内容正文:
抢分猜押13 选择题:光学与电磁波(江苏专用)
重难解读
光学与电磁波的研究涵盖了光的几何本领与波动本质。几何光学的核心在于折射定律()与全反射现象。全反射是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角(sin C = )时的特殊现象,其难点在于复杂光路中临界状态的判定与多介质边界的几何推演。
波动光学则揭示了光的干涉、衍射与偏振特性。双缝干涉中条纹间距 是定量分析的核心,它与光的波长 直接相关。电磁波部分要求学生理解电磁场理论(赫兹实验、麦克斯韦预言)以及电磁波的发射、传播与接收过程。掌握此处的关键是建立“波粒二象性”的初步认知,并能准确区分不同频段电磁波(如红外线、紫外线、X射线)的物理特性与应用场景。
命题预测
2026年高考,该板块的命题将更强调光学精密测量与现代通信技术的应用背景。
几何光学建模: 重点结合现代光学元件(如彩色玻璃砖、球形透镜、光导纤维),考查光在非平行边界或曲面边界上的折射与全反射,要求学生具备极强的几何作图与逻辑推演能力。
干涉与衍射创新: 结合激光干涉仪、薄膜干涉(如检查平整度、增透膜)或牛顿环实验,考查波长测量及微小长度变化的精密检测。
通信与信息: 结合 6G 通信、卫星链路或雷达探测(多普勒效应),考查电磁波的频率、波速与波长的关系,以及电磁波在不同介质中传播时的参数变化规律。
考点1 光的折射、全反射
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】B
8.【答案】A
9.【答案】D
10.【答案】C
11.【答案】B
12.【答案】B
13.【答案】B
14.【答案】D
考点2 光的波动性
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】C
10.【答案】D
11.【答案】D
12.【答案】A
13.【答案】D
考点3 电磁波
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】A
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】A
10.【答案】D
11.【答案】A
12.【答案】B
13.【答案】B
14.【答案】C
15.【答案】C
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抢分猜押13 选择题:光学与电磁波(江苏专用)
重难解读
光学与电磁波的研究涵盖了光的几何本领与波动本质。几何光学的核心在于折射定律()与全反射现象。全反射是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角(sin C = )时的特殊现象,其难点在于复杂光路中临界状态的判定与多介质边界的几何推演。
波动光学则揭示了光的干涉、衍射与偏振特性。双缝干涉中条纹间距 是定量分析的核心,它与光的波长 直接相关。电磁波部分要求学生理解电磁场理论(赫兹实验、麦克斯韦预言)以及电磁波的发射、传播与接收过程。掌握此处的关键是建立“波粒二象性”的初步认知,并能准确区分不同频段电磁波(如红外线、紫外线、X射线)的物理特性与应用场景。
命题预测
2026年高考,该板块的命题将更强调光学精密测量与现代通信技术的应用背景。
几何光学建模: 重点结合现代光学元件(如彩色玻璃砖、球形透镜、光导纤维),考查光在非平行边界或曲面边界上的折射与全反射,要求学生具备极强的几何作图与逻辑推演能力。
干涉与衍射创新: 结合激光干涉仪、薄膜干涉(如检查平整度、增透膜)或牛顿环实验,考查波长测量及微小长度变化的精密检测。
通信与信息: 结合 6G 通信、卫星链路或雷达探测(多普勒效应),考查电磁波的频率、波速与波长的关系,以及电磁波在不同介质中传播时的参数变化规律。
考点1 光的折射、全反射
1.(2026·江苏南通·二模)与两水域深度不同,水波在两个区域传播时的图样如图所示,下列说法正确的是( )
A.、两处水波的振动频率不同
B.、两处水波的传播速度大小不同
C.该图样是由于衍射形成的
D.该图样是由于干涉形成的
【答案】B
【详解】A.水波在不同水域传播时,频率由振源决定,不会随介质改变。因此 A、B 两处水波的振动频率f相同,故A错误;
B.由图可知,A、B两处水波的波长不同(),因为
可知A、B两处水波传播速度不同,故B正确;
CD.本题中是水波在不同深度的水域(不同介质)中传播,发生的是折射,故CD错误。
故选B。
2.(2026·江苏镇江·一模)如图所示,车载激光雷达发射的激光脉冲射入截面为等腰直角三角形的透明介质,激光从介质的直角边AB中点处垂直入射,经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是( )
A.光在介质中的波长变长
B.介质对入射光的折射率小于
C.入射光沿逆时针方向转动,AC边上可能会有光射出
D.入射光平行下移一段距离,其在介质中的传播时间变长
【答案】C
【详解】A.光从空气(或真空)进入介质时,频率保持不变,但速度会减小。根据波速公式,频率f不变,速度v减小,因此波长λ必然变短。A错误;
B.光在AC面上发生全反射,入射角,临界角,根据
可得,B错误;
C.入射光沿逆时针方向转动,射到AC边的光线也将逆时针转动,如图所示
AC边上光线的入射角减小,当入射角小于临界角时,AC边上会有光射出,C正确;
D.入射光平行下移一段距离,光线在介质中的传播距离不变,由几何关系可知,传播距离始终等于直角边AB的长度,所以其在介质中的传播时间不变,D错误。
故选C。
3.(2026·湖北荆州·一模)如图所示,、两种单色光沿不同方向由空气射入玻璃三棱镜,经三棱镜折射后沿同一方向射出,下列关于光和光的说法正确的是( )
A.玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率
B.在玻璃三棱镜中,光的传播速度比光的传播速度小
C.光和光从空气射入玻璃时,频率发生变化
D.空气中光的波长小于光的波长
【答案】A
【详解】A.由图可知,玻璃三棱镜对光的偏折程度较小,所以玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率,故A正确;
B.根据可知,因为玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率,所以在玻璃三棱镜中,光的传播速度比光的传播速度大,故B错误;
C.光和光从空气射入玻璃时,频率不会发生变化,故C错误;
D.因为玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率,所以光的频率小于光的频率,根据可得,空气中光的波长大于光的波长,故D错误。
故选A。
4.(2026·江苏·一模)直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度,原理如图所示,三角形ABC为直角三棱镜的横截面,宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜,之后垂直AB边射出,激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则下列说法错误的是( )
A.
B.
C.上方光束可能比下方光束先传播到AB边
D.上下两束光同时传播到AB边
【答案】C
【详解】A.光束在AC上发生折射,根据几何关系可知折射角为,根据折射定律有
可得,故A正确;
B.根据几何关系有
可得,故B正确;
CD.设光束在空气中传播速度为c,则光束在三棱镜中的传播速度
在空气中,传播到AC边,上方光束比下方光束所用时间多
在三棱镜中,由AC边传播到AB边,下方光束比上方光束所用时间多
所以上下两束光同时传播到AB边,故C错误,D正确。
本题选说法错误项,故选C。
5.(2024·江苏·模拟预测)地球表面大气对光的折射率随高度的增加而逐渐减小。一束太阳光从大气层中某点射入,此后光的传播路径可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据地球表面大气对光的折射率随高度的增加逐渐减小,可知太阳光从大气层中某点射入,光从光疏介质射向光密介质,根据折射定律可知,折射角小于入射角,光线逐渐向下弯曲,折射光线不可能是直线。
故选B。
6.(2025·江苏徐州·二模)如图甲所示为均匀透明介质制成的棱镜的截面图,其截面为正六边形,现用由单色光和单色光组成的复合光由棱镜的左侧射入,最终从右侧射出时分成两束。若用这两种单色光分别照射图乙中的阴极,当阴极的材料为A时电流表的指针均发生偏转,当阴极的材料为B时,只有一种单色光能使电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是( )
A.单色光的波长较小
B.材料A的逸出功小于材料的逸出功
C.单色光照射材料A时,光电子的最大初动能较大
D.仅增加两种单色光强度后再照射材料B,电流表的指针均发生偏转
【答案】B
【详解】A.复色光射入棱镜时,b光的折射角小于光的折射角由折射定律知,介质对光的折射率大于光的折射率,则单色光的频率较大,由可知单色光的波长较小,故A错误;
B.由题意知,若用两种单色光分别照射阴极,当阴极的材料为A时电流表的指针均发生偏转,则两种单色光的频率均大于材料A的极限频率,当阴极的材料为B时,只有一种单色光能使电流表的指针发生偏转,说明不能使电流表发生偏转的单色光的频率小于材料B的极限频率,说明材料A的极限频率小于材料B的极限频率,即材料A的逸出功小于材料B的逸出功,故B正确;
C.由爱因斯坦光电效应方程知,由于单色光的频率较大,所以用单色光照射材料A时,光电子的最大初动能较大,故C错误;
D.发生光电效应的条件是入射光的频率大于材料的极限频率,与光的强度无关,故D错误。
故选B。
7.(2025·江苏南京·模拟预测)三棱镜底面镀有反射膜,其截面图如图所示,。一束单色光由AC边上的K点射入棱镜,入射角为,光线折射后射向AB边,反射后垂直于AC射出。下列说法正确的是( )
A.三棱镜对该光的折射率为
B.三棱镜对该光的折射率为
C.增大入射角,单色光可能在AC边发生全反射
D.单色光垂直入射AC后,可从AC边原路返回
【答案】B
【详解】AB.作出相关的光路图,根据已知条件和几何知识可得
∠DKM=60°,∠AEF=75°,∠MEF=∠MEK=15°
又因为MK与EF平行,故有∠NKE=30°
因此三棱镜对该光的折射率为,故B正确,A错误;
C.根据光的折射可知,光在AC边的入射角小于∠NKE,所以单色光不会在AC边发生全反射,故C错误;
D.单色光垂直入射AC后,传播路径不变,从AC射出,故D错误;
故选B。
8.(2025·四川绵阳·三模)如图所示,矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于上方高H处,两束平行的单色光A、B斜射到玻璃砖的ad面,两个入射点间距离为x1,穿过玻璃砖下表面bc后,射在光屏P上两个点间距离为x2,已知x1>x2。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖,其他条件和状态保持不变,射在光屏上两个点( )
A.位置不变,距离不变 B.位置右移,距离不变
C.位置左移,距离变大 D.位置右移,距离变大
【答案】A
【详解】作出光路图,如图所示。
根据光的折射知识可知,两束单色光射出玻璃后仍相互平行,根据题意作出光的折射的光路图,如图所示
当只向上平移玻璃砖,如图虚线的位置,由于入射角不变,折射角不变,则移动玻璃砖前后,同一个光线在玻璃砖内的折射光线平行,射出玻璃砖后的折射光线平行,根据几何关系可得,向上平移玻璃砖后,穿过玻璃砖下表面光线通过平移前的出射点,则射在光屏P上的位置不变,距离不变。
故选A。
9.(2026·江苏南京·一模)光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,O点是半圆形玻璃砖的圆心,D图中光线关于虚线左右对称,下列光路可能发生的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AB.光由空气斜射入半圆形玻璃砖时,折射角应小于入射角,故AB不可能发生;
CD.当光由半圆形玻璃砖斜射入空气时,折射角应大于入射角,若入射角大于临界角,会发生全反射,故C不可能发生,D可能发生。
故选D。
10.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,半径为R的半圆形玻璃砖截面上,有一束单色光斜射到圆弧面上的C点,入射光线与竖直方向的夹角为θ=30°,折射光线CD刚好与直径AB垂直,AC弧长是AB弧长的三分之一,光速为c,下列说法正确的是( )
A.该玻璃砖的折射率
B.光在玻璃砖中的传播速度为c
C.光在玻璃砖中的传播时间
D.增大θ,入射光线可能在C点发生全反射现象
【答案】C
【详解】A.如图所示
根据几何关系可得,可得折射角为30°,入射角为,根据折射定律可得,故A错误;
B.光在玻璃砖中的传播速度为,故B错误;
C.光在玻璃砖中的传播时间
其中
联立解得,故C正确;
D.光线从光密介质到光疏介质才有可能发生全反射,故D错误。
故选C。
11.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图所示,一条圆柱形的光导纤维,长为L,它的玻璃芯的折射率为,外层材料的折射率为,光在空气中的传播速度为下列说法正确的是( )
A.折射率小于折射率
B.光在光纤中传播的速度
C.光在内外层的临界角C满足
D.光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为
【答案】B
【详解】A.如图所示,欲使光在和的界面上发生全反射,需有,故A错误;
B.根据,可得光在光纤中传播的速度,故B正确;
C.光在内外层的临界角C满足
可得,故C错误;
D.光从它的一端射入经全反射后从另一端射出传播的最长路程为
则所需的最长时间为
故D错误。
故选B。
12.(2025·江苏南通·二模)虚线方框内有截面是等腰直角三角形的全反射棱镜。同频率的两束光1、2平行或垂直于棱镜某面射入,对应的出射光是1′、2′,下列可能实现的情境是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AD.将平行光线垂直于全反射棱镜的直角边射入,反射光线改变90°,将平行光线垂直于全反射棱镜的斜边射入,反射光线改变180°,根据光的全反射规律,所作光路图如图所示
故AD错误;
BC.将平行光线平行于全反射棱镜的斜边射入,反射光线平行射出,全反射棱镜没有会聚光线的作用,只有凸透镜才对光线有会聚作用,根据光的折射规律,所作光路图如图所示
故B正确,C错误。
故选B。
13.(2025·江苏宿迁·一模)透明介质球的球心为O,水平直径上有一点光源P,A点为从P射出的光线能直接从左侧面射出的临界点,则能直接从右侧面射出的临界点B的位置可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】光线从临界点A射出时,其入射角恰好为临界角C, 在PO延长线上取一点Q,使得OP=OQ,过A点作PO的平行线交圆弧于M点,作垂直于PO的直径,取M两侧两点F、E如图所示
由对称性知
在三角形POM中,由正弦定理可得
在三角形OQM中,由正弦定理可得
由图可知,
联立可知
由图易知
而光线从临界点B射出时,其入射角恰好为临界角C,则 B点应位于MG间圆弧上,B选项符合题意。
故B正确,
14.(2025·江苏·二模)如图所示,ABCD是折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱横截面,其中,。现有一束光垂直入射到棱镜的AB面上,入射点从A移到B的过程中,光只能( )
A.从CD、BC面射出 B.从BC、AD面射出
C.从AB、AD面射出 D.从AB、BC面射出
【答案】D
【详解】光线从左侧垂直AB射入棱镜时,透射方向不变,光线射到CD时,由几何知识得:
入射角为i=30°,该棱镜的临界角为C,则
故有C<30°
所以直接射到DC面上的光线发生了全反射(例如光线①),然后射到AB面上的入射角为60°,再次全反射后垂直射到BC面上射出;
射到DC面上的光线全反射后射到BC面上时(例如光线②)入射角为60°,再次全反射垂直射到AB面上射出;
直接射到BC面上的光线的入射角为60°也发生全反射射到DC面上再次全反射后垂直AB射出(例如光线③)光路图如图所示;则入射点从A移到B的过程中,光只能从AB、BC面射出。
故选D。
考点2 光的波动性
1.(2026·江苏南京·一模)将铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的肥皂膜,竖直放置时观察到彩色条纹如图所示。彩色条纹的形成原因和变化情况是( )
A.彩色条纹是太阳光衍射形成的
B.彩色条纹是太阳光折射形成的
C.随着肥皂水向下流动,肥皂膜上端的彩色条纹会逐渐向下移动
D.随着肥皂水向下流动,肥皂膜的彩色条纹会逐渐变为上密下疏
【答案】C
【详解】AB.肥皂膜的彩色条纹是薄膜干涉现象,是肥皂膜前后两个表面的反射光发生干涉形成的,AB错误;
C.竖直放置的肥皂膜受重力作用,肥皂水会向下流动,同一级干涉条纹对应肥皂膜的同一厚度;随着肥皂水向下流动,同一厚度的位置整体向下移动,因此肥皂膜上端的彩色条纹也会逐渐向下移动,C正确;
D.随着肥皂水向下流动,形成上薄下厚的楔形结构。在薄膜的上部,由于膜较薄且厚度梯度小,即厚度变化缓慢,导致光程差随高度变化慢,因此条纹间距较疏。而在薄膜的下部,膜较厚且厚度梯度大,即厚度变化加快,光程差变化速率提升,因此条纹间距逐渐变密。所以,肥皂膜干涉条纹呈现上疏下密的现象,D错误。
故选C。
2.(2026·江苏南通·二模)如图所示,是单色点光源,平面镜水平放置,光屏竖直放置,光源、平面镜和光屏在同一竖直平面内。下列说法正确的是( )
A.整个光屏上都有干涉条纹
B.光源向上移动稍许,屏上条纹间距不变
C.平面镜向上移动稍许,屏上条纹间距不变
D.光屏向上移动稍许,屏上条纹间距不变
【答案】D
【详解】A.只有两束光(直射光 + 反射光)的重叠区域才会出现干涉条纹,并非整个光屏都有,A错误;
B.光源向上移动,a 增大 → d = 2a 增大,而 L 基本不变,根据可知,条纹间距将减小,B错误;
C.平面镜上移,a 减小 → d = 2a 减小,L 也不变,根据可知,条纹间距将增大,C错误;
D.光屏仅向上移动, �� 、 �� 、相干光源到光屏的水平距离 �� 都不变,因此条纹间距不变,D正确。
故选 D。
3.在先进芯片制造的晶圆中测环节,硅片表面的纳米级平整度直接决定了后续光刻、刻蚀等工艺的精度。技术人员常采用空气劈尖干涉法实现高精度检测,利用薄膜上下表面反射光的光程差形成干涉条纹,通过条纹的形态与分布判断硅片表面状态。实验装置示意图如下,下列说法正确的是( )
A.若硅片某一位置表面向下凹陷,干涉条纹会向空气薄膜变厚的方向弯曲
B.若将装置由原来空气环境移入水中,实验观察到的干涉条纹间距会减小
C.若增大玻璃板与硅片的夹角,相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差会增大
D.若使用黄色、蓝色两种单色光同时照射,则蓝色光形成的条纹间距更宽
【答案】B
【详解】A.若硅片某一位置表面向下凹陷,空气薄膜的厚度增加,上下表面反射光的光程差增加,使得条纹向薄的方向弯曲,故A错误;
B.水中光的传播速度小于在真空中的光速,根据
光的波长会减小,根据干涉条纹间距与波长的关系
可知条纹间距也会减小,故B正确;
C.根据干涉的原理,相邻亮条纹之间对应的空气薄膜厚度差应为半个波长(光程差的变化应为一个波长,即),夹角变化对此无影响,故C错误;
D.黄色与蓝色光相比黄光的波长更长,所以黄色光形成的条纹间距更宽,故D错误。
故选B。
4.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,平凹透镜与一块平板玻璃接触,用单色光垂直透镜的平面向下照射,会观察到明暗相间的同心圆环,则下列说法正确的是( )
A.同心圆环主要的形成原理是光的折射
B.同心圆环外疏内密
C.下表面半径R越大(越平坦),圆环越稀疏
D.选择频率更小的单色光,圆环更密集
【答案】C
【详解】A.同心圆环主要的形成原理是光的干涉现象,故A错误;
B.明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的,同一亮圆环(或暗圆环)处空气膜的厚度相等,相邻的两个明圆环处,空气膜的厚度差等于半个波长,离圆心越远的位置,空气膜的厚度减小的越快,则圆环越密,所以同心圆环内疏外密,故B错误;
C.下表面的半径R越大,空气膜的厚度变化变慢,其形成的圆环比曲率半径小的透镜形成的圆环稀疏,故C正确;
D.频率小,波长大,因此选择频率更小的单色光,对于同一干涉装置,形成的干涉条纹间距大,得到的圆环更稀疏。故D错误。
故选C。
5.(2025·江苏常州·模拟预测)在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间距”指的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】相邻条纹间距指相邻明条纹中心,或者相邻暗条纹中心之间的间距,可知,所给示意图中只有第四个选择项满足要求。
故选D。
6.(2025·江苏南通·二模)1834年,洛埃利用平面镜同样得到杨氏双缝干涉的结果,装置如图所示,S为单色点光源。能使干涉条纹间距变大的操作是( )
A.水平向左略微平移平面镜 B.水平向右略微平移平面镜
C.竖直向上略微平移平面镜 D.竖直向下略微平移平面镜
【答案】C
【详解】将本题中的干涉等效看成双缝干涉,如图所示
其中,根据
AB.可知水平向左略微平移平面镜或水平向右略微平移平面镜,对没有影响,故AB错误;
CD.竖直向上略微平移平面镜,则减小,则变大;竖直向下略微平移平面镜,则增大,则变小,故C正确,D错误。
故选C。
7.(2025·江苏宿迁·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,双缝的间距为d,双缝到屏的距离为l,6条亮条纹间的距离为a,则光的波长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】题意可知条纹间距
因为
联立解得
故选B。
8.(2025·江苏常州·一模)不同波长的电磁波具有不同的特性,在科研、生产和生活中有广泛的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.若a、b光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大
B.若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应,a光的遏止电压低
C.若a、b光分别照射同一小孔发生衍射,a光没有b光的衍射现象明显
D.若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时,a光的干涉条纹间距小
【答案】B
【详解】A.因a光频率小于b光,则a光光子能量小于b光,则若a、b光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差小,选项A错误;
B.若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应,根据
因a光频率小于b光,可知a光的遏止电压低,选项B正确;
C.若a、b光分别照射同一小孔发生衍射,因a光波长较长,则a光比b光的衍射现象更明显,选项C错误;
D.若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时,因a光波长较长,则根据
可知,a光的干涉条纹间距大,选项D错误。
故选B。
9.(2025·江苏常州·模拟预测)如图所示,用同一束激光分别照射三个宽度不同的狭缝,得到甲、乙、丙三种不同的图样,则( )
A.甲图对应的狭缝最宽
B.乙图对应的狭缝最宽
C.丙图对应的狭缝最宽
D.甲、乙、丙图均为干涉图样
【答案】C
【详解】D.干涉条纹是等间距的,衍射条纹中间宽、两边窄。甲图条纹中间宽、两边窄,是衍射图样;乙、丙图也符合衍射条纹特征,不是干涉(干涉条纹等间距),故D错误;
ABC.狭缝越窄,衍射现象越明显(条纹越宽、越疏);狭缝越宽,衍射现象越不明显(条纹越窄、越密)。丙图条纹最窄、最密,对应狭缝最宽;甲图条纹最宽、最疏,对应狭缝最窄,故AB错误,C正确。
故选C。
10.(2025·江苏宿迁·三模)人眼的瞳孔直径是毫米数量级的。假想有一种眼睛的瞳孔是微米数量级的圆孔,能感觉非常微弱的光线。这种眼睛正对太阳,太阳光经瞳孔形成的衍射图样是( )
A.明暗相间的白色平行直条纹
B.明暗相间的彩色平行直条纹
C.中央为圆形暗斑,外围有彩色圆环
D.中央为圆形白色光斑,外围有彩色圆环
【答案】D
【详解】可见光的波长为400~760nm,即0.40~0.76微米,则瞳孔是微米数量级的圆孔眼睛正对太阳,太阳光经瞳孔可产生明显衍射,形成的衍射图样类似圆孔衍射,是中央为圆形白色光斑,外围有彩色圆环。
故选D。
11.(2025·江苏·一模)某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性,A处为狭缝片,B处为光强传感器,光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量,先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示,下列判断中可能正确的是( )
A.A处为单缝,甲图对应的缝宽小 B.A处为单缝,甲图对应的光源频率高
C.A处为双缝,甲图对应的双缝间距大 D.A处为双缝,甲图对应的AB距离大
【答案】D
【详解】AB.从图中甲、乙的光强分布看,都出现了一系列间距几乎均匀的明暗相间条纹,这更符合“双缝干涉”而非“单缝衍射”特征(单缝衍射往往中央亮纹最宽、最亮,旁侧亮纹迅速减弱),因此A处为双缝,甲图条纹间距大于乙图,说明甲图对应光源频率低或者双缝间距小,AB错误;
CD.双缝干涉的相邻亮纹间距满足 Δx = ,其中 d 为双缝中心间距、l为屏(或传感器)到双缝的距离、λ 为光的波长。甲图相邻亮纹间距大于乙图,光的频率不变的情况下:若双缝间距不变,甲图对应的AB距离大;若AB距离不变,则甲图对应的双缝间距小,故D正确,C错误。
故选 D。
12.(2025·江苏·二模)一束波长为λ的单色光垂直入射到一个狭缝上,在屏上观察到衍射图样,缝的宽度为d,缝到屏的距离为L。请根据学过的知识判断,中央明条纹的宽度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据双缝干涉相邻明条纹中心间距公式有
类比上述表达式可知,单缝衍射中央明条纹的宽度可能是。
故选A。
13.(2024·江苏南通·一模)如图所示,挡板上安装有宽度可调的一条狭缝,缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝,狭缝宽度从调整为,光屏上可能呈现( )
A.图样①变化为图样② B.图样②变化为图样①
C.图样③变化为图样④ D.图样④变化为图样③
【答案】D
【详解】AB.①和②为双缝干涉实验的图像,故AB错误;
CD.用单色平行光照射狭缝,当缝调到很窄时,尽管亮条纹的亮度有所降低,但是宽度反而增大了,故可能呈现图样④变化为图样③。故C错误,D正确。
故选D。
考点3 电磁波
1.(2025·江苏徐州·一模)2024年2月26日,《科学通报》上发表了重大研究成果:高海拔宇宙线观测站“拉索”在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能射线泡状结构,历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线的起源天体。关于射线,下列说法正确的是( )
A.它是电子发生轨道跃迁时产生的
B.它可以用于CT机诊断病情
C.它在真空中的传播速度约为光速的0.1倍
D.它在星系间传播时,不受星系磁场的影响
【答案】D
【详解】A.γ射线是原子核衰变或核反应时释放的高能光子,而电子轨道跃迁产生的是可见光或X射线,故A错误;
B.CT机使用X射线成像,γ射线主要用于放疗等,故B错误;
C.所有电磁波在真空中的传播速度均为光速(约m/s),故C错误;
D.γ射线是光子,不带电,磁场仅对带电粒子有作用,故传播时不受星系磁场影响,故D正确。
故选D。
2.(25-26高三下·贵州·开学考试)氢原子的发射光谱如图所示,、、、是其中的四条光谱线,可见光的波长大致在之间,下列说法正确的是( )
A.该光谱是由氢原子核衰变产生的
B.谱线对应光子的频率最大
C.谱线对应的一定是可见光中的紫光
D.谱线对应光子的能量比谱线对应光子的能量小
【答案】D
【详解】A.氢原子的发射光谱是由氢原子的核外电子的跃迁产生的,故A错误;
B.谱线的波长最长,对应光子的频率最小,故B错误;
C.由于不同颜色的光的波长由长到短依次是“红橙黄绿青蓝紫”,所以红光、橙光的波长较长,故谱线对应的不是可见光中的紫光,故C错误;
D.由可知,谱线对应光子的能量比谱线对应光子的能量小,故D正确。
故选D。
3.(2025·江苏南京·模拟预测)某段时间内中继卫星向地球接收器发射了一种电磁波。当接收器的频率设置为f0时,接收到的能量最大,产生“电谐振”现象。则中继卫星发射的电磁波频率约为( )
A.f0 B.2 f0 C. D.
【答案】A
【详解】A.当接收器的固有频率与电磁波频率相同时发生电谐振,此时接收器频率设为,故卫星发射的电磁波频率为。
故选A。
4.(2025·江苏泰州·模拟预测)我国研制的六代机成功试飞,它采用了最新的隐身材料,装配了太赫兹雷达。太赫兹雷达能发射波长在30μm~3mm范围内的无线电波,锁定敌方隐形飞机。则这种无线电波( )
A.频率比可见光高 B.比可见光更易发生衍射现象
C.在空中传播的速度为声速 D.照射锌板会有光电子逸出
【答案】B
【详解】AB.可见光的波长在400nm∼760nm之间,故太赫兹雷达发射的无线电波比可见光波长长,比可见光更易发生衍射现象,根据可知,太赫兹雷达发射的无线电波比可见光的频率低,故A错误,B正确;
C.无线电波是电磁波,在空中传播的速度约为3×108m/s,故C错误;
D.用可见光照射锌板不会有光电子逸出,太赫兹雷达发射的无线电波比可见光的频率低,光子的能量更小,故用其照射锌板不会有光电子逸出,故D错误。
故选B。
5.(2025·浙江杭州·二模)以下电路中,能够最有效发射电磁波的是( )
A.V B.
C. D.
【答案】D
【详解】有效发射电磁波要满足两个条件:1、振荡电路的频率足够高(频率公式);2、振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放的空间中,即开放电路;
D项中具备小电感、小电容,同时采用开放结构,最有效发射电磁波。
故选D。
6.(2024·江苏泰州·一模)微波炉是利用微波(高频电磁波)进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器,遇到金属炉壁会反射,遇到水和食物等会被吸收,并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况,造成该现象的主要原因是( )
A.电磁波在食物内部发生了干涉 B.电磁波在食物内部发生了折射
C.电磁波在食物表面发生了反射 D.电磁波经过食物时发生了衍射
【答案】A
【详解】利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况,造成该现象的主要原因是电磁波在食物内部发生了干涉,形成振动加强区和减弱区,从而使食物受热不均。故A正确;BCD错误。
故选A。
1.(2025·江苏·高考真题)如图所示,一束激光射入肥皂泡后(入射激光束未在图中标出),肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光( )
A.波长等于亮环的周长
B.频率比在真空中的大
C.在肥皂膜与空气的界面上发生衍射
D.在肥皂膜与空气的界面上发生全反射
【答案】D
【详解】AB.激光在不同的介质中传播时,频率相同,波长不同,激光波长与亮环周长无关,故AB错误;
CD.一束激光打进一个肥皂泡(图中未画出入射光线),发现在肥皂泡内测出现一个亮环,是因为激光在空气与肥皂膜分界面处发生了全反射,故C错误,D正确。
故选D。
2.(2024·江苏·高考真题)如图所示,光线以相同的入射角从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCl溶液,折射角β1<β2。已知NaCl溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比( )
A.甲的折射率大 B.甲的浓度小
C.甲中光速大 D.甲的临界角大
【答案】A
【详解】入射角相同,由于,根据折射定律可知,故甲浓度大;根据,可知光线在甲中的传播速度较小,由可知折射率越大临界角越小,故甲临界角小。
故选A。
3.(2024·江苏·高考真题)用观看立体影的特殊眼镜观察手机液晶屏幕上的图片,通过左镜片的图片明亮,右镜片的灰暗。旋转手机屏幕,透过两镜片的图片( )
A.均变明亮 B.均变灰暗
C.亮度均无变化 D.左镜片的变暗,右镜片的变亮
【答案】D
【详解】观看立体影的特殊眼镜是利用了光的偏振,其镜片为偏振片,可以理解为开始时左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向一致,右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向接近垂直,手机屏幕旋转后,左右镜片的透振方向不变,则左镜片的透振方向与手机屏幕光的振动方向接近垂直,通过左镜片的图片亮度变暗,右镜片的透振方向与屏幕光的振动方向基本一致,因此通过右边镜片的图片亮度变亮。
故选D。
4.(2023·江苏·高考真题)用某种单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示,改变双缝间的距离后,干涉条纹如图乙所示,图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的( )
A.倍 B.倍 C.2倍 D.3倍
【答案】B
【详解】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有
由题图知
x乙 = 2x甲
则
故选B。
5.(2023·江苏·高考真题)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据折射定律
n上sinθ上 = n下sinθ下
由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则n下 > n上,则θ下逐渐减小,画出光路图如下
则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向。
故选A。
6.(2025·贵州·高考真题)天花板上有一发光的白炽灯,桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯,如图(a)所示;第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影,如图(b)所示。在两次观察中,以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时,透过偏振片观察到( )
A.白炽灯和倒影的亮度均变化
B.白炽灯和倒影的亮度均不变
C.白炽灯亮度不变,倒影亮度变化
D.白炽灯亮度变化,倒影亮度不变
【答案】C
【详解】白炽灯发出的光为自然光,其振动方向均匀分布,所以第一次透过偏振片直接观察白炽灯,白炽灯亮度不变;而自然光通过水面反射后为部分偏振光,则第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影时,当旋转偏振片时,偏振片的透振方向与反射光的主要振动方向的夹角不断变化,所以倒影的亮度会发生变化。
故选C。
7.(2025·天津·高考真题)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。
8.(2025·重庆·高考真题)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为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 D.双缝之间的距离为
【答案】C
【详解】AB.根据题意,由图可知,相邻两亮条纹(暗条纹)间距为,故AB错误;
CD.由公式可得,双缝之间的距离为,故C正确,D错误。
故选C。
9.(2025·广东·高考真题)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。
10.(2025·湖南·高考真题)如图,ABC为半圆柱体透明介质的横截面,AC为直径,B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质,入射点为A点,折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射,下列说法正确的是( )
A.入射角θ小于45°
B.该介质折射率大于
C.增大入射角,该单色光在BC上可能发生全反射
D.减小入射角,该单色光在AB上可能发生全反射
【答案】D
【详解】AB.根据题意,画出光路图,如图所示
由几何关系可知,折射角为45°,则由折射定律有
则有,
解得
故AB错误;
C.根据题意,由
可知
即
增大入射角,光路图如图所示
由几何关系可知,光在BC上的入射角小于45°,则该单色光在BC上不可能发生全反射,故C错误;
D.减小入射角,光路图如图所示
由几何关系可知,光在AB上的入射角大于45°,可能大于临界角,则该单色光在AB上可能发生全反射,故D正确。
故选D。
11.(2025·山东·高考真题)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,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
【答案】A
【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时,,,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,干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
12.(2025·河南·高考真题)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,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. B. C. D.
【答案】B
【详解】
设光线射入圆柱体时的折射角为,根据光的折射定律可知
解得
如图,根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角
则法线与竖直方向的夹角
根据光的折射定律可知
解得光线射出圆柱体时的折射角
光线从圆柱体内射出时,与竖直方向的夹角为
故选B。
13.(2024·浙江·高考真题)如图为水流导光实验,出水口受激光照射,下面桶中的水被照亮,则( )
A.激光在水和空气中速度相同
B.激光在水流中有全反射现象
C.水在空中做匀速率曲线运动
D.水在水平方向做匀加速运动
【答案】B
【详解】A.光在介质中的速度为,故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度,故A错误;
B.水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角,发生了全反射,故B正确;
C.水在空中只受到重力作用,做匀变速曲线运动,速度在增大,故C错误;
D.水在水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
14.(2024·海南·高考真题)一正三角形OPQ玻璃砖,某束光线垂直于OP射入,恰好在PQ界面发生全反射,则玻璃砖的折射率( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【详解】如图所示
根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为
根据全反射的临界条件可得
解得
故选C。
15.(2024·山东·高考真题)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( )
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
【答案】C
【详解】b与a位于同一条干涉条纹上,说明两处空气膜的厚度相同,则滚珠b与标准滚珠a直径相等,所以合格;c与a位于不同干涉条纹上,说明两处空气膜的厚度不同,则滚珠c与标准滚珠a直径不相等,所以不合格。
故选C。
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抢分猜押13 选择题:光学与电磁波(江苏专用)
重难解读
光学与电磁波的研究涵盖了光的几何本领与波动本质。几何光学的核心在于折射定律()与全反射现象。全反射是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角(sin C = )时的特殊现象,其难点在于复杂光路中临界状态的判定与多介质边界的几何推演。
波动光学则揭示了光的干涉、衍射与偏振特性。双缝干涉中条纹间距 是定量分析的核心,它与光的波长 直接相关。电磁波部分要求学生理解电磁场理论(赫兹实验、麦克斯韦预言)以及电磁波的发射、传播与接收过程。掌握此处的关键是建立“波粒二象性”的初步认知,并能准确区分不同频段电磁波(如红外线、紫外线、X射线)的物理特性与应用场景。
命题预测
2026年高考,该板块的命题将更强调光学精密测量与现代通信技术的应用背景。
几何光学建模: 重点结合现代光学元件(如彩色玻璃砖、球形透镜、光导纤维),考查光在非平行边界或曲面边界上的折射与全反射,要求学生具备极强的几何作图与逻辑推演能力。
干涉与衍射创新: 结合激光干涉仪、薄膜干涉(如检查平整度、增透膜)或牛顿环实验,考查波长测量及微小长度变化的精密检测。
通信与信息: 结合 6G 通信、卫星链路或雷达探测(多普勒效应),考查电磁波的频率、波速与波长的关系,以及电磁波在不同介质中传播时的参数变化规律。
考点1 光的折射、全反射
1.(2026·江苏南通·二模)与两水域深度不同,水波在两个区域传播时的图样如图所示,下列说法正确的是( )
A.、两处水波的振动频率不同
B.、两处水波的传播速度大小不同
C.该图样是由于衍射形成的
D.该图样是由于干涉形成的
2.(2026·江苏镇江·一模)如图所示,车载激光雷达发射的激光脉冲射入截面为等腰直角三角形的透明介质,激光从介质的直角边AB中点处垂直入射,经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是( )
A.光在介质中的波长变长
B.介质对入射光的折射率小于
C.入射光沿逆时针方向转动,AC边上可能会有光射出
D.入射光平行下移一段距离,其在介质中的传播时间变长
3.(2026·湖北荆州·一模)如图所示,、两种单色光沿不同方向由空气射入玻璃三棱镜,经三棱镜折射后沿同一方向射出,下列关于光和光的说法正确的是( )
A.玻璃三棱镜对光的折射率小于对光的折射率
B.在玻璃三棱镜中,光的传播速度比光的传播速度小
C.光和光从空气射入玻璃时,频率发生变化
D.空气中光的波长小于光的波长
4.(2026·江苏·一模)直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度,原理如图所示,三角形ABC为直角三棱镜的横截面,宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜,之后垂直AB边射出,激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则下列说法错误的是( )
A.
B.
C.上方光束可能比下方光束先传播到AB边
D.上下两束光同时传播到AB边
5.(2024·江苏·模拟预测)地球表面大气对光的折射率随高度的增加而逐渐减小。一束太阳光从大气层中某点射入,此后光的传播路径可能正确的是( )
A. B. C. D.
6.(2025·江苏徐州·二模)如图甲所示为均匀透明介质制成的棱镜的截面图,其截面为正六边形,现用由单色光和单色光组成的复合光由棱镜的左侧射入,最终从右侧射出时分成两束。若用这两种单色光分别照射图乙中的阴极,当阴极的材料为A时电流表的指针均发生偏转,当阴极的材料为B时,只有一种单色光能使电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是( )
A.单色光的波长较小
B.材料A的逸出功小于材料的逸出功
C.单色光照射材料A时,光电子的最大初动能较大
D.仅增加两种单色光强度后再照射材料B,电流表的指针均发生偏转
7.(2025·江苏南京·模拟预测)三棱镜底面镀有反射膜,其截面图如图所示,。一束单色光由AC边上的K点射入棱镜,入射角为,光线折射后射向AB边,反射后垂直于AC射出。下列说法正确的是( )
A.三棱镜对该光的折射率为
B.三棱镜对该光的折射率为
C.增大入射角,单色光可能在AC边发生全反射
D.单色光垂直入射AC后,可从AC边原路返回
8.(2025·四川绵阳·三模)如图所示,矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于上方高H处,两束平行的单色光A、B斜射到玻璃砖的ad面,两个入射点间距离为x1,穿过玻璃砖下表面bc后,射在光屏P上两个点间距离为x2,已知x1>x2。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖,其他条件和状态保持不变,射在光屏上两个点( )
A.位置不变,距离不变 B.位置右移,距离不变
C.位置左移,距离变大 D.位置右移,距离变大
9.(2026·江苏南京·一模)光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,O点是半圆形玻璃砖的圆心,D图中光线关于虚线左右对称,下列光路可能发生的是( )
A. B. C. D.
10.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,半径为R的半圆形玻璃砖截面上,有一束单色光斜射到圆弧面上的C点,入射光线与竖直方向的夹角为θ=30°,折射光线CD刚好与直径AB垂直,AC弧长是AB弧长的三分之一,光速为c,下列说法正确的是( )
A.该玻璃砖的折射率
B.光在玻璃砖中的传播速度为c
C.光在玻璃砖中的传播时间
D.增大θ,入射光线可能在C点发生全反射现象
11.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图所示,一条圆柱形的光导纤维,长为L,它的玻璃芯的折射率为,外层材料的折射率为,光在空气中的传播速度为下列说法正确的是( )
A.折射率小于折射率
B.光在光纤中传播的速度
C.光在内外层的临界角C满足
D.光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为
12.(2025·江苏南通·二模)虚线方框内有截面是等腰直角三角形的全反射棱镜。同频率的两束光1、2平行或垂直于棱镜某面射入,对应的出射光是1′、2′,下列可能实现的情境是( )
A. B.
C. D.
13.(2025·江苏宿迁·一模)透明介质球的球心为O,水平直径上有一点光源P,A点为从P射出的光线能直接从左侧面射出的临界点,则能直接从右侧面射出的临界点B的位置可能正确的是( )
A. B.
C. D.
14.(2025·江苏·二模)如图所示,ABCD是折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱横截面,其中,。现有一束光垂直入射到棱镜的AB面上,入射点从A移到B的过程中,光只能( )
A.从CD、BC面射出 B.从BC、AD面射出
C.从AB、AD面射出 D.从AB、BC面射出
考点2 光的波动性
1.(2026·江苏南京·一模)将铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的肥皂膜,竖直放置时观察到彩色条纹如图所示。彩色条纹的形成原因和变化情况是( )
A.彩色条纹是太阳光衍射形成的
B.彩色条纹是太阳光折射形成的
C.随着肥皂水向下流动,肥皂膜上端的彩色条纹会逐渐向下移动
D.随着肥皂水向下流动,肥皂膜的彩色条纹会逐渐变为上密下疏
2.(2026·江苏南通·二模)如图所示,是单色点光源,平面镜水平放置,光屏竖直放置,光源、平面镜和光屏在同一竖直平面内。下列说法正确的是( )
A.整个光屏上都有干涉条纹
B.光源向上移动稍许,屏上条纹间距不变
C.平面镜向上移动稍许,屏上条纹间距不变
D.光屏向上移动稍许,屏上条纹间距不变
3.在先进芯片制造的晶圆中测环节,硅片表面的纳米级平整度直接决定了后续光刻、刻蚀等工艺的精度。技术人员常采用空气劈尖干涉法实现高精度检测,利用薄膜上下表面反射光的光程差形成干涉条纹,通过条纹的形态与分布判断硅片表面状态。实验装置示意图如下,下列说法正确的是( )
A.若硅片某一位置表面向下凹陷,干涉条纹会向空气薄膜变厚的方向弯曲
B.若将装置由原来空气环境移入水中,实验观察到的干涉条纹间距会减小
C.若增大玻璃板与硅片的夹角,相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差会增大
D.若使用黄色、蓝色两种单色光同时照射,则蓝色光形成的条纹间距更宽
4.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,平凹透镜与一块平板玻璃接触,用单色光垂直透镜的平面向下照射,会观察到明暗相间的同心圆环,则下列说法正确的是( )
A.同心圆环主要的形成原理是光的折射
B.同心圆环外疏内密
C.下表面半径R越大(越平坦),圆环越稀疏
D.选择频率更小的单色光,圆环更密集
5.(2025·江苏常州·模拟预测)在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间距”指的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·江苏南通·二模)1834年,洛埃利用平面镜同样得到杨氏双缝干涉的结果,装置如图所示,S为单色点光源。能使干涉条纹间距变大的操作是( )
A.水平向左略微平移平面镜 B.水平向右略微平移平面镜
C.竖直向上略微平移平面镜 D.竖直向下略微平移平面镜
7.(2025·江苏宿迁·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,双缝的间距为d,双缝到屏的距离为l,6条亮条纹间的距离为a,则光的波长为( )
A. B. C. D.
8.(2025·江苏常州·一模)不同波长的电磁波具有不同的特性,在科研、生产和生活中有广泛的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A.若a、b光均由氢原子能级跃迁产生,产生a光的能级能量差大
B.若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应,a光的遏止电压低
C.若a、b光分别照射同一小孔发生衍射,a光没有b光的衍射现象明显
D.若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时,a光的干涉条纹间距小
9.(2025·江苏常州·模拟预测)如图所示,用同一束激光分别照射三个宽度不同的狭缝,得到甲、乙、丙三种不同的图样,则( )
A.甲图对应的狭缝最宽
B.乙图对应的狭缝最宽
C.丙图对应的狭缝最宽
D.甲、乙、丙图均为干涉图样
10.(2025·江苏宿迁·三模)人眼的瞳孔直径是毫米数量级的。假想有一种眼睛的瞳孔是微米数量级的圆孔,能感觉非常微弱的光线。这种眼睛正对太阳,太阳光经瞳孔形成的衍射图样是( )
A.明暗相间的白色平行直条纹
B.明暗相间的彩色平行直条纹
C.中央为圆形暗斑,外围有彩色圆环
D.中央为圆形白色光斑,外围有彩色圆环
11.(2025·江苏·一模)某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性,A处为狭缝片,B处为光强传感器,光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量,先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示,下列判断中可能正确的是( )
A.A处为单缝,甲图对应的缝宽小 B.A处为单缝,甲图对应的光源频率高
C.A处为双缝,甲图对应的双缝间距大 D.A处为双缝,甲图对应的AB距离大
12.(2025·江苏·二模)一束波长为λ的单色光垂直入射到一个狭缝上,在屏上观察到衍射图样,缝的宽度为d,缝到屏的距离为L。请根据学过的知识判断,中央明条纹的宽度可能是( )
A. B. C. D.
13.(2024·江苏南通·一模)如图所示,挡板上安装有宽度可调的一条狭缝,缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝,狭缝宽度从调整为,光屏上可能呈现( )
A.图样①变化为图样② B.图样②变化为图样①
C.图样③变化为图样④ D.图样④变化为图样③
考点3 电磁波
1.(2025·江苏徐州·一模)2024年2月26日,《科学通报》上发表了重大研究成果:高海拔宇宙线观测站“拉索”在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能射线泡状结构,历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线的起源天体。关于射线,下列说法正确的是( )
A.它是电子发生轨道跃迁时产生的
B.它可以用于CT机诊断病情
C.它在真空中的传播速度约为光速的0.1倍
D.它在星系间传播时,不受星系磁场的影响
2.(25-26高三下·贵州·开学考试)氢原子的发射光谱如图所示,、、、是其中的四条光谱线,可见光的波长大致在之间,下列说法正确的是( )
A.该光谱是由氢原子核衰变产生的
B.谱线对应光子的频率最大
C.谱线对应的一定是可见光中的紫光
D.谱线对应光子的能量比谱线对应光子的能量小
3.(2025·江苏南京·模拟预测)某段时间内中继卫星向地球接收器发射了一种电磁波。当接收器的频率设置为f0时,接收到的能量最大,产生“电谐振”现象。则中继卫星发射的电磁波频率约为( )
A.f0 B.2 f0 C. D.
4.(2025·江苏泰州·模拟预测)我国研制的六代机成功试飞,它采用了最新的隐身材料,装配了太赫兹雷达。太赫兹雷达能发射波长在30μm~3mm范围内的无线电波,锁定敌方隐形飞机。则这种无线电波( )
A.频率比可见光高 B.比可见光更易发生衍射现象
C.在空中传播的速度为声速 D.照射锌板会有光电子逸出
5.(2025·浙江杭州·二模)以下电路中,能够最有效发射电磁波的是( )
A.V B.
C. D.
6.(2024·江苏泰州·一模)微波炉是利用微波(高频电磁波)进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器,遇到金属炉壁会反射,遇到水和食物等会被吸收,并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况,造成该现象的主要原因是( )
A.电磁波在食物内部发生了干涉 B.电磁波在食物内部发生了折射
C.电磁波在食物表面发生了反射 D.电磁波经过食物时发生了衍射
1.(2025·江苏·高考真题)如图所示,一束激光射入肥皂泡后(入射激光束未在图中标出),肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光( )
A.波长等于亮环的周长
B.频率比在真空中的大
C.在肥皂膜与空气的界面上发生衍射
D.在肥皂膜与空气的界面上发生全反射
2.(2024·江苏·高考真题)如图所示,光线以相同的入射角从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCl溶液,折射角β1<β2。已知NaCl溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比( )
A.甲的折射率大 B.甲的浓度小
C.甲中光速大 D.甲的临界角大
3.(2024·江苏·高考真题)用观看立体影的特殊眼镜观察手机液晶屏幕上的图片,通过左镜片的图片明亮,右镜片的灰暗。旋转手机屏幕,透过两镜片的图片( )
A.均变明亮 B.均变灰暗
C.亮度均无变化 D.左镜片的变暗,右镜片的变亮
4.(2023·江苏·高考真题)用某种单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示,改变双缝间的距离后,干涉条纹如图乙所示,图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的( )
A.倍 B.倍 C.2倍 D.3倍
【5.(2023·江苏·高考真题)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·贵州·高考真题)天花板上有一发光的白炽灯,桌上有一盆水。某同学第一次透过偏振片观察白炽灯,如图(a)所示;第二次透过偏振片观察白炽灯在水中的倒影,如图(b)所示。在两次观察中,以所观察光的传播方向为轴旋转偏振片时,透过偏振片观察到( )
A.白炽灯和倒影的亮度均变化
B.白炽灯和倒影的亮度均不变
C.白炽灯亮度不变,倒影亮度变化
D.白炽灯亮度变化,倒影亮度不变
7.(2025·天津·高考真题)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
8.(2025·重庆·高考真题)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为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 D.双缝之间的距离为
9.(2025·广东·高考真题)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.
10.(2025·湖南·高考真题)如图,ABC为半圆柱体透明介质的横截面,AC为直径,B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质,入射点为A点,折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射,下列说法正确的是( )
A.入射角θ小于45°
B.该介质折射率大于
C.增大入射角,该单色光在BC上可能发生全反射
D.减小入射角,该单色光在AB上可能发生全反射
11.(2025·山东·高考真题)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称,光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧,单色平行光沿轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片置于双缝右侧,透振方向平行。保持不动,将绕轴转动的过程中,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
12.(2025·河南·高考真题)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,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. B. C. D.
13.(2024·浙江·高考真题)如图为水流导光实验,出水口受激光照射,下面桶中的水被照亮,则( )
A.激光在水和空气中速度相同
B.激光在水流中有全反射现象
C.水在空中做匀速率曲线运动
D.水在水平方向做匀加速运动
14.(2024·海南·高考真题)一正三角形OPQ玻璃砖,某束光线垂直于OP射入,恰好在PQ界面发生全反射,则玻璃砖的折射率( )
A. B. C. D.2
15.(2024·山东·高考真题)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( )
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
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