降低虚像的高度，可使自由反射镜顺时针旋转 【变式3-2】（2025·广东深圳·二调）2025年第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行，开幕式上的“冰灯启梦”表演蔚为壮观。现设计了一款用某种材料制作的正方体“冰灯”，俯视如图甲所示，是一个边长为L=20cm的正方形，中心O处有一点光源。对该正方形所在平面内的光线进行研究，发现每条边上只有长度d=15cm范围内有光线射出。sin37°=0.6，sin8°=，不计二次反射、折射。求： (1)该材料的折射率是多少？ (2)如图乙所示，将点光源换成圆形线光源，置于正方形几何中心，线光源上每一点都可以看作点光源。要让四条边上各处均有光线射出，线光源的最小半径r是多少？ 【变式3-3】（2025·广东湛江·二模）某同学做了如下实验：让水槽底部一光源S发出一条与水面夹角为60°的光线，在紧靠水槽的光屏上的A点出现光斑。该过程的光路如图（a）所示，O点为光线与水面的交点，B点为水面与水槽壁的交点，已知AB=OB。现将一薄壁空玻璃杯倒扣住光源并静置于水中，由于气压原因导致玻璃杯中的水面低于水槽中的水面，如图（b）所示，发现光屏上的斑点消失，玻璃杯厚度忽略不计。 (1)求水的折射率； (2)请在图（b）中作出光路图并论证斑点为何会消失。 1．（2024·广东·真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　） A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C．逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 2．（2025·广东·真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 3．（2022·广东·高考真题）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。 4．（2025·天津·高考）在进行双缝干涉实验时，用光传感器测量干涉区域不同位置的光照强度，可以方便地展示干涉条纹分布。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后，其光照强度与位置的关系如图所示，图中光照强度极大值位置对应亮条纹中心，极小值位置对应暗条纹中心，上下两图中相同横坐标代表相同位置，则（　　） A．a、b的光子动量大小相同 B．a的光子能量小于b的光子能量 C．在真空中，a的波长大于b的波长 D．通过同一单缝衍射装置，a的中央亮条纹窄 3．（2025·海南·高考真题）下列关于光现象描述正确的是（    ） A．海市蜃楼是光的衍射现象 B．光电效应表明光具有粒子性 C．水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象 D．斜插在水杯中的筷子看起来像被折断是光的反射现象 4．（2025·浙江·真题）氢原子从的能级向的能级跃迁时分别发出光P、Q。则（　　） A．P、Q经过甲图装置时屏上谱线分别为2、1 B．若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光 C．若丙图是P入射时的干涉条纹，则Q入射时条纹间距减小 D．P、Q照射某金属发生光电效应，丁图中的点1、2分别对应P、Q 5．（2026·广东清远·一模）某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。 6．（2025·广东中山·中山纪念中学·一测）光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长，折射率为，、代表端面，光从端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，下列选项正确的是（　　） A． B．内芯相对于外套是光疏介质 C．光在玻璃丝中传播的速度为 D．光在玻璃丝中从端面传播到端面所用的时间为 7．（2025·广东广州增城·模拟）公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光，如图甲所示。该灯可简化为图乙所示的模型，该装饰灯是由透明材料（对红光的折射率）制成的棱长为L的正方体，正方体中心有一个发红光的点光源O。不考虑经反射后的折射光线，不考虑光刚好射到棱上的情况，光在空气中的传播速度为c，求： (1)从外面看，装饰灯被照亮的总面积； (2)光线从装饰灯内射出的最长时间。 8．（2025·广东揭阳·揭阳一中·热身）图1所示某种半圆柱形透明新材料的半径为，距圆心的弧形CD为光学传感器，可以探测光的强度。激光束由空气中沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成角射入，经AB面反射出来的光，由光学传感器CD探测到的光强随角度变化的情况如图2所示，图、图是由两种不同频率的激光束、分别单独射入时所得。若空气中的折射率与真空中相同，光在真空中的光速为，，，求： (1)这种新材料对激光束、的折射率之比； (2)激光束、从射入半圆柱形透明新材料到光学传感器CD接收到激光束信号的时间差值。 9．（2025·广州·广大附中三模）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 10．（2025·广东广州·冲刺三）图(a)所示，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的日晕现象，多出现于春夏时节；当一束太阳光射到六角形冰晶上时，可出现如图（b）所示的光路图，若a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较小 C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小 D．在冰晶中，b光的传播速度较小 10．（2025·广东茂名·茂名一中·临门一脚）如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面积为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为M、N两点射出，已知，，则下列说法正确的是（　　） A．ON是黄光，OM是红光 B．玻璃对OM光束的折射率为 C．沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 11．（2025·广东省六校·联考）如图，光导纤维由内、外两种材料制成，一束蓝光信号与界面成α角由内芯射向外芯时恰好发生全反射，当光信号与界面的夹角大于α时将出现漏光现象，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外芯的折射率 B．激光在内芯中的传播速度大于在外芯中的传播速度 C．光导纤维在扭曲过度时可能会出现漏光现象 D．若红光信号与界面成α角由内芯射向外芯时，依然可以发生全反射 12．（2025·广东广州·三模）彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长 C．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射 D．通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大 14．（24-25高三下·广东茂名·5月联考）在“测定介质折射率”的实验中，某小组利用如图丙所示装置，采用如下实验步骤进行实验： （1）取一个不透明的圆形薄板，用刻度尺测量其直径为。 （2）在薄板的圆心处竖直插上一根大头针，让薄板浮在液面上。 （3）调整大头针插入薄板的深度，使它在液体里的长度为时，从液面上方的各个方向都恰好 。 （4）所测液体的折射率 （不计薄板厚度，用符号和表示）。 15．（2025·广东清远·二模）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，入射光线从P点以入射角射入半圆形玻璃砖，经半圆形玻璃砖后从玻璃砖圆形表面出射的光线与入射光线平行。已知，真空中的光速为c，，求： (1)半圆形玻璃砖的折射率； (2)光在半圆形玻璃砖中的传播时间。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $