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3N)

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6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选 项中，只有一项是符合题目要求的。 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.√5 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K位之)a=3,456用H,和H,光进行如下实验 研究，则 H:H, 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）16-1】3N 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α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 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选 项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。 7.(2025·四川)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(0<45°)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 () 入射光 挡光板 出射光 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，0可以设定为30 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70 D.若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 8.(2024·广西)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上， 一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面 镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和； 【16-2】3N 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 () 光 “77777 平面镜 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。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△x,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a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 () 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 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0一0°，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 三、非选择题：本大题共5题，共56分。 【16-3】3N 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的圆弧，某实 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O的 位置。请回答下面问题： (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P2都无法挡 住P,,原因是 ,若要在BC边右侧观察到P,挡住P,, 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P1,在BC边右侧合适位置插大头针P2,调整观察 角度，再插上大头针P3,使P3把P,和P,都挡住； ②画出元件边界，作出图乙所示光路图，以P,、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 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 【16-4】3N (2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,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 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n。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 h红 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】3N (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。 B 【16-6】3N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，属于薄膜千涉，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 据力上 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； 由于红光的折射率小于蓝光，根据=9 n 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 0 面的入射角为C=60 根据全反射的临界条件可得 1 sin C= n 解得n=2 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∫=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，H,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=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 【38】 △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，同一条千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.CDA.因为1.4<2，故当选用折射率为1.4的 1 无学玻璃时，根据smC二，可知smC>号·邱 C>45°，根据几何知识可知光线第一次发生全反射 时的入射角为0<45°<C,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0 =30°时，此时入射角为30°，选用折射率为1.6的光 学玻璃时，此时的临界角为siC=1,6=0.625> 0.5=sin30°，故C>30°，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imC=2,即C=30°，此时光线第一次要 发生全反射，入射角一定大于30°，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60°， 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70°，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。 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 △x=78=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λ∫=c =Af=员 其中c为在真空中的光速，则=元 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 -3N 有△x=2a2: 可得1，-2a4r 结合C选项的分析可知入2= 2a△xλ n 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 sin 303=V3 故A正确： 设临界角为C,得sinC=1=1<1 n√√2 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α 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 光屏 at 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=2aS到光屏的距离为l,代入双缝干涉公式 △x=d 可得△r=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 光 沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→② 【39】 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P2都无法挡住P1,原因是光线发生 了全反射，应减小入射角，即将P2向O汇边方向 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'N d R (3)测得该元件的折射率 n=2 则全反射的临界角为 sin C=11 一2 则C=301 如图所示 B G 0 若沿OE方向射到AB面上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面上发生全反射，可得∠CDG=30°，因 此∠FDH=30°，据几何关系可得 1 FH=i2×2mR=石R 答案：(1)光线发生了全反射OC d2 ( 1 (3)6R 要增 12,解析：(1)相邻两亮（暗）千涉条纹的4x= 加观察到的条纹数，即△x越小，需增大d或减小 !,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4x、 9n-1=d d△x 得λ= (n-1)l (3)所测单色光的波长 d△x λ= (n-1)l =03X103mX7.56×10m (4-1)×1.2m -3N ≈6.3×10？m=630nm d△x 答案：(1)B (2)m-1)1 (3)630 13.解析：(1)为使从光源照射到上半球面的光，都能发 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 出去，光路图如图所示 空气 水 假设半球半径为R,根据全反射定律和几何关系 可知 1 he sin C= n红√/R2+h 同理可知蓝光 1 h sinC装= n技√/h十R 两式联立解得 n红-1 h拉= Wn#-1 ·h (2)蓝光的折射率n大于红光的折射率n红，根据 n红-1 (1)问结果h= 结合nt>n红>1可知h我<h 所以蓝灯应该在红灯的上方。 n红-1 答案：(1)h监= Vnix-1 ·h红； (2)上方，理由见解析 14.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 由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知 a=∠FEG=30° 代入数据解得sin0=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 G B C M 【40】 则根据几何关系可知FE上从P点到E点以0角 入射的单色光线第一次到达半圆孤AMB都可以发 生全反射，根据全反射临界角公式有 sin C=1 n 设P点到FG的距离为l,则根据几何关系有 I=Rsin C R-I 又因为xPE= 0s30 敢立标得-25代 所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范 围为 2V 0∠x -R 答案：(1)sin0=0.75(2)0<x 23 15.解析：如图，画出光路图 C A osin a-n=3 可知sinB 设临界角为C,得 sin C=1_3 3cos C= 3 根据a=p+C可得in(9+C-石 sin 8 1 解得tanB= 3-√2 故可得sin3= √/12-6√2 h 故可知R =sina=√3sing= V4-2√2 1 答案√4-2 -3N