5.2 第二讲 光 电磁波-（配套课件）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题五 机械振动与机械波 光 第二讲　光　电磁波 内容索引 专题集训 构 建 主干网络 突 破 高频考点 洞 悉 真题情境 2 3 4 5 6 7 8 9 1 构 建 主干网络 返回 返回 突 破 高频考点 返回 考点一　光的折射　全反射 1.解决光的折射和全反射的思路 2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制特点 项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 光路图 对光 线的 作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但会发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折 (2025·广东广州三模)我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，ABOC为某种透明介质的截面图，OCA为半径为R的四分之一圆，三角形ABO为等腰直角三角形，BO与水平面MBN垂直并接触于B点。一束单色光射向圆心O，与OA的夹角为α，当α＝30°时，光线从O点射出，在水平面BM上B点左侧处形成亮斑D(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) 例1 审题指导： 题眼 点拨 (1)α＝30°时，光线从O点射出→画出光路图，计算折射率和传播速度 (2)α＝45°时，判断是否发生全反射→画出光路图，计算F点的位置 (1)求介质对这种光的折射率n及光在该介质中的传播速度v； 答案：　　 当α＝30°时，光路图如图所示，出射光线与OB夹角为θ，由几何关系得OB＝R，tan θ＝  解得θ＝30° 由折射定律得n＝ 解得n＝ 传播速度v＝＝。 (2)当α＝45°时，求光线在MBN面形成的亮斑F与D间的距离x。 答案：R 设临界角为θC，光路图如图中虚线所示，有 sin θC＝＝ 当α＝45°时，α＞θC 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x＝OBtan 45°＋DB＝R。 (2025·山西临汾二模)光屏P竖直放置，直线OO1与光屏垂直，用激光笔沿与OO1方向成45°角的AB方向照射光屏，光屏上C处有激光亮点。此时在光屏前竖直放置厚度为d的平板玻璃，激光亮点从光屏上的C点移动到D点(未画出)，CD间距为。已知光在真空中传播的速度为c。 例2 审题指导： 题眼 点拨 (1)放入平板玻璃后→出射光线与入射光线平行，只是发生侧移 (2)画出两种情况的光路图→利用几何知识计算光传播的距离和时间 (1)求该玻璃的折射率； 答案：　 (1)光通过平板玻璃折射后出射光线与入射光线平行，过D点作DM∥ CN，完成光路图如图所示 由几何关系可得NE＝BE＝d，ME＝NE－MN＝NE－CD＝，BM＝＝d 所以sin ∠MBE＝＝ 根据折射定律可得n＝＝。 (2)由于放入平板玻璃，光到达光屏的时间改变了多少？ 答案：　 没有平板玻璃时，从左界面到右界面所需时间为t1＝＝ 放上平板玻璃时，从左界面到右界面所需时间为t2＝，v＝＝c 解得t2＝ 所以Δt＝t2－t1＝。 预测.(2025·陕西西安模拟)如图，某透明介质的横截面由圆和直角梯形构成，半径OB＝R，OD＝2R，∠D＝60°，P点在CD上且PD＝R。一束激光从P点沿垂直CD方向射入透明介质，出射光线相对入射光线的偏转角为30°。已知光在真空中的速度大小为c。求： (1)透明介质对激光的折射率； 答案：　 假设光线从OD 面射出，结合题意可知出射光线应沿水平方向，说明激光在OD面发生全发射，不从OD面射出，假设不成立。作出激光的光路图如图所示 分析可知，激光从AB面射出，结合题意可知出射光线应沿水平方向，ED＝，OE＝OD－ED 可得OE＝R 则△FOE为等腰三角形，由几何关系可知 ∠2＝∠1＝30° 根据折射定律有n＝ 出射角θ＝60°，可得n＝。 (2)激光第一次射出介质前在介质中传播的时间。 答案： 由几何知识知 PE＝PDtan ∠D＝R，EF＝2Rcos ∠1＝R 激光第一次射出介质前，在介质中传播的时间t＝ 又v＝，可得t＝。 考点二　光的波动性　电磁波 1.光的波动性 2.理解光的衍射和干涉问题的几个要点 (1)光发生明显的衍射现象是有条件的。 (2)两列光波发生稳定干涉的条件：光的频率相等，相位差恒定。 (3)双缝干涉条纹间的距离公式：Δx＝λ。 (4)双缝干涉产生明、暗条纹的条件 对于两个振动情况相同的光源，在空间某点： ①产生明条纹的条件为Δx＝nλ (n＝0，1，2，…)； ②产生暗条纹的条件为Δx＝nλ＋ (n＝0，1，2，…)。 注意：对于两个振动情况相反的光源，上述条件正好相反。 (多选)(2025·陕晋青宁高考)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 例3 √ √ 蓝光与红光频率不相等，不能发生稳定干涉形成条纹，故A错误。根据相邻干涉条纹间距公式Δx＝λ，由于蓝光的波长较短，故蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小，故B正确。蓝光的相邻干涉条纹间距为Δx1＝4.4×10－4 m，红光的相邻干涉条纹间距为Δx2＝6.6×10－4 m，要使蓝光和红光亮条纹中心重叠，可知Δx1·m＝Δx2·n(m＝0，1，2，…；n＝0，1，2，…)，可知当Δx1·m＝Δx2·n＝1.32 mm时，满足条件；当Δx1·m＝Δx2·n＝1.98 mm时，不满足条件，故C正确，D错误。故 选BC。 (多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说法正确的是 A.当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹 B.当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是亮条纹 C.若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷 D.若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷 例4 √ √ 空气层厚度相同的地方，两列光波的路程差相同，当A、B之间某处距离为入射光半波长的奇数倍时，对应条纹是亮条纹，故A错误，B正确；空气层干涉是等厚干涉，即同一条纹处空气膜的厚度相同，从题图乙中弯曲的条纹可知，弯曲处对应的表面是凸起的，故C错误；由题图丙可知，被检查平面的某一条纹位置偏左，说明被检查平面该条纹处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，所以该条纹处对应的表面是凹陷的，该条纹与其他的条纹平行，可知被检查平面上有沟状凹陷，故D正确。故选BD。 母题变式1.附有肥皂膜的铁丝圈竖直放置于单色线性光源一侧，肥皂膜的纵截面形状如图所示，则从光源一侧顺着入射光线看到的图样可能是 √ 薄膜干涉是光照射到薄膜上时，薄膜前后表面反射的两列光相叠加，发生干涉现象，同一条亮条纹或暗条纹对应的薄膜厚度相等，所以条纹是水平的，A、B错误；从上往下，肥皂膜厚度随高度的变化率越来越大，条纹间距越来越窄，C错误，D正确。故选D。 母题变式2.为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱体上表面水平，如图甲所示。用波长为λ的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙的P点观察到亮条纹。下列说法正确的是 A.从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹 B.若将玻璃柱体向上移动距离Δd＝λ，P点再次出现亮条纹 C.若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则P点亮条纹可能消失 D.若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽 √ 由于空气膜等厚处是条形的，因此形成的干涉条纹是条形的，由于空气膜的厚度越向外增加得越快，因此条纹间距越来越小，条纹越来越密，故A错误；在题图乙的P点观察到亮条纹，则路程差为Δx＝2d＝Nλ，若将玻璃柱体向上移动距离Δd＝λ，则路程差为Δx'＝2×＝2d＋λ＝λ，所以P点再次出现亮条纹，故B正确；P点是否出现亮条纹与折射率无关，故C错误；若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，由于紫色光波长小于红色光波长，条纹间距变窄，故D错误。故选B。 (多选)下列说法正确的是 A.根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关 B.在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作调制 C.偏振光的振动方向与偏振片的透振方向的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱 D.赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在 例5 √ √ 根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢有关，A错误；在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调，B错误；偏振光的振动方向与偏振片的透振方向的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱，C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在，D正确。故 选CD。 考点三　光的折射、全反射与波动性的综合 1.各种色光的比较 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率f 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 同一介质中临界角 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 2.对光的色散的理解 (1)在同一介质中，不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。 (2)由n＝、n＝(λ0为光在真空中的波长)可知，光的频率越高，在介质中的波长越短，波速越小，但光的频率不变。 (多选)(2025·福建宁德三模)如图，在研究Low-e 玻璃(低辐射玻璃)光学性能实验中，一束复色光以45° 角入射玻璃表面，经Low-e玻璃折射后射出两条平行 光a、b，下列说法中正确的是 A.a光的折射率大于b光 B.a光在玻璃中的传播速度大于b光 C.a、b两束单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显 D.a、b两束单色光通过同一装置发生双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大 例6 √ √ 根据折射定律，入射角相同时，a光的折射角较小，可知a光的折射率大于b光，A正确；根据v＝可知，a光在玻璃中的传播速度小于b光，B错误；b光折射率较小，则频率较小，波长较长，则a、b两束单色光通过同一单缝，b光的衍射现象更明显，C错误；根据Δx＝λ，因b光的波长较长，可知a、b两束单色光通过同一装置发生双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大，D正确。故选AD。 预测.如图，半圆是一宝石的横截面，MN是其直径， P是圆弧上的一点。在横截面所在的平面，一束光自 P点射入宝石，折射为a、b两束单色光。 下列说法正 确的是 A.宝石对a光的折射率比对b光的折射率大 B.在宝石中a光的传播速度比b光的传播速度大 C.若仅增大光在P点的入射角，a光先在MN上发生全反射 D.用同一双缝干涉装置做实验，a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间 距小 √ 由题图可知，光线b的偏折程度大于光线a的偏折程 度，可知宝石对a光的折射率比对b光的折射率小， 故A错误；根据v＝，由于宝石对a光的折射率比对 b光的折射率小，则在宝石中a光的传播速度比b光的 传播速度大，故B正确；若仅增大光在P点的入射角，因光线a射到MN时的入射角总小于在P点的折射角，光线a射到MN上的入射角不可能达到临界角，则a光不可能在MN上发生全反射，故C错误；a光的折射率较小，则频率较小，波长较长，根据Δx＝λ，可知用同一双缝干涉装置做实验，a光的干涉条纹间距比b光的干涉条纹间距大，故D错误。故选B。 返回 洞 悉 真题情境 返回 1.生活情境类 (2025·北京高考)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 √ 雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意；通过一条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；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；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。故选B。 2.科技情境类 (多选)(2025·四川高考)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 √ √ 因为1.4＜，故当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据sin C＝，可知sin C＞，即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θ＜45°＜C，故选用折射率为1.4的光学玻璃时不会发生全反射，故A错误；当θ＝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sin C＝＝0.625＞0.5＝sin 30°，故C＞30°，故此时不会发生全反射，故B错误； 若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为sin C＝，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；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。 3.实验探究类 (多选)(2024·湖南高考)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θ，如图所示。S为单色点光 源。下列说法正确的是 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θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D.若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 √ √ 若θ＝0°，根据题意画出光路图，如图甲所示，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＝2a，S到光屏的距离为l，代入双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可得Δx＝，则沿OA向右或沿AO向左略微平移平面镜，对l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； 再次画出光路图如图乙，沿OA向右略微平移平面镜，即图乙中从①位置→②位置，由图乙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，即图乙中从②位置→①位置，由图乙可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。故选BC。 4.科技情境类 (2025·云南高考)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d＝2.0 mm，盖玻片与物镜的间距h＝0.20 mm，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速c＝3.0×108 m/s，π＝3.14。 (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)； 答案：1.0×10－5 m2　 全反射的临界角满足sin C＝＝ 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，由几何关系可知sin C＝ 代入数据解得r＝ mm 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S＝πr2≈1.0×10－5 m2。 (2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为t1、t2，求t2－t1(结果保留2位有效数字)。 答案：3.3×10－13 s 当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播到物镜的时间最短，则滴油前，光从O点传播到物镜的最短时间为t1＝＋＝＋＝ 滴油后，光从O点传播到物镜的最短时间为 t2＝＋＝＋＝ 故t2－t1＝＝ s ≈3.3×10－13 s。 返回 专 题 集 训 返回 1.(2025·山东高考)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO'轴对称，光屏垂直于OO'轴放置。将偏振片P1垂直于OO'轴置于双缝左侧，单色平行光沿OO'轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于双缝右侧，P1、P2透振方向平行。保持P1不动，将P2绕OO'轴转动90°的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是 A.条纹间距不变，亮度减小 B.条纹间距增大，亮度不变 C.条纹间距减小，亮度减小 D.条纹间距不变，亮度增大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，当P2旋转时，l、d、λ均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度减小。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2.(2025·河南高考)折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射) A.0° B.15° C.30° D.45° √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 设光线射入圆柱体时的折射角为θ，根据折射定律可知n＝，解得θ＝30°，作出光路图如图所示，根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角i＝θ＝30°，则法线与竖直方向的夹角α＝θ＋i＝60°，根据折射定律可知n＝，解得光线射出圆柱体时的折射角r＝45°，光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为β＝α－r＝15°。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3.(多选)(2025·山东省十三校4月联考)为检测两长方体 工件G1、G2的上表面是否平行，检测人员将一块高精 度的标准透明平板置于G1、G2上方，此时平板分别与 G1、G2间形成了劈尖形空气薄层。当用单色光从平板 上方向下照射时，可从平板上方观察到明暗相间的条纹，则下列说法正确的是 A.条纹来自平板上、下表面反射光的干涉 B.条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉 C.若G1上方条纹比G2上方条纹间距宽，则G1上表面与平板间的夹角小 D.若G1上方条纹比G2上方条纹间距宽，则G1上表面与平板间的夹角大 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 因为平板是标准透明平板，其自身上、下表面平行，不会产生这种干涉条纹，所以条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉，故A错误，B正确；根据劈尖干涉条纹间距公式Δx＝，可知波长一定时，θ越小，条纹间距越大，故若G1上方条纹比G2上方条纹间距宽，则G1上表面与平板间的夹角小，故C正确，D错误。故选BC。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 4.(2025·山东威海三模)如图所示，将一个玻璃圆台放置在一块平面玻璃上，圆台的纵截面为等腰梯形。让红光垂直圆台的上表面入射，从上向下观察，可以看到明暗相间的同心圆环状条纹。下列说法正确的是 A.环状条纹是圆台上表面和侧面的反射光叠加形成的 B.从圆心向外环状条纹越来越稀疏 C.改用紫光入射，条纹间距变小 D.用同一单色光入射，圆台侧面与玻璃平面的夹角越小，条纹间距越小 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 这些同心圆环状条纹本质上是圆台侧面与下面平面玻璃之间所形成的一种“薄膜干涉”现象，而非由圆台上表面与侧面的反射光叠加所致，故A错误；由于截面为等腰梯形，所以条纹间距为等间距，而不是从圆心向外环状条纹越来越稀疏，故B错误；干涉条纹的间距与光的波长成正比，紫光波长比红光短，改用紫光时条纹间距变小，故C正确；在同一单色光下，若圆台与平面玻璃的夹角变小，则干涉空隙增厚得更缓慢，条纹在水平方向上拉得更开，间距增大，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5.(2025·江苏南京二模)宝石切工决定价值，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。某宝石的剖面简化如图，一束复合光斜射到宝石的AB面上，经折射后分成a、b两束单色光照射在CO面上，下列说法正确的是 A.宝石对a光的折射率比b光的大 B.宝石中a光的传播速度比b光的大 C.b光从空气进入宝石，频率变低 D.逐渐减小光斜射到AB面上的入射角， 从CO面射出的光线中a光先消失 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 a光的偏折程度比b光的偏折程度小，因此宝石对a光的折射率比b光的小，A错误；由v＝可知，a光在宝石中的传播速度比b光在宝石中的传播速度大，B正确；b光从空气进入宝石，频率不变，C错误；由sin C＝可知，a光的临界角大于b光的临界角，逐渐减小斜射到AB面上的入射光束的入射角，从CO面射出的光束中b光先消失，D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 6.(2025·四川成都三模)如图所示，BCD为一直角三角形棱镜的截面，∠C＝60°，棱镜的折射率为，P为垂直于直线BC的光屏，现有一激光器从A点由静止自由下落到桌面O点，整个下落过程中从激光器发出的光束始终平行于BC边，经棱镜折射后在屏P上形成一个移动的光斑，已知A点距离BC桌面高度h，若真空中光速为c，当地重力加速度为g，忽略光到屏的传播时间，则下列说法正确的是 A.激光束在棱镜上的CD边上会发生全反射 B.激光束在棱镜中传播的速度等于c C.光斑在屏P上移动的距离为h D.光斑在屏P上移动的平均速度 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 设全反射临界角为θ，则sin θ＝＝，激光束从棱镜上CD 边射向空气时的入射角为r＝30°，sin r＝，全反射临界角 θ大于入射角r，不会发生全反射，故A错误；由n＝得v＝ ＝c，故B错误；设高度h对应的棱镜斜边长度为l，光斑在屏P上移动的距离为d，则由数学知识可得sin 60°＝，l＝2dcos 30°，联立可得d＝h，故C错误；设激光器下落时间为t，则由自由落体运动知识可得h＝gt2，光斑在屏P上移动的平均速度＝，联立解得＝，故D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 7.(2025·湖北武汉5月质检)如图是一根粗细均匀的光导纤维截面图，光导纤维的直径为d，弯曲段AB为半圆形，A、B连线是半圆的直径。一细激光束射到A点的方向与界面夹角θ＝30°，之后在AB段内发生了5次全反射(不含A、B两点)，其中有3次是恰好发生全反射，并恰好能射到B点。已知真空中光速为c，则该激光束从A点传播到B点的时间为 A. B. C. D. √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 依题意作出光路图如图所示，光在光导纤维半圆的外圆内表面恰好发生全反射，可知发生全反射的临界角为C＝30°，根据sin C＝，可得光导纤维的折射率n＝2，设OA长为r，则AD＝r，OD＝d＋r，由等腰三角形OAD可知OD＝2OAcos 30°，得r＝ ，光在光导纤维中的传播速度v＝＝，光在光导纤维中的路程s＝6r，则光束传播的时间t＝＝ 。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 8.(2025·浙江温州三模)如图1所示，将一圆形线状光源水平放置在足够大的平静水面下，线状光源可以发出红光。通过支架(图中未画出)可以调节光源到水面的距离h，随着h变化，在水面上会看到不同形状的发光区域。已知圆形线状光源的半径为R＝0.9 m，水对红光的折射率为n＝，下列说法正确的是 A.h越大，水面上的发光区域面积越小 B.h＝1 m时，水面上的发光区域会呈现类似图2所示的圆环形状 C.当h＝ m时，水面上的发光区域面积为4.41π m2 D.当h＝ m时，水面上亮环与暗圆的面积之比为4∶1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 设亮环最外圈的半径为r1，暗圆的半径为r2，其光路图 如图所示，设临界角为C，则有sin C＝＝，根据几何 关系可知r2＝R－htan C，r1＝R＋htan C，所以发光面 积为S＝π－π＝4πRhtan C，所以h越大，水面上 的发光区域面积越大，故A错误；当h＝1 m时，r2＝R －htan C＝(0.9－) m＜0，即此时中心区域全部被照亮，不存在暗圆，故B错误；当h＝ m时，r2＝R－htan C＝－0.3 m＜0，所以中心不存在暗圆，其中r1＝R＋htan C＝2.1 m，水面上的发光区域面积为S'＝π＝ 4.41π m2，故C正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 1 当h＝ m时，r2＝R－htan C＝0.6 m，r1＝R＋htan C＝1.2 m，暗圆面积S2＝π，亮环面积S1＝π－π，水面上亮环与暗圆的面积之比为＝＝，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 9.(10分)(2025·山东高考)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O'点为圆心，两圆弧的半径及O、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OO'平行，到OO'的距离均为R。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 (1)B点与OO'的距离为R，单色光线从B点平行于OO'射入介质，射出后恰好经过O'点，求介质对该单色光的折射率n； 答案：　 2 3 4 5 6 7 8 9 1 如图甲所示，根据题意可知B点与OO'的距离为R，OB＝R，所以sin θ1＝＝ 可得θ1＝60° 又因为射出后恰好经过O'点，O'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OB＝OO'＝R，根据几何关系可知θ2＝30° 故介质对该单色光的折射率 n＝＝＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 (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OO'上，O'、E两点间的距离为R，空气中的光速为c，求该光在介质中的传播时间t。 答案： 2 3 4 5 6 7 8 9 1 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O'E＝R，可知sin θ＝＝ 由于sin θ＝＞sin C0＝＝ 所以光线在上表面D点发生全反射，光路如图乙所示 根据几何关系，光在介质中传播的距离为L＝2＝R 光在介质中传播的速度为v＝＝ 所以光在介质中的传播时间t＝＝＝。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 专 题 五 机 械 振 动 与 机 械 波 光 谢 谢 观 看 ！ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 $