第1部分 专题5 第15节 光与电磁波-【金版教程】2026年高考物理大二轮大考试题精选重组全书word

大考试题精选重组　物理 第15节　光与电磁波 高考体验 1．(2025·黑吉辽蒙卷，3)如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则(　　) A．激光在甲中的频率大 B．激光在乙中的频率大 C．用甲时全反射临界角大 D．用乙时全反射临界角大 答案：D 解析：激光由一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，所以激光在两种液体中的频率相同，A、B错误；由临界角公式sinC＝可知，折射率越大，全反射临界角越小，由于甲的折射率比乙的大，所以用甲时全反射临界角小，用乙时全反射临界角大，C错误，D正确。 2．(2025·广西卷，5)如图，在扇形玻璃EOG中，OE⊥OF，可见光分别从E点沿EM、EN射向真空。该玻璃对可见光的折射率为，则(　　) A．沿EM的光发生全反射，沿EN的光不发生全反射 B．沿EM的光不发生全反射，沿EN的光发生全反射 C．沿EM、EN的两束光都发生全反射 D．沿EM、EN的两束光都不发生全反射 答案：C 解析：根据全反射临界角公式sinC＝，得C＝45°，过M点和N点分别作出界面的法线，设EM光线的入射角为θ，EN光线的入射角为α，如图所示，则在等腰三角形OEM中，∠EOM＋2θ＝180°，又∠EOM<90°，则θ>45°，同理可得α>45°，由于α和θ均大于C，故沿EM、EN的两束光都发生全反射，C正确。 3．(2025·重庆卷，4)杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为λ的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测出其间距为a，则(　　) A．相邻两亮条纹间距为 B．相邻两暗条纹间距为 C．双缝之间的距离为λ D．双缝之间的距离为λ 答案：C 解析：由题图可知，相邻两亮条纹(暗条纹)间距为Δx＝，故A、B错误；由条纹间距公式Δx＝λ，可得双缝之间的距离为d＝λ，故C正确，D错误。 4．(2025·甘肃卷，13)如图，ABCD为某容器横截面，O、O′为上下底面中心，O′处有一发光点。人眼在E点沿EB方向观察，容器空置时看不到发光点。现向容器中缓慢注入某种透明液体，当液面升高到12 cm时，人眼恰好能看到发光点。已知OO′＝15 cm，OB＝13 cm，EB＝5 cm，EB与AB延长线的夹角为α。不考虑器壁对光的反射，真空中光速c＝3.0×108 m/s。求： (1)该液体的折射率。 (2)光从O′点到达人眼的时间。 答案：(1)　(2)1×10－9 s 解析：(1)根据题意，光线在水面位置的入射角i和折射角r如图所示，设h＝12 cm，由几何关系可得，sinr＝，O″F＝OO′－h＝3 cm 则O″B＝O″Ftanr＝4 cm，O′C′＝OB－O″B＝9 cm，O′F＝＝15 cm 则sini＝＝ 由折射定律可得该液体的折射率为n＝＝。 (2)根据题意，光在空气中传播的距离为s1＝EB＋＝10 cm 光在液体中的传播距离为s2＝O′F＝15 cm 光在液体中的传播速度为v＝ 则光从底部发光点反射至人眼全过程的时间t＝＋ 解得t＝1×10－9 s。 5．(2025·安徽卷，13)如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为R，P、Q间的距离为R。 (1)求玻璃砖的折射率； (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。 答案：(1)　(2)(0°，45°]和[135°，180°) 解析：(1)连接PQ，连接OP、OQ并延长，这两条线分别为P、Q两点所在界面的法线，过P点作PM垂直于x轴并交x轴于M点，过O点作ON垂直于PQ并交PQ于N点，如图所示 由几何关系知，光在P点的入射角的正弦sinα＝sin∠MOP＝ 光在P点的折射角的正弦sinβ＝ 其中ON＝ 由折射定律可得，玻璃砖的折射率为n＝ 联立解得n＝。 (2)由于圆弧上任意点所在界面的法线均过圆心O，所以为了使激光能在圆心O点发生全反射，入射光线应沿半径方向射入玻璃砖，且光线在O点的入射角应大于等于全反射的临界角C。由全反射临界角公式sinC＝ 解得C＝45° 则光线在O点的入射角应大于等于45°，故入射光线与x轴之间的夹角范围为(0°，45°]和[135°，180°)。 好题精选 6．(2025·浙江省高三下第五次调研)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波(　　) A．是横波 B．不能在真空中传播 C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×108 m/s 答案：AD 解析：电磁波是横波，A正确；电磁波能在真空中传播，B错误；摇动梳子时，周围的电场均发生周期性变化，各个方向均有电磁波传播，C错误；电磁波在空气中的传播速度约为真空中光速3×108 m/s，D正确。 7．(2025·吉林省延边朝鲜族自治州高三下一模)汽车尾灯都是红色的，一个重要的原因是红光在大雾天气能被更远处的人看见，这是因为(　　) A．红光比其他色光频率更高，更容易沿直线传播 B．红光比其他色光折射率更大，折射光路弯折更大 C．红光比其他色光波长更长，更容易发生明显衍射 D．红光比其他色光波长更长，波长长才能发生衍射 答案：C 解析：红光比其他色光波长更长，频率更低，折射率更小，更容易发生明显衍射，因此能够绕过雾气中的水滴传播更远的距离；任何波长的光都能发生衍射，只是波长越长衍射现象越明显。故选C。 8．(2025·陕西省西安市铁一中学高三下模拟)制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长λ＝630 nm的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹(图乙)，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为(　　) A．1680 nm B．1890 nm C．2520 nm D．3780 nm 答案：A 解析：根据题意，二氧化硅的折射率为n＝1.5，则激光在二氧化硅中的波长为λ1＝＝＝＝420 nm，设二氧化硅薄膜的厚度为d，则在MN处有2d＝8λ1，解得d＝1680 nm，故选A。 9．(2025·广东省肇庆市高三下二模冲刺练习)如图，一束复色光沿半径方向从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心O处发生折射，分成了两束单色光a、b，下列说法正确的是(　　) A．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B．在真空中传播时，a光的波长大于b光的波长 C．在同一个双缝干涉装置中，a光的相邻亮条纹间距较小 D．若此复色光由水中射向空气，逐渐增大入射角，则a光先发生全反射 答案：B 解析：两束单色光从玻璃砖射向真空的过程中，入射角i相同，b光的折射角r较大，根据折射定律n＝可知，玻璃砖对b光的折射率较大，即玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误；因为光的频率越高，同一介质对光的折射率越大，结合A项分析可知，a光的频率小于b光的频率，则在真空中传播时，a光的波长大于b光的波长，故B正确；在双缝干涉实验中，相邻亮条纹间距Δx＝λ，结合B项分析可知，在同一个双缝干涉装置中，a光的相邻亮条纹间距较大，故C错误；全反射临界角C满足sinC＝，a光的频率较小，则水对a光的折射率较小，因此a光的全反射临界角较大，可知若此复色光由水中射向空气，逐渐增大入射角，则b光先发生全反射，故D错误。 10．(2025·贵州省黔南州部分校高三下模拟)高速公路上的标志牌表面大都有“反光膜”，也被称为“回归反光膜”。夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，使标志牌上的字特别醒目(如图甲)。这种膜是由球体反射元件制成，其内均匀分布着球形细玻璃珠。如图乙所示，一束入射光从玻璃珠上某位置以θ＝60°的入射角进入玻璃珠，经折射、反射、再折射后恰好与入射光平行射出玻璃珠。 (1)求该玻璃珠的折射率n； (2)若光在真空中的传播速度为c，玻璃珠的直径为d，求该束入射光从进入玻璃珠到射出玻璃珠所用的时间。 答案：(1)　(2) 解析：(1)如图所示，设入射光在玻璃珠界面上的折射角为α，由几何关系可得θ＝2α 由折射定律有n＝ 解得n＝。 (2)光在玻璃珠中的传播速度为v＝ 该束入射光从进入玻璃珠到射出玻璃珠所经过的路程为s＝cosα×4 该束入射光从进入玻璃珠到射出玻璃珠所用的时间为t＝ 解得t＝。 11．(2025·贵州省普通高中学业水平选择性考试适应性测试)矩形ABCD为某玻璃砖的横截面，且|AB|＝|BC|。已知该玻璃砖对某单色光的折射率为，当该单色光束垂直AB边射入时，光线从CD边的O点射出，如图a所示。现把玻璃砖沿对角线AC切分为两个相同的三棱镜，然后将右侧三棱镜A′C′D向右平移距离d，让该单色光束再次沿原路径从AB边射入，最后从C′D边的O′点射出，如图b所示。不考虑光在各界面上的反射。 (1)请在图b中准确作出该单色光束从AB边射入到O′点射出的光路图； (2)求图b中O′点与O点之间的距离。 答案：(1)图见解析　(2)d 解析：(1)延长入射光与出射光分别交AC、A′C′于一点，连接两个交点后即为完整的光路图，作出的光路图如图所示。 (2)根据几何关系可得tanα＝＝ 所以α＝60° 则r＝90°－α＝30° 根据折射定律可得n＝ 解得i＝60° 由几何关系可知，光在两三棱镜之间传播的距离为l＝2dcosr O′点与O点之间的距离为h＝lsinr 解得h＝d。 高考体验 1．(2025·四川卷，9)(多选)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(θ<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(　　) 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，θ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 答案：CD 解析：根据几何关系可知，光线在光学玻璃两倾斜表面处的入射角均为θ，在挡光板处的入射角为2θ，因此，为了使光线发生三次全反射，玻璃的全反射临界角C满足C≤θ即可。选用折射率为n＝1.4的光学玻璃时，sinC＝＞＝sin45°，即C＞45°，而已知θ＜45°，则C≤θ不成立，故A错误；选用折射率n＝1.6的光学玻璃时，sinC＝＞＝sin30°，即C＞30°，可知θ不能设定为30°，故B错误；选用折射率n＝2的光学玻璃时，sinC＝＝，可得C＝30°，当2θ＝70°时，θ＝35°，满足C≤θ，故C正确；若入射光线向左移动，光路如图中虚线所示，可知出射光线向左平行移动，故D正确。 2．(2025·陕晋宁青卷，9)(多选)在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为440 nm的蓝色激光和波长为660 nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为0.5 mm，双缝到屏的距离为500 mm，则屏上(　　) A．蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹 B．蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小 C．距中央亮条纹中心1.32 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 D．距中央亮条纹中心1.98 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 答案：BC 解析：蓝光与红光的波长不同，不能发生干涉，A错误；由Δx＝λ，解得蓝光的相邻条纹间距为Δx蓝＝0.44 mm，红光的相邻条纹间距为Δx红＝0.66 mm，可知Δx蓝<Δx红，B正确；由于＝3，＝2，则屏上距中央亮条纹中心1.32 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠，C正确；由于＝4.5，＝3，则屏上距中央亮条纹中心1.98 mm处蓝光暗条纹中心和红光亮条纹中心重叠，D错误。 3．(2025·浙江1月选考，10)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Δt后亮点消失。已知转盘转动角速度为ω，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率nx为(　　) A. B. C. D. 答案：A 解析：如果nx≤n，随着转盘的转动，光线始终能从待测溶液射入隔板，当亮点突然出现时，光线从隔板射入空气恰好不发生全反射；如果nx>n，随着转盘的转动，光线从待测溶液射入隔板恰好不发生全反射时，光线沿平行于隔板的方向从隔板中射出照射到观测屏上，亮点只出现一瞬间，之后随着转盘的转动，光线从隔板射入空气发生全反射，亮点消失，当亮点突然出现且之后不消失时，光线从隔板射入空气恰好不发生全反射。分析易知，观测屏上亮点出现的时间内，中间时刻光线应垂直穿过隔板。设开始计时时激光从待测溶液射入隔板的入射角为θ，由对称性可知，经过Δt时间转盘转过的角度为2θ，有2θ＝ω·Δt；设从隔板射入空气的全反射临界角为C，由全反射临界角公式可得sinC＝；激光从待测溶液射入隔板的折射角与从隔板射入空气的入射角相等，则有＝，联立得nx＝，A正确。 4．(2025·湖北卷，13)如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，AC＝BC，∠C＝30°，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为α，O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为。 (1)若α＝45°，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值。 (2)若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的α值。 答案：(1)　(2)60° 解析：(1)作出光路图如图所示。 由几何关系可知∠BAC＝∠B＝＝75° 光线从AB边射入棱镜时的入射角i＝90°－[75°－(90°－α)]＝105°－α 当α＝45°时，i＝60° 根据折射定律有n＝ 解得光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值为sinr＝。 (2)设此时光线在AB边的入射角和折射角分别为i′、r′，由(1)问图可知，光线在BC边的入射角为β＝90°－[180°－75°－(90°－r′)]＝75°－r′， 若光线在BC边恰好发生全反射，由发生全反射的临界角公式有sinβ＝ 解得β＝45° 则r′＝30° 根据折射定律有n＝ 结合(1)问中分析可知i′＝105°－α 解得此时α＝60°。 好题精选 5．(2025·河南省商丘市高三下教学质量检测)LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率f＝，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是(　　) A．回路中电流的流向为b到a B．该时刻电流正在变大 C．P板带负电，Q板带正电 D．若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小 答案：B 解析：该时刻，线圈中的磁场方向向下，由安培定则可知，回路中电流的流向为a到b，A错误；该时刻，线圈中的磁场正在增强，说明电流正在变大，电场能正在向磁场能转化，电容正在放电，结合电流流向判断出P板带正电，Q板带负电，B正确，C错误；若在电容器中插入电介质板，则εr变大，由C＝可知电容器的电容C变大，则激发产生的电磁波频率f＝变小，由c＝λf可知，激发产生的电磁波波长λ将变大，D错误。 6．(2025·山东省临沂市高三下一模)图为利用标准玻璃板检查工件是否平整的原理图。用波长为λ的光从上向下照射，在被检查平面平整光滑时观察到平行且等间距的亮条纹。下列说法正确的是(　　) A．若将薄片向右移动一小段距离，条纹间距将减小 B．若将薄片厚度增加，条纹间距将变大 C．若向下按压标准样板，条纹仍然等间距 D．若把薄片向右平移x0，且薄片厚度为d，则平移后相邻条纹水平间距将变化 答案：D 解析：设标准样板下表面和被检查平面的夹角为θ，从空气层的上、下表面分别反射的两列光是相干光，其路程差为空气层厚度dx的2倍，当2dx＝kλ(k＝0，1，2，…)时出现亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为Δd＝λ，相邻亮条纹之间的距离Δx＝＝。若将薄片向右移动一小段距离，θ变小，条纹间距Δx将变大，A错误；若将薄片厚度增加，θ变大，条纹间距Δx将变小，B错误；若向下按压标准样板，空气层的厚度从左到右变化不均匀，则条纹间距将不相等，C错误；若把薄片向右平移x0，且薄片厚度为d，移动薄片前，设被检查平面与标准样板交点到薄片最左端的距离为x，此时tanθ＝，相邻条纹间距为Δx＝，平移薄片后，tanθ′＝，相邻条纹间距为Δx′＝，则平移后相邻条纹水平间距将变化Δx′－Δx＝，D正确。 7．(2025·江西省景德镇市高三下第三次质检)如图所示，某水池下方水平放置一直径为d＝0.8 m的圆环形发光细灯带，O点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离h可调节，水面上有光传感器(图中未画出)，可以探测灯带射出水面的光的强度。当灯带放在某一深度h1时，发现水面上形成两个以O为圆心的亮区，其中半径r1＝1.6 m的圆内光强更强，已知水的折射率n＝，则(　　) A．湖面能被照亮的区域半径为2.0 m B．灯带的深度h1＝ m C．当h< m时，湖面中央将出现暗区 D．若仅增大灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大 答案：C 解析：设光从水中射向空气的全反射临界角为C，则sinC＝＝，光路图如图所示，其中r2即为湖面能被照亮的区域半径，由几何关系知sinC＝，r2＝r1＋d，解得r2＝2.4 m，h1＝ m，故A、B错误；当灯带发出的光在O点恰好发生全反射时，设灯带深度为h0，则sinC＝，解得h0＝ m，所以当h<h0＝ m时，湖面中央出现暗区，故C正确；根据sinC＝＝，可知若增大灯带的半径，则r1变小，湖面上中间光强更强的区域变小，故D错误。 8．(2025·内蒙古包头市高三下二模)(多选)一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏幕用防窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。透明介质的折射率n＝，屏障高度d＝ mm，屏障间隙L＝1.2 mm，发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是(　　) A．防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射 B．此防窥屏的可视角度θ＝120° C．若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果 D．若增大d，则可视角度θ减小 答案：BCD 解析：防窥屏实现防窥效果是因为有吸光屏障，故A错误。某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后，折射角最大的光路图如图所示，根据几何关系得sini＝＝，根据折射定律有n＝＝，解得最大折射角为r＝60°，则可视角度为θ＝2r＝120°；若减小透明介质的折射率n，则r减小，可视角度θ减小，可增强防窥效果；若增大d，则i减小，r减小，可视角度θ减小，故B、C、D正确。 9．(2025·湖南省怀化市高三下二模)如图所示，一半径为R的透明半圆柱形玻璃砖置于水平桌面上。玻璃砖的上表面水平，且与桌面相切于A点。一细束单色光经圆心O从空气射入玻璃砖内，当入射角为45°时，出射光线射在桌面上B点处，此时测得AB之间的距离为R。现将入射光束向左平移(入射角不变)，当入射点平移到E点时，玻璃砖内光线恰好在圆面上D点发生全反射，已知光在真空中传播的速度为c，求：(不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，光线所在平面与桌面垂直且图示各点在同一竖直平面内) (1)该玻璃砖的折射率n； (2)该单色光从E点传播到D点的时间。 答案：(1)　(2) 解析：(1)当光线经球心O入射时，光路图如图1所示 根据折射定律有n＝ 由几何关系有sinr＝ 解得n＝。 (2)当光线入射点平移到E点，在D点发生全反射时，光路图如图2所示 由全反射规律可得sinC＝ 解得C＝45° 又因为∠OED＝90°－r＝60° 所以∠EOD＝180°－∠OED－C＝75° 在△EDO中，由正弦定理得＝ 解得DE＝ 光在玻璃砖内的传播速度为v＝ 从E点传播到D点的时间t＝ 解得t＝。 16 学科网（北京）股份有限公司 $