专题04 光和电磁波（期末真题汇编-云南专用）高二物理下学期

**基本信息** 光和电磁波专题试题汇编，覆盖5大高频考点，15道选择题精选云南多地阶段检测及期末试题，注重基础概念与实际应用结合，如6G电磁波波长分析、虹霓全反射现象等情境设计。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15题|光的折射、全反射、光的干涉衍射偏振、电磁波产生和应用、电磁波谱|结合科技前沿（如6G通信）和自然现象（如双彩虹），考查科学推理与模型建构，适配高二期末复习需求|

专题04 光和电磁波 5大高频考点概览 考点01 光的折射 考点02 全反射 考点03 光的干涉、衍射、偏振 考点04 电磁波的产生和应用 考点05 电磁波谱 地 城 考点01 光的折射 1．（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）如图所示，扇形玻璃砖的半径为、圆心角为，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边射入，圆弧上恰好一半区域内有光线射出。已知点为圆弧的中点，真空中的光速为，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（　　） A．该单色光在玻璃砖中的折射率为 B．该单色光在玻璃砖中的传播速度为 C．在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为 D．在点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为 【答案】B 【详解】A．由几何关系可得，圆弧部分无光线射出，圆弧部分有光线射出，单色光恰好在C点发生全反射，可知全反射临界角为，由，可得折射率为，故A错误； B．该单色光在玻璃砖中的传播速度，故B正确； C．设在C点发生全反射的光从OA边射出的点为D点，根据几何关系有 则在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为，故C错误； D．在C点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间，故D错误。 故选B。 2．如图所示，一束红、蓝复色光从AB面射入长方体玻璃砖，出射光线被分成a、b两束，以下说法正确的是（　　） A．a光折射率大于b光 B．a光为蓝光 C．a光在玻璃砖中的传播速度大于b光 D．若增大复色光的入射角，b光最先在CD面发生全反射 【答案】C 【详解】AB．画出完整的光路图，如图所示 由图可知，两条光线的入射角相同，但的折射角更大，根据光的折射定律 可得折射率，所以a为红光，故AB错误； C．在玻璃砖内，传播速度 故，故C正确。 D．根据对称性和光路的可逆性可知，两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于上表面入射的复色光，故增大复色光的入射角，红、蓝光都不可能在CD面中发生全反射，故D错误。 故选C。 3．如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为30°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为，则该透明体的折射率为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意，光线图如图所示 由几何关系可得 该透明体的折射率为 故选C。 地 城 考点02 全反射 4．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，所以虹看起来较亮，霓看起来较暗，也就是人们常说的“双彩虹”，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．M到N之间光带颜色顺序和P到Q之间光带颜色顺序相同 B．在水珠中，M位置光的传播速度小于N位置光的传播速度 C．在同一介质中，以相同入射角从介质射入空气，若M位置的光发生全反射，N位置的光一定也能发生全反射 D．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，M位置的光的条纹间距大于N位置的光的条纹间距 【答案】B 【详解】A．紫光折射率最大，折射角最小；红光折射率最小，折射角最大。根据光路图可知，M、Q为紫光，则M到N之间光带颜色顺序和P到Q之间光带颜色顺序不相同，A错误； B．根据 可知，紫光在水珠中的速度小，M位置光的传播速度小于N位置光的传播速度，B正确； C．根据 可知，紫光临界角小，则M位置的光发生全反射，N位置的光不一定能发生全反射，C错误； D．根据 紫光波长短，则M位置的光的条纹间距小于N位置的光的条纹间距，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·云南楚雄·阶段检测）如图所示，在游泳池底部有一个点光源，只有在圆锥内的光线，才能从水面射出，已知圆锥底面的直径长为，圆锥的母线与水平方向所成的角为，光在真空中的传播速度。下列说法正确的是（　　） A．水的折射率为 B．水的折射率为 C．点光源发出的光在水中传播的最短时间为 D．点光源发出的光在水中传播的最短时间为 【答案】A 【详解】AB．点光源P发出的光射到M、N点恰好发生全反射，则水的折射率为，故A正确，B错误； CD．水深m 由 可得光在水中传播的速度为m/s 点光源P发出的光垂直射出水面时，在水中传播的时间最短，s，故CD错误。 故选A。 6．（24-25高二下·云南昭通·期末）发光二极管的发光帽由透明环氧树脂制成，它由半径为的半球体与半径为的圆柱体组成，如图为过半球球心的竖直截面图。当用平行单色光垂直于圆柱体底面入射，经过半径上点的光线恰好在圆弧面上发生全反射，已知，真空中光速为，则单色光在该透明环氧树脂材料中的传播速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】如图所示 根据全反射临界角公式可知 解得 由可知 故选A。 地 城 考点03 光的干涉、衍射、偏振 7．利用洛埃镜也可以得到双缝干涉的结果。如图，某单色光源发出来的光一部分照射在平面镜上反射后照射在光屏上，一部分直接照射在光屏上，两部分光在光屏上叠加形成干涉条纹，平面镜与光屏垂直。若光源分别在a、b、c、d四点时（a、b、c、d为矩形的四个顶点，且ab边平行于平面镜），屏上形成的干涉条纹的相邻条纹间距分别为、、、，则相邻条纹间距最大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可知，a、c点到屏的距离比b、d点到屏的距离大，即光源在a、c点的L大，在c点时光源和光源的像间距比在a点时光源和光源的像间距小，光源和光源的像间距相当于双缝的间距，即光源在c点时的d小，由可知，光源在c点时相邻条纹间距最大，即最大。 故选C。 8．（24-25高二下·云南昭通·月考）下列有关如图所示光学现象的说法，正确的是（　　） A．甲图中，将双缝干涉实验中的双缝间距调小，则干涉条纹间距变小 B．乙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象 C．图丙为光照射不透明圆盘后的衍射图样 D．从图丁检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处 【答案】C 【详解】A．根据 将双缝干涉实验中的双缝间距d调小，则干涉条纹间距变大，故A错误； B．观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的偏振现象，故B错误； C．图丙为光照射不透明圆盘后的衍射图样，故C正确； D．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故D错误。 故选C。 9．下列有关光学知识的说法正确的是（　　） A．3D电影技术利用了光的全反射原理 B．光导纤维传输信号利用了光的干涉原理 C．光学镜头上的增透膜利用了光的偏振原理 D．遥远的恒星远离地球时，地球上接收到该恒星的光会变红 【答案】D 【详解】A．3D电影技术利用了光的偏振原理，选项A错误； B．光导纤维传输信号利用了光的全反射原理，选项B错误； C．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，选项C错误； D．遥远的恒星远离地球时，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率会变小，则波长变长，地球上接收到该恒星的光会变红，故D正确。 故选D。 地 城 考点04 电磁波的产生和应用 10．（25-26高二下·云南玉溪·阶段检测）LC振荡电路以及该电路中电容器极板带电量随时间变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在t=0时，线圈中磁场能最大 B．在t=a时，回路中电流最大 C．在t=b时，电容器充电完毕 D．在t=c时，线圈中自感电动势为零 【答案】A 【详解】A．在时，，电容器放电完毕，电场能为0，，因此线圈中磁场能最大，故A正确； B．在时，达到最大值，图像斜率为0，即电流，电流最小，故B错误； C．在时，，说明电容器放电完毕，不是充电完毕，故C错误； D．在时，的绝对值最大，电流，但电流的变化率最大，因此自感电动势最大，不为零，故D错误。 故选A。 11．（25-26高二上·云南昆明·期末）电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 C．电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的 D．电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 【答案】A 【详解】A．光属于电磁波谱中的可见光部分。电磁波具有能量（如光能引起光电效应），并能传输信息（如光纤通信），故A正确； B．麦克斯韦提出了电磁场理论并预言电磁波存在，但首次通过实验证实并捕捉电磁波的是赫兹，而非麦克斯韦本人，故B错误； C．电磁波由周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互激发产生（依据麦克斯韦方程组），恒定不变的电场或磁场无法产生电磁波，故C错误； D．电磁波可在真空中传播（如宇宙空间中的光传播），其传播不需要介质，故D错误。 故选A。 12．（25-26高二上·云南迪庆·期末）下列物理学史说法正确的是（　　） A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 B．奥斯特发现了电流磁效应，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入 C．在研究加速度与合外力、质量关系的实验中，运用了等效替代的思想 D．卡文迪什通过扭秤实验装置在实验室中测出万有引力常量，是运用了理想实验法 【答案】B 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，但并未亲自通过实验捕捉电磁波，实验证实是由赫兹于1887年完成的，A错误； B．奥斯特于1820年发现了电流磁效应（电流产生磁场），揭示了电与磁的内在联系，推动了电磁学发展，B正确； C．研究加速度与合外力、质量关系的实验运用了控制变量法（如保持质量不变，改变力），而非等效替代法，C错误； D．卡文迪什于1798年利用扭秤实验实际测量了万有引力常量，该实验为真实实验（涉及具体装置和测量），理想实验法为思想实验（如伽利略斜面实验），D错误。 故选B。 地 城 考点05 电磁波谱 13．以“融合”“创新”为核心，我国6G发展进入关键阶段。6G是指第六代移动通信技术，是5G的升级版。6G使用的电磁波频率范围显著高于5G。下列说法正确的是（　　） A．电磁波不具有能量 B．5G使用的电磁波和6G使用的电磁波在真空中传播速度不同 C．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 D．6G使用的电磁波在真空中波长比5G使用的电磁波波长更小 【答案】D 【详解】A．电磁波是能量的一种传播形式，电磁波具有能量。A错误。 B．所有电磁波在真空中的传播速度相同，均为光速，与频率无关，B错误。 C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，但首次通过实验证实并捕捉到电磁波的是赫兹，故C错误。 D．根据波速公式，在不变时，频率越高，波长越小。题干指出6G频率显著高于5G，因此6G的波长小于5G的波长，故D正确。 故选D。 14．（24-25高二下·云南大理·阶段检测）第五代移动通信系统（5G）将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能为客户提供各种通信及信息服务。关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是（　　） A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调谐后，把信号发送到基站中转 B．如果空间某区域有振荡的电场和振荡的磁场，就能产生电磁波 C．电磁波是纵波，不能产生偏振现象 D．移动通信所用电磁波属于长波波段 【答案】B 【详解】A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调制后，把信号发送到基站中转。故A错误； B．根据麦克斯韦理论，振荡的电场或振荡的磁场会在周围空间产生振荡的电磁场，就能产生电磁波。故B正确； C．电磁波是横波，能产生偏振现象，故C错误； D．移动通信所使用的电磁波不属于长波波段，而是属于微波波段‌。故D错误。 故选B。 15．（24-25高二上·云南昆明·期末）我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的电磁波频率为8GHz~12GHz，S波段的电磁波频率为2GHz~4GHz，下列说法正确的是（　　） A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的传播速度 B．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量大 C．S波段和X波段的频率都比紫外线的大 D．在空气中S波段的波长比X波段的短 【答案】B 【详解】A．X波段和S波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，故A错误； B．电磁波的能量与其频率成正比，X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量，故B正确； C．根据电磁波谱可知S波段和X波段的频率都比紫外线的小，故C错误； D．根据 c=fλ S波段的频率较小，可知在空气中S波段的波长比X波段的更长，故D错误。 故选B。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 光和电磁波 5大高频考点概览 考点01 光的折射 考点02 全反射 考点03 光的干涉、衍射、偏振 考点04 电磁波的产生和应用 考点05 电磁波谱 地 城 考点01 光的折射 1．（25-26高二下·云南昭通·阶段检测）如图所示，扇形玻璃砖的半径为、圆心角为，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边射入，圆弧上恰好一半区域内有光线射出。已知点为圆弧的中点，真空中的光速为，不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（　　） A．该单色光在玻璃砖中的折射率为 B．该单色光在玻璃砖中的传播速度为 C．在点发生全反射的光从边射出的位置到点的距离为 D．在点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为 2．如图所示，一束红、蓝复色光从AB面射入长方体玻璃砖，出射光线被分成a、b两束，以下说法正确的是（　　） A．a光折射率大于b光 B．a光为蓝光 C．a光在玻璃砖中的传播速度大于b光 D．若增大复色光的入射角，b光最先在CD面发生全反射 3．如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为30°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为，则该透明体的折射率为（    ） A． B． C． D． 地 城 考点02 全反射 4．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，所以虹看起来较亮，霓看起来较暗，也就是人们常说的“双彩虹”，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．M到N之间光带颜色顺序和P到Q之间光带颜色顺序相同 B．在水珠中，M位置光的传播速度小于N位置光的传播速度 C．在同一介质中，以相同入射角从介质射入空气，若M位置的光发生全反射，N位置的光一定也能发生全反射 D．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，M位置的光的条纹间距大于N位置的光的条纹间距 5．（24-25高二下·云南楚雄·阶段检测）如图所示，在游泳池底部有一个点光源，只有在圆锥内的光线，才能从水面射出，已知圆锥底面的直径长为，圆锥的母线与水平方向所成的角为，光在真空中的传播速度。下列说法正确的是（　　） A．水的折射率为 B．水的折射率为 C．点光源发出的光在水中传播的最短时间为 D．点光源发出的光在水中传播的最短时间为 6．（24-25高二下·云南昭通·期末）发光二极管的发光帽由透明环氧树脂制成，它由半径为的半球体与半径为的圆柱体组成，如图为过半球球心的竖直截面图。当用平行单色光垂直于圆柱体底面入射，经过半径上点的光线恰好在圆弧面上发生全反射，已知，真空中光速为，则单色光在该透明环氧树脂材料中的传播速度为（　　） A． B． C． D． 地 城 考点03 光的干涉、衍射、偏振 7．利用洛埃镜也可以得到双缝干涉的结果。如图，某单色光源发出来的光一部分照射在平面镜上反射后照射在光屏上，一部分直接照射在光屏上，两部分光在光屏上叠加形成干涉条纹，平面镜与光屏垂直。若光源分别在a、b、c、d四点时（a、b、c、d为矩形的四个顶点，且ab边平行于平面镜），屏上形成的干涉条纹的相邻条纹间距分别为、、、，则相邻条纹间距最大的是（　　） A． B． C． D． 8．（24-25高二下·云南昭通·月考）下列有关如图所示光学现象的说法，正确的是（　　） A．甲图中，将双缝干涉实验中的双缝间距调小，则干涉条纹间距变小 B．乙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象 C．图丙为光照射不透明圆盘后的衍射图样 D．从图丁检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处 9．下列有关光学知识的说法正确的是（　　） A．3D电影技术利用了光的全反射原理 B．光导纤维传输信号利用了光的干涉原理 C．光学镜头上的增透膜利用了光的偏振原理 D．遥远的恒星远离地球时，地球上接收到该恒星的光会变红 地 城 考点04 电磁波的产生和应用 10．（25-26高二下·云南玉溪·阶段检测）LC振荡电路以及该电路中电容器极板带电量随时间变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．在t=0时，线圈中磁场能最大 B．在t=a时，回路中电流最大 C．在t=b时，电容器充电完毕 D．在t=c时，线圈中自感电动势为零 11．（25-26高二上·云南昆明·期末）电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波 C．电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的 D．电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 12．（25-26高二上·云南迪庆·期末）下列物理学史说法正确的是（　　） A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 B．奥斯特发现了电流磁效应，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入 C．在研究加速度与合外力、质量关系的实验中，运用了等效替代的思想 D．卡文迪什通过扭秤实验装置在实验室中测出万有引力常量，是运用了理想实验法 地 城 考点05 电磁波谱 13．以“融合”“创新”为核心，我国6G发展进入关键阶段。6G是指第六代移动通信技术，是5G的升级版。6G使用的电磁波频率范围显著高于5G。下列说法正确的是（　　） A．电磁波不具有能量 B．5G使用的电磁波和6G使用的电磁波在真空中传播速度不同 C．麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波 D．6G使用的电磁波在真空中波长比5G使用的电磁波波长更小 14．（24-25高二下·云南大理·阶段检测）第五代移动通信系统（5G）将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能为客户提供各种通信及信息服务。关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是（　　） A．客户通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调谐后，把信号发送到基站中转 B．如果空间某区域有振荡的电场和振荡的磁场，就能产生电磁波 C．电磁波是纵波，不能产生偏振现象 D．移动通信所用电磁波属于长波波段 15．（24-25高二上·云南昆明·期末）我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的电磁波频率为8GHz~12GHz，S波段的电磁波频率为2GHz~4GHz，下列说法正确的是（　　） A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的传播速度 B．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量大 C．S波段和X波段的频率都比紫外线的大 D．在空气中S波段的波长比X波段的短 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 光和电磁波地 城 考点01 光的折射 1．B 2．C 3．C 地 城 考点02 全反射 4．B 5．A 6．A 地 城 考点03 光的干涉、衍射、偏振 7．C 8．C 9．D 地 城 考点04 电磁波的产生和应用 10．A 11．A 12．B 地 城 考点05 电磁波谱 13．D 14．B 15．B 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $