卷16 光 电磁波-【三新金卷·先享题】2026年安徽省高考物理真题分类优化卷(分项3C)

最新5年高考真题分类优化卷·物理（十六） 卷16光电磁波 姓名 班级 考号 得分 本卷满分100分，考试时间75分钟 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共46分。在每小题给出的四个 选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多 项符合题目要求，每小题6分，每小题全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分。 1.(2025·北京卷)下列现象属于光的衍射的是 A.雨后天空出现彩虹 B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D.水中的气泡看上去特别明亮 2.(2024·全国)三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣 获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。 现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是 ( ) A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 3.(2024·海南)一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直 OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折 射率 () A.√2 B.√3 D.2 4.(2024·浙江)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足 巴耳未公式-R()m=3,45,6用H,和H,光进行如下实验 /11 研究，则 Hs Hy Ha H。 A.照射同一单缝衍射装置，H。光的中央明条纹宽度宽 B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，H。光的侧移量小 C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上H,光的平均光子数多 D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置，H,光的饱和光电流小 5.(2024·黑吉辽蒙)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄 【最新5年高考真题分类优化卷·物理（十六）16一1】3C 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 () 头发丝 光源 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 6.(2024·山东)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 () 图甲 图乙 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 7.(2024·广东)如图所示，红绿两束单色光，同时从空 气中沿同一路径以O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O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.0逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C.0逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D.O逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 8.(2024·广西)如图，S为单色光源，S发出的光一部 屏 分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏 a 上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像 “77777”1 平面镜 发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平 面镜和到光屏的距离分别为a和l,a<l,镜面与光屏垂直，单色光波长 为入。下列说法正确的是 () 【16-2】3C A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为2a入 B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为一入 C.若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中此时单色光的波长 变为n D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的 中心间距为△，则该液体的折射率为2a△入 9.(2024·甘肃)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光α从 空气沿半径方向入射到圆心O,当0=30°时，反射光b和折射光c刚好 垂直。下列说法正确的是 () 0 0C0 A.该材料对红光的折射率为√3 B.若0=45°，光线c消失 C.若入射光a变为白光，光线b为白光 D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 10.(2024·湖南)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0，如图所示。S为单色点光源。 下列说法正确的是 () 光屏 S. 0 =门0-A 平面镜 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0=0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D.若0=0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 题号 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(12分)(2024·山东枣庄三模)如图甲所示，图中阴影部分ABC为透 明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC为半径为R的一圆弧，某实 【16-3】3C 验小组为测量该光学元件的折射率，先通过作图确定了圆弧圆心。的 位置。请回答下面问题： 甲 (1)实验小组先在O处插一枚大头针P1,然后在线段OB和OC之间 某一位置插大头针P,,在BC边右侧任意位置观察，发现P,都无法挡 住P,原因是 ,若要在BC边右侧观察到P,挡住P1, 应将P,向 边方向移动（选填“OB”或“OC”); (2)该小组经过讨论，重新设计了实验方案，进行了如下操作： ①在O处插大头针P,在BC边右侧合适位置插大头针P,,调整观察 角度，再插上大头针P3,使P把P,和P,都挡住； ②画出元件边界，作出图乙所示光路图，以P2、P,连线与BC边交点 O'为圆心作圆，分别过圆与直线OO'和P,P,的交点作BC边的垂线， 垂足分别为N1、N2; ③用刻度尺测出线段O'N1和O'N,的长度分别为d1、d,则该元件的 折射率n= (3)若测得该元件的折射率=2，在O处固定一点光源，只考虑首次从 圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射向圆弧AC的光中，有 一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射到圆弧AC上的 弧长为 12.(10分)(2019·全国)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。 实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察 到干涉条纹。回答下列问题： 光源滤光片单缝双缝 遮光筒 屏转轮 ⊙ Hr目镜 测量头 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可 A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 (2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为1，测得第1条暗条纹到第 n条暗条纹之间的距离为△x,则单色光的波长入= (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm,测得屏与双缝间的距 【16-4】3C 离为1.20m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。: 则所测单色光的波长为 nm(结果保留3位有效数字)。 13.(10分)(2022·重庆)如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出 水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均 质球对两种色光的折射率分别为n红和蓝。为使从光源照射到上半 球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到 水面的最大距离为h红。 (1)求蓝灯到水面的最大距离； (2)两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下 方？为什么？ 空气 水 14.(10分)(2024·山东)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0 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。 M 【16-5】3C (1)求sin0: (2)以0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。 15.(12分)(2024·全国)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，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光 B 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。 【16-6】3C4 pX3πrm F-GV'm-G 4 2 =3πGpmr 可得F与r成正比，故此时的图像为过原点的倾斜 直线。 当r=R时，万有引力为 F=专GmR 当>R时，即小球在地球外部，万有引力大小为 Mm _4GxpmR' F=G r 32 可得F与己成正比，因像如图所示 F 音rGpn 0 R b.设小球相对地心的位移为x,根据(2)问a解析可 得，小球受到的万有引力为 F-GM'm-- 4 2 πGon.x 则小球在隧道的运动为简谐振动，周期为 T=2:√层=√周 /3元 小球从隧道口到地心的时间 =4VG 答案：(1) o ↑F 3 GpmR 4 1 /3元 (2)a. ;b.Gp 0 R 卷16光电磁波 1.BA.雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和 色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意； B.通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭 缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意；C.肥皂膜 彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成 的，属于薄膜干涉，故C不符合题意：D.水中气泡明 亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多 光线进入人眼，故D不符合题意。 2.A由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长 大于蓝光的波长，根据E=hy 可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量；根 据p=入 h 可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A正 确，B错误； 【38】 由于红光的折射牵小于直光，根据=号 可知在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度， 故C错误； 光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D 错误。 故选A。 3.C如图所示 根据几何关系可知光线在PQ界 面的入射角为C=60 根据全反射的临界条件可得 1 sin C=- n 23 解得n= 3 故选C。 4.C根据巴耳末公式可知，H,光的波长较长。波长 越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝 衍射装置，H,光的中央明条纹宽度宽，故A错误； H,光的波长较长，根据f=二可知H,光的频率较 小，则H,光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较 小，H,光的侧移量小，故B错误；H,光的频率较小， H,光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束， H,光的光子数较多，真空中单位长度上H,光的平 均光子数多，故C正确：若H。、H,光均能发生光电 效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置， H,光的频率较小，Hy光的光子能量较小，H,光的 光子数较多，则H,光的饱和光电流大，H。光的饱 和光电流小，故D错误。故选C。 5.A由于千涉条纹间距△x= 夏入，可知：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 △x变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变 长，则相邻两条亮纹中央间距△x变大，故B错误；增 大纸板与墙面的距离(，则相邻两条亮纹中央间距 △x变大，故C错误：减小光源与纸板的距离，不会影 响相邻两条亮纹中央间距△x,故D错误。故选A。 6.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，形成千涉条 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α 的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠C不合格。故 选C。 7.B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MV面，入射角相同，根据折射 sin 0 定律n三 sin a 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错误： 根据全反射发生的条件smC=】可知红光发生全 n 反射的临界角较大，日逐渐增大时，折射光线与VP 面的交点左移过程中，在NP面的入射角先大于红 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； 在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论日多 大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误； 3C 根据折射定律n一si sin 一可知0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。 8.AD根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中 的虚像距离为2a,根据条纹间距公式可知 Ax=7入=2a 故A正确，B错误： 若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，光 的频率不变，根据λf=c u=x1f=元 C 其中c为在真空中的光速，则入= 入 故C错误； 若将整套装置完全没入某种透明溶液中，光屏上相 邻两条亮条纹的中心间距为△x,根据条纹间距公式 有△x= a2 可得2=2a△x 2a△xλ 结合C选项的分析可知入？=1 所以n=2a△ 故D正确。 故选AD。 9.ABC根据几何关系可知从材料内发生折射时光线 的折射角为60，故折射率为n=sin60 sin30°V3 故A正确； 设临界角为C,得sinC=元=店<万 故C<45°，故若0=45°，会发生全反射，光线c消失， 故B正确； 由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入 射光a变为白光，光线b为白光，故C正确； 对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光口 变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D 错误。 故选ABC 10.BC根据题意画出光路图 如图所示，S发出的光 光屏 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，且该千涉 可看成双缝千涉，设S与S的距离为d,则 d=2aS到光屏的距离为l,代入双缝千涉公式 △x= d 可得△x=2a 则若0=0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面 镜，对！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： 同理再次画出光路图有 【39】 光屏 ①1 Z ② 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。 11.解析：(1)发现P,都无法挡住P,原因是光线发生 了全反射，应减小入射角，即将P,向OC边方向 移动。 (2)根据折射定律可知 O'N2 sin(90°-∠PaO'N2)Rd2 n sin(90-P O'N)O'Nd R (3)测得该元件的折射率 n=2 则全反射的临界角为 sin C=1=1 n 2 则C=30 如图所示 若沿OE方向射到AB面上 A E B 的光线刚好发生全反射，则 ∠ADF=30°，同理，若沿OG 方向射入的光线恰好在BC G 面上发生全反射，可得∠CDG H =30°，因此∠FDH=30°，据几 何关系可得 FH=×aR= 0 答案：(1)光线发生了全反射OC d 6πR (3) 12.解析：(1)相邻两亮（暗）千涉条纹的△x= d,要增 加观察到的条纹数，即△x越小，需增大d或减小 1,因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距 更大的双缝，故A、C、D错误，B正确； (2)由4x4礼 n-1 d 得=0节 d△x (3)所测单色光的波长 λ= d△x 0.3×10-3m×7.56×10-3m (n-1)l (4-1)×1.2m ≈6.3×10m=630nm 3C 答案：(1)B(2)m-1D2 d△x 则根据几何关系可知FE上从P,点到E,点以日角 (3)630 入射的单色光线第一次到达半圆孤AMB都可以发 13.解析：(1)为使从光源照射到上半球面的光，都能发 生全反射，根据全反射临界角公式有 生折射，关键是光线能够从折射出去，以红光为例， 当折射角最大达到临界角C时，光线垂直水面折射 sin C 出去，光路图如图所示 设P点到FG的距离为，则根据几何关系有 =Rsin C R-i 又因为xPE= 空气 c0s30 2√ 联立解得xPE= -R 9 水 所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范 围为 假设半球半径为R,根据全反射定律和几何关系 23 可知 0<x≤9R 1 h年 sin Ca√R+ha 2√ 答案：(1)sin0=0.75(2)0<x≤ -R 同理可知蓝光 15.解析：如图，画出光路图 sinC数= 1 h √h#十R 两式联立解得 h我= ni-1 Vn#-1 ·h (2)蓝光的折射率n其大于红光的折射率n红，根据 A sin a ns-1 可 (1)问结果h我= Vnk-1 ·h in月-n-V3 设临界角为C,得 结合n我>n红>1可知h教<h sin C= 1√3 所以蓝灯应该在红灯的上方。 n3,cos C= 3 n红-1 答案：(1)h=√n金 -1 h 根据a=B+C可得img+C》-后 sin 8 (2)上方，理由见解析 1 14.解析：(1)由题意设光在三棱镜中的折射角为α，则 解得tanB= 3-√2 根据折射定律有 n=sin 0 故可得sinB= sin a √12-6√2 由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知 h 1 故可知 a=∠FEG=30 R =sina=√3sing= W4-22 代入数据解得sin0=0.75 1 (2)根据题意作出单色光第一次到达半圆孤AMB 恰好发生全反射的光路图如图 答案：入√4-22 0 【40】-3C