专题04 光与电磁波（期末复习专项训练）高二物理下学期鲁科版

专题04 光与电磁波 题型1 光的折射 题型6 双缝干涉测量光的波长（重点） 题型2 测量玻璃砖的折射率（重点） 题型7 光的衍射 题型3 全反射及应用（重点） 题型8 光的偏振 题型4 光的折射与全反射结合应用（重点、难点） 题型9 电磁波的产生与应用（重点） 题型5 光的干涉及应用（难点） 题型10 电磁波谱 题型一 光的折射（共6小题） 一、单选题 1．(25-26高二下·山东淄博第一中学·期中)如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由真空射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖对A光折射率大于B光 B．在该玻璃砖中，A光的速度小于B光的速度 C．在真空中，A光波长大于B光 D．在玻璃砖中，A光的临界角比B光的临界角小 【答案】C 【详解】A．两束光从玻璃砖射向真空，出射折射角相同，由图可知，A光在玻璃中的入射角大于B光的入射角。 根据折射定律 ​（为真空侧折射角），可得玻璃砖对A光的折射率 ，故A错误； B．由光速与折射率的关系 ​，越小光的速度越大，因为​，因此​，故B错误； C． 光的折射率越小，频率越小，真空中波长满足​，频率越小波长越大。 因为，因此真空中​，故C正确； D．全反射临界角满足，折射率越小临界角越大。因为​，因此A光的临界角大于B光，故D错误。 故选C 。 2．(25-26高二下·广西贺州昭平中学·期中)如图所示是一个半径为R的均匀透明介质球过其球心的截面，PQ为直径。一单色细光束从P点射入球内，折射光线与PQ夹角，出射光线与PQ平行。光在真空中的传播速度为c，下列说法错误的是（     ） A．介质对该光束的折射率为 B．该光束在介质中的传播速度为 C．光束在P点的入射角为60° D．该光束在介质中的传播时间为 【答案】B 【详解】ABC．作出光束从介质射出时的法线，如图所示 由几何关系可得 则介质对该光束的折射率为 该光束在介质中的传播速度为 由光路的可逆性可知，光束在P点的入射角为，故AC正确，B错误； D．由几何关系可得，该光束在介质中的传播路程为 则该光束在介质中的传播时间为，故D正确。 本题选错误的，故选B。 3．(25-26高二下·重庆南坪中学·期中)如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为的等腰三角形，为边的中点。一细光束由点斜射入棱镜，光束与边的夹角为，折射光线与边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为。则下列说法正确的是（     ） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从边射出棱镜 C．光在棱镜中传播的时间为 D．光束第一次从棱镜射出时，出射光线与入射光线平行 【答案】C 【详解】A．由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律，故A错误； B．该介质的全反射临界角满足 解得 等腰三角形中 折射光线平行，因此在面的入射角 发生全反射，不能从射出，故B错误； C．由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间，故C正确； D．折射光线在全反射后，到达边，入射到的入射角为，可以从射出。 由折射定律，出射角满足 得 入射光第一次偏折 出射时第二次偏折 总偏折角为，故不平行，故D错误。 故选C。 二、填空题 4．(24-25高二下·福建福州平潭岚华中学·期末)我国唐代对彩虹形成的原因已有记载，《礼记•月令•季春之月》中提到“日照雨滴则虹生”。一束太阳光射入球形雨滴形成彩虹的光路如图所示，则光线a的折射率_____（选填“大于”“等于”或“小于”）光线b的折射率，光线a的波长_____（选填“大于”“等于”或“小于”）光线b的波长。 【答案】 大于 小于 【详解】[1]根据折射率公式 图像中太阳光射入球形雨滴时，光线a的折射角更小，计算得到的折射率更大。 [2]不同频率的光射入介质时，频率大的光在介质中的折射率大，所以有 设在介质中光的传播速度为v，根据波动的公式 a光的波长会小于b光的波长。 三、解答题 5．(25-26高二下·甘肃白银会宁县第一中学·期中)一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为，经折射后射至边的点，如图所示，逐渐减小，点向点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且，光在真空中的传播速度为，求： (1)棱镜的折射率； (2)光从点传播到点所用的时间。 【答案】(1)1.5 (2) 【详解】（1） 根据题意画出如图所示的光路，因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射 设临界角为C，则 由几何关系可知，光线在D点的折射角为 根据折射定律 联立可得 （2）根据折射率与光速的关系 由题意知光在介质中的路程 光从D点传播到E点所用的时间 6．(24-25高二下·福建三明·期中)如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。求： (1)透明介质材料的折射率； (2)在棱镜中传播的时间 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律得 （2）由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间 题型二 测量玻璃砖的折射率（共3小题） 一、实验题 7．(25-26高二下·湖北广水第二高级中学等校·期中)某兴趣小组要测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验装置如图所示，实验步骤如下： A．在水平桌面上将光屏MN与玻璃砖的直径AB垂直放置，相切于A点。描出玻璃砖及光屏的边界、玻璃砖的圆心O以及过O点的法线； B．调节激光器，使入射的绿色光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，适当调节入射角度，可以在光屏MN上看到两个亮点C、D（不考虑AB弧面上的反射），描出两个亮点C、D的位置； C．用刻度尺测量得到O到C、D两点距离分别为4.80cm和3.00cm。 (1)根据以上数据可以得到该玻璃砖对绿光的折射率为______。（结果保留两位有效数字） (2)若仅将上述绿光改为红光，其他条件均不变，则CD距离将会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)该小组在实验过程中，若光屏MN上只出现了一个亮点，为顺利完成实验，他可以采取的措施是以垂直于纸面过O点的直线为轴______（填“顺时针”或“逆时针”）转动玻璃砖及光屏。 【答案】(1)1.6 (2)变大 (3)顺时针 【详解】（1）入射的绿色光线的折射光和反射光如图所示 由三角函数有， 故折射率为 （2）红光的频率小于绿光，根据 可知红光的折射率小于绿光，根据折射定律，折射角减小，D点远离A点，而反射光的C点位置不变，故CD距离将会变大。 （3）当入射角大于或等于临界角时，发生全反射，则得不到折射光线，光屏MN上只出现一个亮点，说明入射角大于临界角，发生了全反射，没有折射光线。而入射光线方向不变，为顺利完成实验，故可以采取的措施是以垂直于纸面过O点的直线为轴顺时针转动玻璃砖及光屏，增大过O点的入射角。 8．(25-26高二下·四川自贡·期中)某兴趣小组要测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验装置如图所示，实验步骤如下： A．光屏MN与玻璃砖的直径AB垂直放置。描出玻璃砖及光屏的边界，玻璃砖的圆心O、直径AB以及AB的法线； B．调节激光器，使入射的绿色光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，适当调节入射角度，可以在光屏MN上看到两个亮点C、D（不考虑AB弧面上的反射），描下两个亮点C、D的位置； C．用刻度尺测量得到O到C、D两点距离分别为4.50cm和3.00cm。 (1)根据以上数据可以得到该玻璃砖对绿光的折射率为________。 (2)若仅将上述绿光改为红光，其他条件均不变，则CD距离将会________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)该小组在实验过程中，若光屏MN上只出现一个亮点，他可以采取的措施是________。 【答案】(1)1.5 (2)变大 (3)减小入射角 【详解】（1）入射的绿色光线的折射光和反射光如图所示。 由三角函数有， 故折射率为 （2）红光的折射率小于绿光，根据折射定律， 折射角减小，点远离点，而反射光的点位置不变，故CD距离将会变大。 （3）入射角增大，当入射角大于或等于临界角时，发生全反射，则得不到折射光线，光屏MN上只出现一个亮点，故可以采取的措施是减小入射角。 9．(25-26高二下·河南周口沈丘第二高级中学·期中)在“测量玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。 (1)甲同学接下来要完成的必要步骤有________； A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)下列哪些措施能够有效提高实验精确程度________； A．选用前后两光学表面间距适当大些的玻璃砖 B．选用前后两光学表面平行的玻璃砖 C．玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些 D．选用粗的大头针完成实验 (3)乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，若其他操作正确，则他测得的折射率与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）； (4)写出折射率与光在介质中传播速度的关系________（用、、表示）。 (5)当光从光密介质斜射入光疏介质发生全反射，临界角为，则折射率________ 【答案】(1)BD (2)AC (3)偏小 (4) (5) 【详解】（1）光沿直线传播，两点确定一条直线，让同时挡住、的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理使挡住和、的像，保证从玻璃砖出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。 故选BD。 （2）采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小作图误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，且选用的大头针应该细一点，保证光线的直线度，而光学表面是否平行并不影响该实验的准确度。 故选AC。 （3）乙同学在画界面时，不小心将两界面和间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示 实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况下测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据折射定律 可知测得的折射率将偏小。 （4）根据光的折射定律可得 （5）由全反射的定义可得 题型三 全反射及应用（共6小题） 一、单选题 10．(25-26高二下·湖北新八校·期中)如图所示，某次实验过程中将一束复合光以入射角从侧面射入一透明均匀长方体玻璃砖中，之后复合光色散成、两束光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射。则下列说法中正确的是（     ） A．光的波长比光短 B．玻璃中光的速度比光小 C．光在玻璃砖上表面未发生全反射 D．玻璃砖对光的折射率为 【答案】D 【详解】A．复合光从空气入射玻璃砖，入射角均为，由图可知a光折射角更大，根据折射定律，可得玻璃砖对a光的折射率满足 折射率越小，光的频率越小，真空中波长，频率越小波长越长，因此光的波长比光长，故A错误； B．光在介质中的传播速度满足 因为，因此玻璃中光的速度比光大，故B错误； C．全反射临界角满足，越小，临界角越大，因此 由几何关系：侧面法线水平、上表面法线竖直，因此光在上表面的入射角光大于光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射，则光在玻璃砖上表面的入射角一定大于，则会发生全反射，故C错误； D．对a光，由折射定律 得 a光恰好全反射，因此入射角等于临界角 结合几何关系 得 由三角关系，代入得 整理得，故D正确。 故选D。 11．(25-26高二下·重庆市育才中学·期中)如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气（视为真空）中，。ab两细光束从AC上的D点垂直于AC面入射，只有b光从AB面上的P点射出，则下列说法正确的是（　　） A．a光发生全反射的临界角一定是60° B．a光在玻璃三棱镜中的传播速度大于b光 C．a光的频率比b光大 D．在同一双缝干涉实验中，a光的相邻亮条纹宽度大于b光 【答案】C 【详解】A．当光射到AB面时，入射角为60°，由于只有b光从AB面上的P点射出，则b光发生全反射的临界角大于60°，a光发生全反射的临界角小于等于60°，故A错误； BCD．由于b光临界角较大，根据和可知，b光折射率较小，b光在三棱镜中的传播速度较大，b光的频率较小，波长较大，根据可知，在同一双缝干涉实验中，b光的相邻亮条纹宽度大于a光，故BD错误，C正确。 故选C。 12．(24-25高二下·福建宁德·期中)如图是光在纤芯中传播的示意图，光纤的内芯和外套材料不同。下列说法正确的是（　　） A．光从空气进入光纤内芯后，频率变大 B．光从空气进入光纤内芯后，其波长变大 C．内芯的折射率比外套的折射率大 D．光从内芯射向外套时一定能发生全反射 【答案】C 【详解】A．光从空气进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率不变，故A错误； B．根据和可知，光在光纤内芯中传播的速度小，波长变短，故B错误； C．光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故C正确； D．全反射的条件除了光从光密介质射向光疏介质外，还需要入射角大于等于临界角，所以光从内芯射向外套时不一定能发生全反射，故D错误。 故选C。 二、多选题 13．(25-26高二下·江西新余·期中)光纤是一种由核心层和覆层组成的双层圆柱形波导结构，利用光在界面的全反射实现信号的长距离低损耗传输。如图所示，已知核心折射率为，覆层折射率为，外界空气折射率为。光自空气以入射角进入核心，并希望在核心与覆层界面发生全反射以实现传输。则下列叙述正确的是（    ） A．核心层和覆层折射率关系为 B．光在核心与覆层界面发生全反射的条件为入射角小于全反射的临界角 C．光自空气进入核心时，最大可接受入射角满足 D．与大小越接近，则光纤的可接受入射角范围越大 【答案】AC 【详解】AB．光只有从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时才会发生全反射现象，故光在核心与覆层界面发生全反射的条件为入射角大于全反射的临界角，核心层和覆层折射率关系为，A正确，B错误； C．光自空气进入核心时，当入射角增大时，则图中角增大，光在核心与覆层界面的入射角减小，所以当光在核心与覆层界面的入射角等于临界角时，光从空气进入核心的入射角有最大值，即。光从空气进入核心，根据折射定律有 光在核心与覆层界面有 可得 根据 可得 联立解得，C正确； D．根据 可知与大小越接近，则光纤的可接受入射角范围越小，D错误。 故选AC。 14．(25-26高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)高锟是著名的华裔物理学家，因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被人们尊称为光纤之父。如图所示，光纤通信的主要部件为光导纤维，其由纤芯和包层两部分组成，以合适角度进入光纤的光能够在纤芯和包层分界面上发生全反射，以折线的形式沿着光纤传播。下列说法正确的是（　　） A．纤芯的折射率小于包层的折射率 B．减小光在入射端的入射角i，光在光纤中的传播时间将减小 C．光的波长增大时，纤芯对光的折射率将增大 D．光的波长增大时，其在纤芯中的传播速度将增大 【答案】BD 【详解】A．发生全反射的条件是光由光密介质进入光疏介质，则纤芯的折射率大于包层的折射率，故A错误； B．减小光在入射端的入射角i，则光进入纤芯的折射角r减小，设光导纤维的长度为，根据几何关系可知光在纤芯中传播的路程为 可知光在纤芯中传播的路程变短，则传播时间将减小，故B正确； CD．光的波长增大时，光的频率减小，纤芯对光的折射率n将减小，根据可知，光在纤芯中的传播速度将增大，故C错误，D正确。 故选BD。 三、填空题 15．(24-25高二下·福建福州马尾一中等六校·期末)如图是一段长为的直线光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为。 (1)该单色光在光纤中传播的最短时间为___________。 (2)该单色光在光纤中传播的最长时间为___________。 (3)若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间为___________。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当光线垂直于左侧面入射时，光传播的路径最短x1=L 由 光在光纤传播的最短时间为 （2）光线恰好在侧面发生全反射时，则 光在光导纤维内传播的距离 则传播的最长时间 （3）若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入时根据 则光线在端面上入射时的折射角为r=30° 则光线在光导纤维内传播的距离 传播时间 题型四 光的折射与全反射结合应用（共7小题） 一、单选题 16．(25-26高二下·湖南汨罗第二中学·期中)6．如图所示OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由绿光和红光组成的复色光a沿AO方向从真空射入玻璃，在玻璃中分成b、c两束光并从B、C点射出，设光束、在该玻璃中的传播时间分别为、。下列判断正确的是（　　） A．光束为红光 B．光束在玻璃中的折射率较大 C．光束在玻璃中发生全反射的临界角较大 D． 【答案】D 【详解】AB．在同一介质内，光的频率越高，其折射率越大，由图像可知c光偏折程度小，则c光折射率小，即 红光频率比绿光低，故光束c为红光，光束为绿光，AB错误； C．因为 根据 可知光束b在玻璃中发生全反射的临界角较小，C错误。 D．设从点进入的入射光线的入射角为，从B点射出的光线在O点的折射角为，从C点射出的光线在O点的折射角为，由折射定律有， 则传播速度， 设半圆柱体直径为，由几何关系可知， 则传播时间 联立以上解得， 所以，D正确。 故选D。 17．(25-26高二下·湖南株洲第四中学·期中)7．《阳燧倒影》中记载的“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束光（含红、绿两种颜色）通过正三棱镜后被分解成两束单色光a、b，其中a光的部分光路与三棱镜的BC边平行，下列说法正确的是（　　） A．b光为红光 B．在该三棱镜中，a光的临界角比b光的临界角大 C．b光通过该三棱镜的时间比a光通过该三棱镜的时间短 D．增大复色光在AB面的入射角，复色光在AB面会发生全反射 【答案】B 【详解】A．光经三棱镜偏折，偏折程度越大，折射率越大，由图可知，光偏折程度更大，因此 红光折射率小于绿光，因此为红光，为绿光，A错误； B．光在介质中的临界角 所以越小，临界角越大，由于 故光的临界角比光的临界角大，B正确； C．光在介质中的速度 设光在三棱镜中的传播路程为，则 光偏折更大，在三棱镜中的传播路程更长，故 结合 可得 即光通过三棱镜的时间更长，C错误； D．全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质，复色光在面是从空气（光疏）进入三棱镜（光密），不可能发生全反射，D错误。 故选B。 18．(25-26高二下·河南南阳·期中)8．如图所示，一束由红、绿两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜（横截面是等腰直角三角形），入射方向平行于边，两种色光在边均发生全反射后再从边射出，其中绿光的出射点是，则红光从边射出光路可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由于入射方向平行于BC边，根据光路的可逆性，可知最终单色光射出时也应该平行于BC边，且由于红光的折射率小于绿光的折射率，则红光从AC边射出时应在D点的下方，光路图如图所示 故选B。 二、多选题 19．(25-26高二下·河北石家庄精英中学·期中)9．如图所示，图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，为一半径为的圆弧，为圆弧面圆心，构成正方形，在处有一点光源。若只考虑首次从圆弧直接射向、的光线，从点光源射入圆弧的光中，有一部分不能从、面直接射出（不考虑顶点），已知这部分光照射圆弧的弧长为，光在真空中传播速度为。则（　　） A．该材料的折射率 B．该材料的折射率 C．当光以的入射角从该材料射向空气时，不可以在界面发生全反射 D．直接从，面射出的光线中，在此光学元件中传播的最长时间 【答案】AD 【详解】AB．已知这部分光照射圆弧AC的弧长为，设所对应的圆心角为，则可得 根据几何知识，全反射的临界角为 根据全反射条件 解得，故A正确,B错误； C．因为，所以可以发生全反射，故C错误； D．直接从AB、BC面射出的光线中，在此光学元件中传播的最长路径为从图中点到点，长度为 光在此光学元件中传播的速度 光在此光学元件中传播的最长时间 解得，故D正确。 故选AD。 20．(25-26高二下·黑龙江哈尔滨第九中学·期中)如图所示，为某玻璃球壳的竖直截面图，O为球壳中心，球壳内径和外径分别为R和2R，内外均为真空。AB和CD分别为竖直和水平直径。一细束激光从弧AC的中点M水平射入玻璃中，折射光线恰好与内壁相切，交外壁于N点，已知该激光在真空中速度为c，下列说法正确的是（　　） A．玻璃球壳对该激光的折射率为 B．该激光在N处可能发生全反射 C．减小激光的频率，可能在弧AD上发生全反射 D．若激光水平射入弧AC的三等分点P（P点在M点下方），则该激光在玻璃中传播的时间为（不考虑激光在分界面上的二次反射） 【答案】AD 【详解】A．M是AC弧中点，入射光线水平向右，法线为OM（半径），可得入射角。折射光线与内壁相切，O到折射光线的垂直距离等于内径R，，由几何关系得 即折射角。 由折射定律，故A正确； B．N点在玻璃球壳外壁，光线从玻璃射向真空，法线为ON（半径）。由几何关系，为等腰三角形，N点入射角等于折射角。 玻璃临界角C满足 又因为有 所以入射角小于临界角，不会发生全反射，故B错误； C．全反射只能发生在从光密介质到光疏介质的界面且入射角要大于临界角，若光线射到外壁AD，由几何关系可知，出射点入射角始终等于入射点折射角r，满足 即入射角不可能大于临界角，因此外壁上不可能发生全反射，故C错误。 D．P 为弧 AC 的三等分点（M 下方），由几何关系有 ，所以入射角 由之前的分析可知该玻璃球壳的折射率，玻璃中光速 由折射定律有 解得 O到折射光线的距离为 折射光线与外圆的总弦长有 折射光线与内圆的总弦长有 光线在玻璃中传播的总长度为 所以其在玻璃中传播的时间为 ，故D正确。 故选 AD。 21．(25-26高二下·辽宁沈阳回民中学·期中)如图所示，真空中有一半径为、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿射入玻璃球，经折射后分成、两束光分别从、两处折射出玻璃球，已知与的夹角，，。下列说法正确的是（    ） A．玻璃球对光的折射率为 B．该玻璃对光折射率更大，所以从玻璃射出时，光的折射角大于光的折射角 C．从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的大 D．该玻璃对光折射率更大，所以光在玻璃球中的传播速度小于光在玻璃球中的传播速度 【答案】AD 【详解】A．入射角， 对光：已知，为等腰三角形，因此玻璃内的折射角 根据折射定律，得玻璃对光的折射率 ，故A正确； B．同理，对光：，得玻璃内折射角 折射率，可得 根据光路可逆，出射时出射折射角满足，结合入射时，可得，因此、出射折射角相等，故B错误； C．全反射临界角满足，越大临界角越小；因为，所以光临界角更小，故C错误； D．光在介质中的传播速度满足，越大速度越小；因为，所以光在玻璃中的传播速度小于光，故D正确。 故选AD。 题型五 光的干涉及应用（共8小题） 一、单选题 22．(25-26高二下·河北沧州沧衡八县多校·期中)如图甲所示为劈尖干涉的示意图，在两块透明的玻璃薄片间垫两张纸片，使两块玻璃片形成一定的夹角，当平行单色光从上方竖直射下时会形成如图乙所示的明暗相间的条纹，下列选项中原理与劈尖干涉相同的是（　　） A．玻璃中的气泡看上去特别明亮 B．将肥皂膜靠近烛火，肥皂膜上呈现彩色条纹 C．单色平行光通过单缝后在光屏上形成明暗相间的条纹 D．激光在工程中常用于精准测距 【答案】B 【详解】图中所说的现象属于薄膜干涉现象； A．玻璃中的气泡看上去特别明亮，该现象是全反射现象，故A错误； B．将肥皂膜靠近烛火，肥皂膜上呈现彩色条纹，该现象属于薄膜干涉现象，故B正确； C．单色平行光通过单缝后在光屏上形成明暗相间的条纹，该现象属于光的衍射现象，故C错误； D．激光在工程中常用于精准测距，这是由于激光的方向性较好，与干涉现象无关，故D错误。 故选B。 23．(25-26高二下·山东淄博淄博第五中学等校·期中)下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 （  ） A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样 C．丙为紫光的衍射图样 D．丁为红光的衍射图样 【答案】B 【详解】当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样；根据，由于红光的波长大于紫光的波长，可知甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样，丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样。 故选B。 24．(25-26高二·浙江嘉兴八校联盟·期中)如图甲所示的实验中，将玻璃板a放在玻璃板b上，在右端夹入两张纸片，用黄光从上方入射，从上往下可以观察到如图乙所示的条纹，出现这种条纹现象是光的（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．偏振现象 D．全反射现象 【答案】A 【详解】图乙的条纹是由入射光经a的下表面、b的上表面的反射光叠加而形成的干涉现象。 故选A。 25．(25-26高二下·安徽蚌埠江南十校·期中)一束波长为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，缝到屏的距离为。结合双缝干涉知识判断，中央明条纹的宽度最可能是（     ） 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。 二、多选题 26．(25-26高二下·山东淄博第一中学·期中)工厂技术人员用下图所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。用单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹。下列判断正确的是（     ） A．图中条纹弯曲处对应着被检查平面凸起 B．若需要增大条纹间距，则应更换波长更大的单色光 C．若将图中的薄片稍微右移，条纹间距变窄 D．条纹是由标准样板的上下两表面反射形成的两列光发生干涉的结果 【答案】ABC 【详解】A．同一级干涉条纹对应相同厚度的空气层。 条纹向劈尖 “尖端”（薄端）弯曲，说明该位置的空气膜厚度与更靠外（更厚）位置的厚度相同，因此对应被检查平面凸起，故A正确； B． 劈尖干涉的条纹间距满足公式 ​（为劈尖角， 为入射光波长）。 劈尖角不变时，波长越大，条纹间距越大，因此需要增大条纹间距时，应更换波长更大的单色光，故B正确； C ．薄片厚度不变，薄片右移后，薄片到右端接触点的距离减小，劈尖角 ​ 因此增大。根据，增大则减小，条纹间距变窄，故C正确； D． 干涉条纹是标准样板的下表面和被检查平面的上表面反射的两列相干光干涉形成的，不是标准样板上下表面反射光的干涉，故D错误。 故选 ABC。 27．(25-26高二下·湖南部分名校·期中)利用薄膜干涉原理检查工件平整度实验装置如图甲所示，a为标准样板，b为待检测平面，某次实验时，发现干涉图样如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．图乙中向左弯曲部分说明该处平面凹陷 B．图乙中向左弯曲部分说明该处平面凸起 C．若装置右侧再垫一块薄片，则条纹间距变大 D．若装置右侧再垫一块薄片，则条纹间距变小 【答案】AD 【详解】AB． 同一级干涉条纹对应空气膜厚度相同， 图乙中向左（薄端）弯曲部分说明该处空气膜变厚，说明工件该处平面凹陷，故A正确，B错误； CD．相邻两亮条纹对应的空气膜的厚度差为，设空气膜的顶角为，则相邻两亮条纹间的距离为 若装置右侧再垫一块薄片，则变大，变小，故C错误，D正确。 故选AD。 三、解答题 28．(25-26高二下·甘肃西北师大附中·期中)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上削出一条窄缝，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。用波长为的绿色激光照射双缝，能在距离纸板为的墙面上观察到干涉条纹间距为。若使纸板到墙面的距离平移至，求： (1)头发丝的直径； (2)改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的多少倍？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据干涉条纹间距表达式有 可得，头发丝的直径为 （2）由题意可知，平移后干涉条纹间距为 则 即改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的倍。 29．(24-25高二下·陕西咸阳·期末)为研究玻璃对某单色激光的折射率，某同学先用双缝干涉装置测量该激光的波长，激光通过间距为的双缝后，投射到光屏上得到如图甲所示的干涉条纹，图甲中M、N两亮纹中心间距，双缝到光屏间的距离。然后，如图乙所示，截面为等边三角形ABC的玻璃砖，边长为，将该激光从AC边中点与AC边成角入射，光束平行底边BC射到AB边上的点（图中未画出）并射出。求： (1)该激光的波长； (2)该激光在玻璃中的折射率； (3)光在真空中的传播速度为，该激光在玻璃砖中的传播时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）相邻两亮条纹间的距离 由 可得 （2）由几何关系得光从空气射入玻璃砖时，入射角，折射角为 则激光在玻璃中的折射率 （3）光在玻璃中的传播速度为 根据几何关系知 激光在玻璃砖中的时间 题型六 双缝干涉测量光的波长（共3小题） 30．(25-26高二下·山东淄博第一中学·期中)如图所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图，某次实验选用的双缝间距为，毛玻璃屏与双缝间的距离为，接通电源使光源正常工作。 (1)M处实验器材为单缝，在组装仪器时应调节单缝和双缝相互___________（选填“垂直”或“平行”）。 (2)实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标卡尺上有20分度，某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数为___________；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数为，计算这种色光波长的表达式为___________（用题中给出的字母、、、表示）。 (3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以___________。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 D．增大双缝到屏的距离 【答案】(1)平行 (2) 0.25 (3)B 【详解】（1）双缝干涉实验中，为了获得清晰的干涉条纹，需要调节单缝与双缝相互平行。 （2）[1]20分度游标卡尺的精度为，主尺读数为，游标尺上第5条线与主尺的刻度对齐，游标尺读数为 因此总读数。 [2]第1条亮纹到第5条亮纹之间有相邻亮纹间距 因此相邻间距；结合双缝干涉公式 整理得波长。 （3）要增加目镜中观察到的条纹个数，需要减小相邻条纹间距 A．单缝与双缝的距离不影响，A错误； B．绿光波长比红光短，减小，减小，相同视场内条纹个数增多，B正确； C． 双缝间距减小，增大，条纹个数减少，C错误； D． 增大双缝到屏的距离，增大，条纹个数减少，D错误。 故选B。 【点睛】 31．(25-26高二下·海南中学·期中)可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长。 (1)已知双缝之间的距离为0.6 mm，双缝到屏的距离为1.5 m，绿光的干涉图样如图乙所示，分划板中心刻线在A位置时螺旋测微器的读数为1.128 mm，在B位置时读数如图丙所示，为________mm，则该绿光的波长为________nm（计算结果保留三位有效数字）； (2)在不改变其他条件的情况下，该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测量了红光、黄光的波长（红光为625 nm、黄光为570 nm）。图（a）、（b）、（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图________（选填a、b或c）。 【答案】(1) 6.526/6.527/6.528 540 (2)c 【详解】（1）[1]由图丙可知，螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数约为 则在位置时读数为（读数在范围内均正确） [2]由图乙可知，到之间有4个条纹间距，则相邻亮条纹的间距为 根据双缝干涉条纹间距公式，解得该绿光的波长为 （2）根据双缝干涉条纹间距公式可知，在双缝到屏的距离和双缝间距不变的情况下，光的波长越小，干涉条纹的间距越小，已知红光、黄光、绿光三种色光中绿光的波长最短，因此绿光干涉图样的条纹间距最小，因此图（c）的条纹间距最小，绿光产生的干涉图样是图（c）。 32．(25-26高二下·江西安远县第一中学·期中)小明同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图）： (1)实验中，滤光片的作用是___________。 (2)小明同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作是以下哪项（　　） A．换用长度更长的遮光筒 B．红色滤光片换成紫色滤光片 C．换用间距更小的双缝 D．增大单缝到双缝的距离 (3)在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为L1，单缝到双缝间距为L2，双缝到光屏间距为L3，单缝宽为d1，双缝间距为d2，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为x1，第五条纹位置为x5，则该单色光的波长λ = ___________。 (4)小明同学现在用这种色光利用光的干涉法检查某精密光学平面的平整度，其原理图如图所示，图丁中上板是标准样板，下板是待检查的光学样板，实验结果如图戊所示，图戊中出现向左弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了___________，（选填“凹陷”或“凸起”）。 【答案】(1)获得单色光 (2)B (3) (4)凹陷 【详解】（1）滤光片的作用：获得单色光（将复色的白光过滤为单一波长的单色光，保证干涉条纹清晰）。 （2）AD．干涉条纹由图乙变为图丙，观察到的条纹增加，即条纹间距减小，根据 其中L是双缝到光屏的距离，λ是光的波长，d是双缝间距，可知，换用长度更长的遮光筒和增大单缝到双缝的距离，条纹间距不变，故AD错误； C．换用间距更小的双缝，即d减小，则条纹间距增大，故C错误； B．红色滤光片换成紫色滤光片，紫光波长λ小于红光，即波长λ变小，则条纹间距减小，故B正确。 故选B。 （3）连续五条亮纹，根据条纹间距可得    则该单色光的波长 （4）图丁中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，被检查的平面在此处出现了凹陷。 题型七 光的衍射（共5小题） 一、单选题 33．(25-26高二下·湖北鄂州多校·期中)某同学采用如图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为l。用同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了如图乙、丙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，不发生衍射 B．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，则P点处一定是亮条纹 C．照射两条狭缝时，增大l，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D．遮住一条狭缝，增大另一狭缝宽度，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度变小 【答案】D 【详解】A．图乙是光的双缝干涉图样，光通过两个狭缝时发生干涉，也都发生衍射现象，选项A错误； B．根据干涉原理可知，到两波源的距离差为半波长的奇数倍处为减弱区，即此处是暗条纹，选项B错误； C．根据Δx=λ可知，l增大，Δx增大，图乙中相邻暗条纹的中心间距变大，选项C错误； D．遮住一条狭缝后是衍射现象，当狭缝宽度增大时，衍射现象明显程度变小，亮条纹宽度变小，选项D正确。 故选D。 34．(25-26高二下·浙江温州环大罗山联盟·期中)光既具有波动性，又具有粒子性。下列四幅图是红光的干涉图样和红光的衍射图样，下列有关说法正确的是（　　） A．甲图和丁图是干涉图样，乙图和丙图是衍射图样 B．甲图和乙图表明光子具有粒子性，丙图和丁图表明光子具有波动性 C．若改用蓝光做实验，丁图中的条纹间距将变大 D．四幅图中的亮纹处，光子出现的概率大 【答案】D 【详解】A．甲、乙、丙图都是衍射图样，只有丁是干涉图样，故A错误； B．干涉和衍射都是光波动性的体现，所有四幅图都证明光子具有波动性，故B错误； C．丁是双缝干涉，条纹间距满足，蓝光波长比红光更短，因此条纹间距会变小，故C错误； D．光波是概率波，亮纹处是光子到达概率大的位置，暗纹处光子到达概率小，故D正确。 故选D。 35．(25-26高二下·福建龙岩·期中)关于光的衍射现象，下列说法正确的是（　　） A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的圆环 B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 【答案】C 【详解】AB．红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，故AB错误； C．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，故C正确； D．大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象，故D错误。 故选C。 36．(25-26高二下·湖北广水·期中)如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（     ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象 【答案】B 【详解】泊松亮斑”图样属于光的衍射现象。 故选B。 37．(24-25高二下·湖北荆州·期末)光学相关知识的四幅实验观测图样如图所示，根据图样的特点分析下列说法正确的是（　　） A．甲图是牛顿环，是反射光互相干涉产生的现象 B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，圆板中心这个亮斑最早是由泊松发现的 C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光具有波动性 D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的等距圆环 【答案】A 【详解】A．甲图是牛顿环，是平凸透镜与平面玻璃接触形成的空气膜上、下表面反射的反射光互相干涉产生的现象，故A项正确； B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，“泊松亮斑”最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，故B项错误； C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光沿直线传播，衍射与干涉可说明光具有波动性，直线传播主要反映了光的粒子性，成像的孔较大，波动性可忽略，故C项错误； D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的不等距圆环，故D项错误。 故选A。 题型八 光的偏振（共6小题） 一、单选题 38．(25-26高二下·河北衡水部分学校·期中)一束自然光相继经过两个透振方向相互垂直的偏振片，以光束为轴并以角速度匀速旋转其中一个偏振片，则通过两个偏振片的透射光最小光强和最大光强的最短时间间隔为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】从最小光强到最大光强，两偏振片夹角的最小变化量 由匀速转动关系 得最短时间间隔 故选B。 39．(25-26高二下·江西景德镇一中·期中)如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，最后射到Q右侧的光屏上，P、Q可以从图示位置开始转动。下列说法正确的是（　　） A．P、Q都旋转90 °后光屏上的亮度保持不变 B．Q旋转任意角度后光屏不会变亮 C．横波无法通过P D．白炽灯光为纵波 【答案】A 【详解】A．根据光的偏振原理，P、Q都旋转90°后光屏亮度保持不变，故A正确； B．Q旋转180°或者360°后光屏又会变亮，故B错误； C．沿透振方向的横波可以通过P，故C错误； D．电磁波是横波，光是电磁波的一种，所以白炽灯光为横波，故D错误。 故选A。 40．(25-26高二下·山东济南·期中)用电影院看立体电影的偏光眼镜观看手机屏幕时，发现右镜片亮，左镜片暗，如果将手机屏幕旋转，会观察到（　　） A．两镜片都变亮 B．两镜片都变暗 C．两镜片没有任何变化 D．右镜片变暗，左镜片变亮 【答案】D 【详解】偏光眼镜的左右两个镜片透振方向相互垂直，手机屏幕发出的光为偏振光。初始状态右镜片亮、左镜片暗，说明此时手机出射光的偏振方向与右镜片透振方向平行，与左镜片透振方向垂直。如果将手机屏幕旋转，则手机出射光的偏振方向与左镜片透振方向平行，与右镜片透振方向垂直，会观察到右镜片变暗，左镜片变亮。 故选D。 41．(25-26高二下·河南部分名校·期中)如图，一束光射向水面分成光束和。经过偏振片呈现在光屏上，在偏振片绕中心轴线转动180°的过程中，屏上光的亮度可能（　　） A．一直不变 B．一直变亮 C．一直变暗 D．先变暗后变亮 【答案】D 【详解】当自然光射向水面时，反射光b为部分偏振光（可分解为自然光与线偏振光） 其中在偏振片绕中心轴线转动180°的过程中，自然光部分强度不变 而线偏振光强度根据马吕斯定律（θ是线偏振光振动方向与偏振片透振方向的夹角） 随的增大先减小后增大，故屏上光的亮度可能先变暗后变亮。 故选D。 二、多选题 42．(25-26高二下·云南普通高中·期中)下列现象中可以借助偏振片使情况得到改善的是（　　） A．夏日早晨，迎面而来的太阳光因亮度极高，在眼中产生了不舒适眩光 B．在博物馆中参观，拍摄玻璃橱窗内的物品时，会有自己和旁边很多人的像出现在照片里 C．光学显微镜观察非常细小的物体时会模糊不清 D．渔夫按照自己看到的位置叉鱼，总是叉不到 【答案】AB 【详解】A．佩戴偏光太阳镜，其原理为偏振片可以有效减弱进入眼睛的太阳光，从而减弱眩光，使视野更清晰，故A正确； B．拍摄玻璃橱窗里的物品时，为了消除玻璃表面的反射光的干扰，在照相机的镜头前装一个偏振片，让它的偏振方向与反射光的偏振方向垂直。就可以减弱反射光而使影像清晰，故B正确； C．光学显微镜的分辨率不能无限提高，在观察细小的物体时，因为光的衍射现象会模糊不清，偏振片不能改善此情况，故C错误； D．渔夫从上向下看水中的鱼时，由于折射现象，看到鱼的像的位置比实际位置要高，偏振片不能改善此情况，故D错误。 故选AB。 43．(25-26高二下·贵州遵义部分学校联考·期中)下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中是水波的多普勒效应现象，图形表示波源向x轴正方向移动 B．图乙中是光的偏振现象，这种现象表明光是纵波 C．图丙中是杨氏双缝干涉，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 D．图丁中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 【答案】AD 【详解】A．水波的多普勒效应现象中，波源移动的前方波峰密集，后方波峰稀疏，故图甲表示波源向x轴正方向移动，故A正确； B．图乙中、是偏振片，是荧光屏，当不动缓慢转动时，荧光屏上的光的亮度将发生变化，这表明光是横波，故B错误； C．根据可知，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故C错误； D．楔形薄膜干涉中，干涉条纹间距由决定，两板间的薄片越薄，越小，干涉条纹间距越大，故D正确。 故选AD。 题型九 电磁波的产生与应用（共8小题） 一、单选题 44．(25-26高二下·重庆名校联盟·期中)下列对电磁场和电磁波的认识正确的是（　　） A．变化的电场一定要产生变化的磁场 B．紫外线的显著作用是热作用 C．麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了这一结果 D．电磁波在真空或介质中传播时频率不同 【答案】C 【详解】A．均匀变化的电场会产生稳定的磁场，只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，故A错误； B．紫外线主要作用是化学效应和生理效应，红外线的显著作用是热作用，故B错误； C 麦克斯韦通过理论预言电磁波存在，并指出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了这一结论，故C正确； D．电磁波的频率由波源决定，与传播介质无关。在不同介质中传播时，波速和波长变化，但频率保持不变，故D错误； 故选C。 45．(25-26高二下·河南部分名校·期中)如图为无人驾驶快递车，这种快递车在行驶过程中，车上安装的车载雷达系统不断发出激光和超声波信号，下列关于激光和超声波的说法正确的是（     ） A．激光是电磁波 B．激光的传播需要介质 C．激光与超声波都可以在真空中传播 D．超声波是电磁波 【答案】A 【详解】AB．激光是电磁波，可在真空中传播，故A正确，B错误； CD．超声波是机械波，需要介质传播，故CD错误。 故选A。 46．(25-26高二下·山东济宁·期中)对电磁波的理解，下列说法正确的是（　　） A．射线不是电磁波 B．电磁波是横波 C．电磁波在实际中不存在 D．变化的电场周围一定能产生电磁波 【答案】B 【详解】A．由电磁波谱可知，γ射线属于频率极高的电磁波，故A错误； B．电磁波的电场方向、磁场方向和传播方向两两互相垂直，符合横波的特征，因此电磁波是横波，故B正确； C．赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，生活中无线电波、可见光等都属于电磁波，实际广泛存在，故C错误； D．均匀变化的电场只会产生恒定的磁场，恒定磁场无法继续激发电场，不能形成电磁波；只有周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，进而形成电磁波，因此变化的电场周围不一定产生电磁波，故D错误。 故选B。 47．(25-26高二下·江苏南京新联盟校·期中)7．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。下面四幅图中，调频波是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．该波是信号波，故A错误； B．波的振幅变了，而频率没有变，则该波是调幅波，故B错误； C．该波用来携带信号的高频电磁波，即载波，故C错误； D．波的频率变了，而振幅没有变，则该波是调频波，故D正确。 故选D。 48．(25-26高二下·江西抚州崇仁县第一中学·期中)关于电磁波的特性和应用，下列说法中正确的是（　　） A．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 B．γ射线穿透力很强，医学上常用它进行人体透视检查 C．紫外线具有杀菌作用，医院常用紫外线进行消毒 D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 【答案】C 【详解】A．微波炉是利用微波的频率与水分子固有频率接近，使水分子共振产生热量，并非利用红外线的热效应，故A错误； B．γ射线能量极高，对人体细胞损伤大，医学上用于人体透视的是穿透力适中的X射线，故B错误； C．紫外线的能量可破坏微生物的遗传物质结构，具有杀菌作用，医院常用紫外线进行环境消毒，故C正确； D．车站、机场透视行李箱的安检装置利用的是穿透力较强的X射线，红外线穿透能力弱，无法实现行李内部透视，故D错误。 故选C。 49．(25-26高二下·湖北宜昌部分重点高中·期中)下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．空间某处的电场或磁场发生变化，就会向其周围空间辐射电磁波 B．频率越大的电磁波在真空中传播的速度越小 C．许多物质在红外线的照射下会发出荧光，根据这一特点可以设计防伪措施 D．伦琴射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官 【答案】D 【详解】A．只有周期性（振荡）变化的电场或磁场才能交替激发向外辐射电磁波；若电场或磁场均匀变化，只能产生稳定的磁场或电场，无法形成电磁波，故A错误； B．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速，与频率无关，故B错误； C．具有荧光效应的是紫外线，可用于防伪设计，红外线的主要效应是热效应，无荧光作用，故C错误； D．伦琴射线即X射线，频率高、穿透本领强，医学上可用于检查人体内部器官，故D正确。 故选D。 二、多选题 50．(25-26高二·新疆联考·期中)根据麦克斯韦电磁场理论，下列叙述中正确的是（　　） A．路灯周围空间不存在磁场和电场 B．变化的电场可产生磁场 C．恒定的磁场激发恒定的电场 D．在电磁波传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直 【答案】BD 【详解】A．路灯通交变电流，电流会在周围空间激发变化的磁场，变化的磁场又会激发电场，因此路灯周围存在电磁场，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论的核心结论，变化的电场可以产生磁场，故B正确； C．只有变化的磁场才能激发电场，恒定的磁场无法激发电场，故C错误； D．电磁波属于横波，传播过程中电场方向、磁场方向、传播方向三者两两互相垂直，故D正确。 故选BD。 51．(25-26高二下·山东威海银滩高级中学·期中)关于电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像，以下说法正确的是（　　） A．关于图1，分析发现振荡电路正在放电 B．关于图2，振荡电路变成开放电路，电磁波发射变得困难 C．关于图3，变化的磁场周围产生电场，跟闭合电路是否存在无关 D．关于图4，开关闭合时线圈有自感现象，开关断开时线圈没有自感现象 【答案】AC 【详解】A．在图1所示的LC振荡电路中，电场方向向下，说明电容器上极板带正电，下极板带负电。磁场方向向下，根据右手螺旋定则，可知线圈中的电流方向为顺时针（从上往下看）。电流从电容器的正极板流出，流向负极板，因此电容器正在放电，故A正确； B．图2振荡电路变成开放电路，电磁波发射变得容易，故B错误； C．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场会在其周围产生电场，这种电场的存在与是否有闭合电路无关，故C正确； D．关于图4，开关闭合、断开时线圈都有自感现象，故D错误。 故选AC。 题型十 电磁波谱（共6小题） 一、单选题 52．(25-26高二下·广东茂名·期中)电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．X射线比无线电波更容易发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】A．所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误 B．紫外线常用于杀菌消毒，但是长时间照射可能损害人体健康，故B正确； C．无线电波的频率比γ射线的频率小，故C错误； D．X射线比无线电波的频率高，波长短，更不容易发生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 53．(25-26高二下·新疆联考·期中)下列各组电磁波，在真空中波长由短到长排列正确的是（　　） A．射线、紫外线、可见光、红外线 B．红外线、可见光、射线、紫外线 C．射线、红外线、紫外线、可见光 D．紫外线、可见光、红外线、射线 【答案】A 【详解】真空中电磁波满足波速关系，其中光速为定值，因此波长与频率成反比，频率越高波长越短。电磁波按频率从高到低的顺序为：射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，对应波长由短到长的顺序和上述顺序一致。 A．射线、紫外线、可见光、红外线，符合波长由短到长的排列，故A正确； B．红外线波长大于可见光，射线波长小于紫外线，排列顺序错误，故B错误； C．红外线波长大于紫外线和可见光，排列顺序错误，故C错误； D．射线是四种电磁波中波长最短的，排在最后不符合要求，故D错误。 故选A。 54．(25-26高二下·福建福安第六中学等校·期中)下列关于电磁波、电磁波谱的说法中，正确的是（　　） A．麦克斯韦用实验验证了电磁波的存在，并测定电磁波的速度与光速相同 B．在均匀变化的电场周围一定会产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围也一定会产生均匀变化的电场 C．γ射线比X射线的波长短，但穿透能力更强 D．在真空中，红外线的传播速度比紫外线的大 【答案】C 【详解】A．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，是赫兹通过实验验证了电磁波的存在，A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场只会产生恒定的磁场，均匀变化的磁场也只会产生恒定的电场，B错误； C．电磁波谱中，射线比射线波长更短、频率更高，穿透能力更强，C正确； D．所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速，与电磁波的频率无关，因此红外线和紫外线在真空中传播速度相等，D错误。 故选C。 55．(24-25高二下·内蒙古部分名校·期末)电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．无线电波的频率比射线的频率小 C．红光光子的能量比X射线的大 D．射线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 【答案】B 【详解】A．所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误； B．根据可知波长越大，频率越小，由图可知无线电波的波长大于射线的波长，故无线电波的频率比射线的频率小，故B正确； C．根据可知光子的能量与其频率成正比，红光的波长比X射线的波长大，故红光的频率比X射线小，则红光光子的能量比X射线小，故C错误； D．射线具有很强的贯穿本领，在工业上利用它检查金属部件内有无砂眼或裂缝；紫外线常用于杀菌消毒，但是长时间照射可能损害人体健康，故D错误。 故选B。 二、多选题 56．(25-26高二下·浙江诸暨·期中)无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（   ） A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 【答案】AD 【详解】A．无线电波的波长较长、频率较低，适用于广播及其他信号的传输，故A正确； B．紫外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收，故B错误； C．紫外线照射会使物质发出荧光，但夜视仪是红外线的热效应工作的，故C错误； D．射线具有很强的穿透本领，可用于机场安检探测箱内的物品，故D正确。 故选AD。 57．(25-26高二下·甘肃兰州八校·期中)电磁波在5G通信、卫星导航等现代科技中应用广泛，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波是由变化的电场和变化的磁场相互激发产生的，可以在真空中传播 B．红外线具有较强的杀菌作用，所以疫情期间用来测温 C．5G通信使用的电磁波频率高于4G，相同时间内传递的信息更多 D．可见光的波长比无线电波的波长大，真空中传播的速度也大 【答案】AC 【详解】A．电磁波是由变化的电场和变化的磁场相互激发产生的，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故A正确； B．红外线主要特性是热效应，常用于红外测温、夜视仪等，并不具备较强的杀菌作用，故B错误； C．5G通信使用的电磁波频率高于4G，频率越高，单位时间内传输的信息量越大，故C正确； D．可见光的波长远小于无线电波，两者均为电磁波，在真空中传播的速度相同，故D错误。 故选AC。 3 / 23 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 光与电磁波 题型1 光的折射 题型6 双缝干涉测量光的波长（重点） 题型2 测量玻璃砖的折射率（重点） 题型7 光的衍射 题型3 全反射及应用（重点） 题型8 光的偏振 题型4 光的折射与全反射结合应用（重点、难点） 题型9 电磁波的产生与应用（重点） 题型5 光的干涉及应用（难点） 题型10 电磁波谱 题型一 光的折射（共6小题） 一、单选题 1．(25-26高二下·山东淄博第一中学·期中)如图所示，两束单色光A、B分别沿半径方向由真空射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖对A光折射率大于B光 B．在该玻璃砖中，A光的速度小于B光的速度 C．在真空中，A光波长大于B光 D．在玻璃砖中，A光的临界角比B光的临界角小 2．(25-26高二下·广西贺州昭平中学·期中)如图所示是一个半径为R的均匀透明介质球过其球心的截面，PQ为直径。一单色细光束从P点射入球内，折射光线与PQ夹角，出射光线与PQ平行。光在真空中的传播速度为c，下列说法错误的是（     ） A．介质对该光束的折射率为 B．该光束在介质中的传播速度为 C．光束在P点的入射角为60° D．该光束在介质中的传播时间为 3．(25-26高二下·重庆南坪中学·期中)如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为的等腰三角形，为边的中点。一细光束由点斜射入棱镜，光束与边的夹角为，折射光线与边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为。则下列说法正确的是（     ） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从边射出棱镜 C．光在棱镜中传播的时间为 D．光束第一次从棱镜射出时，出射光线与入射光线平行 二、填空题 4．(24-25高二下·福建福州平潭岚华中学·期末)我国唐代对彩虹形成的原因已有记载，《礼记•月令•季春之月》中提到“日照雨滴则虹生”。一束太阳光射入球形雨滴形成彩虹的光路如图所示，则光线a的折射率_____（选填“大于”“等于”或“小于”）光线b的折射率，光线a的波长_____（选填“大于”“等于”或“小于”）光线b的波长。 三、解答题 5．(25-26高二下·甘肃白银会宁县第一中学·期中)一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为，经折射后射至边的点，如图所示，逐渐减小，点向点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且，光在真空中的传播速度为，求： (1)棱镜的折射率； (2)光从点传播到点所用的时间。 6．(24-25高二下·福建三明·期中)如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。求： (1)透明介质材料的折射率； (2)在棱镜中传播的时间 题型二 测量玻璃砖的折射率（共3小题） 一、实验题 7．(25-26高二下·湖北广水第二高级中学等校·期中)某兴趣小组要测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验装置如图所示，实验步骤如下： A．在水平桌面上将光屏MN与玻璃砖的直径AB垂直放置，相切于A点。描出玻璃砖及光屏的边界、玻璃砖的圆心O以及过O点的法线； B．调节激光器，使入射的绿色光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，适当调节入射角度，可以在光屏MN上看到两个亮点C、D（不考虑AB弧面上的反射），描出两个亮点C、D的位置； C．用刻度尺测量得到O到C、D两点距离分别为4.80cm和3.00cm。 (1)根据以上数据可以得到该玻璃砖对绿光的折射率为______。（结果保留两位有效数字） (2)若仅将上述绿光改为红光，其他条件均不变，则CD距离将会______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)该小组在实验过程中，若光屏MN上只出现了一个亮点，为顺利完成实验，他可以采取的措施是以垂直于纸面过O点的直线为轴______（填“顺时针”或“逆时针”）转动玻璃砖及光屏。 8．(25-26高二下·四川自贡·期中)某兴趣小组要测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验装置如图所示，实验步骤如下： A．光屏MN与玻璃砖的直径AB垂直放置。描出玻璃砖及光屏的边界，玻璃砖的圆心O、直径AB以及AB的法线； B．调节激光器，使入射的绿色光线PO从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，适当调节入射角度，可以在光屏MN上看到两个亮点C、D（不考虑AB弧面上的反射），描下两个亮点C、D的位置； C．用刻度尺测量得到O到C、D两点距离分别为4.50cm和3.00cm。 (1)根据以上数据可以得到该玻璃砖对绿光的折射率为________。 (2)若仅将上述绿光改为红光，其他条件均不变，则CD距离将会________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)该小组在实验过程中，若光屏MN上只出现一个亮点，他可以采取的措施是________。 9．(25-26高二下·河南周口沈丘第二高级中学·期中)在“测量玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。 (1)甲同学接下来要完成的必要步骤有________； A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)下列哪些措施能够有效提高实验精确程度________； A．选用前后两光学表面间距适当大些的玻璃砖 B．选用前后两光学表面平行的玻璃砖 C．玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些 D．选用粗的大头针完成实验 (3)乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，若其他操作正确，则他测得的折射率与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）； (4)写出折射率与光在介质中传播速度的关系________（用、、表示）。 (5)当光从光密介质斜射入光疏介质发生全反射，临界角为，则折射率________ 题型三 全反射及应用（共6小题） 一、单选题 10．(25-26高二下·湖北新八校·期中)如图所示，某次实验过程中将一束复合光以入射角从侧面射入一透明均匀长方体玻璃砖中，之后复合光色散成、两束光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射。则下列说法中正确的是（     ） A．光的波长比光短 B．玻璃中光的速度比光小 C．光在玻璃砖上表面未发生全反射 D．玻璃砖对光的折射率为 11．(25-26高二下·重庆市育才中学·期中)如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气（视为真空）中，。ab两细光束从AC上的D点垂直于AC面入射，只有b光从AB面上的P点射出，则下列说法正确的是（　　） A．a光发生全反射的临界角一定是60° B．a光在玻璃三棱镜中的传播速度大于b光 C．a光的频率比b光大 D．在同一双缝干涉实验中，a光的相邻亮条纹宽度大于b光 12．(24-25高二下·福建宁德·期中)如图是光在纤芯中传播的示意图，光纤的内芯和外套材料不同。下列说法正确的是（　　） A．光从空气进入光纤内芯后，频率变大 B．光从空气进入光纤内芯后，其波长变大 C．内芯的折射率比外套的折射率大 D．光从内芯射向外套时一定能发生全反射 二、多选题 13．(25-26高二下·江西新余·期中)光纤是一种由核心层和覆层组成的双层圆柱形波导结构，利用光在界面的全反射实现信号的长距离低损耗传输。如图所示，已知核心折射率为，覆层折射率为，外界空气折射率为。光自空气以入射角进入核心，并希望在核心与覆层界面发生全反射以实现传输。则下列叙述正确的是（    ） A．核心层和覆层折射率关系为 B．光在核心与覆层界面发生全反射的条件为入射角小于全反射的临界角 C．光自空气进入核心时，最大可接受入射角满足 D．与大小越接近，则光纤的可接受入射角范围越大 14．(25-26高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)高锟是著名的华裔物理学家，因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被人们尊称为光纤之父。如图所示，光纤通信的主要部件为光导纤维，其由纤芯和包层两部分组成，以合适角度进入光纤的光能够在纤芯和包层分界面上发生全反射，以折线的形式沿着光纤传播。下列说法正确的是（　　） A．纤芯的折射率小于包层的折射率 B．减小光在入射端的入射角i，光在光纤中的传播时间将减小 C．光的波长增大时，纤芯对光的折射率将增大 D．光的波长增大时，其在纤芯中的传播速度将增大 三、填空题 15．(24-25高二下·福建福州马尾一中等六校·期末)如图是一段长为的直线光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为。 (1)该单色光在光纤中传播的最短时间为___________。 (2)该单色光在光纤中传播的最长时间为___________。 (3)若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间为___________。 题型四 光的折射与全反射结合应用（共7小题） 一、单选题 16．(25-26高二下·湖南汨罗第二中学·期中)6．如图所示OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由绿光和红光组成的复色光a沿AO方向从真空射入玻璃，在玻璃中分成b、c两束光并从B、C点射出，设光束、在该玻璃中的传播时间分别为、。下列判断正确的是（　　） A．光束为红光 B．光束在玻璃中的折射率较大 C．光束在玻璃中发生全反射的临界角较大 D． 17．(25-26高二下·湖南株洲第四中学·期中)7．《阳燧倒影》中记载的“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束光（含红、绿两种颜色）通过正三棱镜后被分解成两束单色光a、b，其中a光的部分光路与三棱镜的BC边平行，下列说法正确的是（　　） A．b光为红光 B．在该三棱镜中，a光的临界角比b光的临界角大 C．b光通过该三棱镜的时间比a光通过该三棱镜的时间短 D．增大复色光在AB面的入射角，复色光在AB面会发生全反射 18．(25-26高二下·河南南阳·期中)8．如图所示，一束由红、绿两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜（横截面是等腰直角三角形），入射方向平行于边，两种色光在边均发生全反射后再从边射出，其中绿光的出射点是，则红光从边射出光路可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 19．(25-26高二下·河北石家庄精英中学·期中)9．如图所示，图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，为一半径为的圆弧，为圆弧面圆心，构成正方形，在处有一点光源。若只考虑首次从圆弧直接射向、的光线，从点光源射入圆弧的光中，有一部分不能从、面直接射出（不考虑顶点），已知这部分光照射圆弧的弧长为，光在真空中传播速度为。则（　　） A．该材料的折射率 B．该材料的折射率 C．当光以的入射角从该材料射向空气时，不可以在界面发生全反射 D．直接从，面射出的光线中，在此光学元件中传播的最长时间 20．(25-26高二下·黑龙江哈尔滨第九中学·期中)如图所示，为某玻璃球壳的竖直截面图，O为球壳中心，球壳内径和外径分别为R和2R，内外均为真空。AB和CD分别为竖直和水平直径。一细束激光从弧AC的中点M水平射入玻璃中，折射光线恰好与内壁相切，交外壁于N点，已知该激光在真空中速度为c，下列说法正确的是（　　） A．玻璃球壳对该激光的折射率为 B．该激光在N处可能发生全反射 C．减小激光的频率，可能在弧AD上发生全反射 D．若激光水平射入弧AC的三等分点P（P点在M点下方），则该激光在玻璃中传播的时间为（不考虑激光在分界面上的二次反射） 21．(25-26高二下·辽宁沈阳回民中学·期中)如图所示，真空中有一半径为、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿射入玻璃球，经折射后分成、两束光分别从、两处折射出玻璃球，已知与的夹角，，。下列说法正确的是（    ） A．玻璃球对光的折射率为 B．该玻璃对光折射率更大，所以从玻璃射出时，光的折射角大于光的折射角 C．从水中射入空气时，光发生全反射的临界角比光的大 D．该玻璃对光折射率更大，所以光在玻璃球中的传播速度小于光在玻璃球中的传播速度 题型五 光的干涉及应用（共8小题） 一、单选题 22．(25-26高二下·河北沧州沧衡八县多校·期中)如图甲所示为劈尖干涉的示意图，在两块透明的玻璃薄片间垫两张纸片，使两块玻璃片形成一定的夹角，当平行单色光从上方竖直射下时会形成如图乙所示的明暗相间的条纹，下列选项中原理与劈尖干涉相同的是（　　） A．玻璃中的气泡看上去特别明亮 B．将肥皂膜靠近烛火，肥皂膜上呈现彩色条纹 C．单色平行光通过单缝后在光屏上形成明暗相间的条纹 D．激光在工程中常用于精准测距 23．(25-26高二下·山东淄博淄博第五中学等校·期中)下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则 （  ） A．甲为紫光的干涉图样 B．乙为紫光的干涉图样 C．丙为紫光的衍射图样 D．丁为红光的衍射图样 24．(25-26高二·浙江嘉兴八校联盟·期中)如图甲所示的实验中，将玻璃板a放在玻璃板b上，在右端夹入两张纸片，用黄光从上方入射，从上往下可以观察到如图乙所示的条纹，出现这种条纹现象是光的（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．偏振现象 D．全反射现象 25．(25-26高二下·安徽蚌埠江南十校·期中)一束波长为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，缝到屏的距离为。结合双缝干涉知识判断，中央明条纹的宽度最可能是（     ） A． B． C． D． 二、多选题 26．(25-26高二下·山东淄博第一中学·期中)工厂技术人员用下图所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。用单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹。下列判断正确的是（     ） A．图中条纹弯曲处对应着被检查平面凸起 B．若需要增大条纹间距，则应更换波长更大的单色光 C．若将图中的薄片稍微右移，条纹间距变窄 D．条纹是由标准样板的上下两表面反射形成的两列光发生干涉的结果 27．(25-26高二下·湖南部分名校·期中)利用薄膜干涉原理检查工件平整度实验装置如图甲所示，a为标准样板，b为待检测平面，某次实验时，发现干涉图样如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．图乙中向左弯曲部分说明该处平面凹陷 B．图乙中向左弯曲部分说明该处平面凸起 C．若装置右侧再垫一块薄片，则条纹间距变大 D．若装置右侧再垫一块薄片，则条纹间距变小 28．(25-26高二下·甘肃西北师大附中·期中)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上削出一条窄缝，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。用波长为的绿色激光照射双缝，能在距离纸板为的墙面上观察到干涉条纹间距为。若使纸板到墙面的距离平移至，求： (1)头发丝的直径； (2)改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的多少倍？ 29．(24-25高二下·陕西咸阳·期末)为研究玻璃对某单色激光的折射率，某同学先用双缝干涉装置测量该激光的波长，激光通过间距为的双缝后，投射到光屏上得到如图甲所示的干涉条纹，图甲中M、N两亮纹中心间距，双缝到光屏间的距离。然后，如图乙所示，截面为等边三角形ABC的玻璃砖，边长为，将该激光从AC边中点与AC边成角入射，光束平行底边BC射到AB边上的点（图中未画出）并射出。求： (1)该激光的波长； (2)该激光在玻璃中的折射率； (3)光在真空中的传播速度为，该激光在玻璃砖中的传播时间。 题型六 双缝干涉测量光的波长（共3小题） 30．(25-26高二下·山东淄博第一中学·期中)如图所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图，某次实验选用的双缝间距为，毛玻璃屏与双缝间的距离为，接通电源使光源正常工作。 (1)M处实验器材为单缝，在组装仪器时应调节单缝和双缝相互___________（选填“垂直”或“平行”）。 (2)实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标卡尺上有20分度，某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数为___________；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数为，计算这种色光波长的表达式为___________（用题中给出的字母、、、表示）。 (3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以___________。 A．将单缝向双缝靠近 B．将红色滤光片换成绿色滤光片 C．使用间距更小的双缝 D．增大双缝到屏的距离 31．(25-26高二下·海南中学·期中)可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械自动化生产线等工业领域。某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长。 (1)已知双缝之间的距离为0.6 mm，双缝到屏的距离为1.5 m，绿光的干涉图样如图乙所示，分划板中心刻线在A位置时螺旋测微器的读数为1.128 mm，在B位置时读数如图丙所示，为________mm，则该绿光的波长为________nm（计算结果保留三位有效数字）； (2)在不改变其他条件的情况下，该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测量了红光、黄光的波长（红光为625 nm、黄光为570 nm）。图（a）、（b）、（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿光产生的干涉图样是图________（选填a、b或c）。 32．(25-26高二下·江西安远县第一中学·期中)小明同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图）： (1)实验中，滤光片的作用是___________。 (2)小明同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作是以下哪项（　　） A．换用长度更长的遮光筒 B．红色滤光片换成紫色滤光片 C．换用间距更小的双缝 D．增大单缝到双缝的距离 (3)在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为L1，单缝到双缝间距为L2，双缝到光屏间距为L3，单缝宽为d1，双缝间距为d2，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为x1，第五条纹位置为x5，则该单色光的波长λ = ___________。 (4)小明同学现在用这种色光利用光的干涉法检查某精密光学平面的平整度，其原理图如图所示，图丁中上板是标准样板，下板是待检查的光学样板，实验结果如图戊所示，图戊中出现向左弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了___________，（选填“凹陷”或“凸起”）。 题型七 光的衍射（共5小题） 一、单选题 33．(25-26高二下·湖北鄂州多校·期中)某同学采用如图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为l。用同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了如图乙、丙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，不发生衍射 B．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，则P点处一定是亮条纹 C．照射两条狭缝时，增大l，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D．遮住一条狭缝，增大另一狭缝宽度，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度变小 34．(25-26高二下·浙江温州环大罗山联盟·期中)光既具有波动性，又具有粒子性。下列四幅图是红光的干涉图样和红光的衍射图样，下列有关说法正确的是（　　） A．甲图和丁图是干涉图样，乙图和丙图是衍射图样 B．甲图和乙图表明光子具有粒子性，丙图和丁图表明光子具有波动性 C．若改用蓝光做实验，丁图中的条纹间距将变大 D．四幅图中的亮纹处，光子出现的概率大 35．(25-26高二下·福建龙岩·期中)关于光的衍射现象，下列说法正确的是（　　） A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的圆环 B．白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 36．(25-26高二下·湖北广水·期中)如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（     ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象 37．(24-25高二下·湖北荆州·期末)光学相关知识的四幅实验观测图样如图所示，根据图样的特点分析下列说法正确的是（　　） A．甲图是牛顿环，是反射光互相干涉产生的现象 B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，圆板中心这个亮斑最早是由泊松发现的 C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光具有波动性 D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的等距圆环 题型八 光的偏振（共6小题） 一、单选题 38．(25-26高二下·河北衡水部分学校·期中)一束自然光相继经过两个透振方向相互垂直的偏振片，以光束为轴并以角速度匀速旋转其中一个偏振片，则通过两个偏振片的透射光最小光强和最大光强的最短时间间隔为（　　） A． B． C． D． 39．(25-26高二下·江西景德镇一中·期中)如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，最后射到Q右侧的光屏上，P、Q可以从图示位置开始转动。下列说法正确的是（　　） A．P、Q都旋转90 °后光屏上的亮度保持不变 B．Q旋转任意角度后光屏不会变亮 C．横波无法通过P D．白炽灯光为纵波 40．(25-26高二下·山东济南·期中)用电影院看立体电影的偏光眼镜观看手机屏幕时，发现右镜片亮，左镜片暗，如果将手机屏幕旋转，会观察到（　　） A．两镜片都变亮 B．两镜片都变暗 C．两镜片没有任何变化 D．右镜片变暗，左镜片变亮 41．(25-26高二下·河南部分名校·期中)如图，一束光射向水面分成光束和。经过偏振片呈现在光屏上，在偏振片绕中心轴线转动180°的过程中，屏上光的亮度可能（　　） A．一直不变 B．一直变亮 C．一直变暗 D．先变暗后变亮 二、多选题 42．(25-26高二下·云南普通高中·期中)下列现象中可以借助偏振片使情况得到改善的是（　　） A．夏日早晨，迎面而来的太阳光因亮度极高，在眼中产生了不舒适眩光 B．在博物馆中参观，拍摄玻璃橱窗内的物品时，会有自己和旁边很多人的像出现在照片里 C．光学显微镜观察非常细小的物体时会模糊不清 D．渔夫按照自己看到的位置叉鱼，总是叉不到 43．(25-26高二下·贵州遵义部分学校联考·期中)下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中是水波的多普勒效应现象，图形表示波源向x轴正方向移动 B．图乙中是光的偏振现象，这种现象表明光是纵波 C．图丙中是杨氏双缝干涉，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 D．图丁中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 题型九 电磁波的产生与应用（共8小题） 一、单选题 44．(25-26高二下·重庆名校联盟·期中)下列对电磁场和电磁波的认识正确的是（　　） A．变化的电场一定要产生变化的磁场 B．紫外线的显著作用是热作用 C．麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了这一结果 D．电磁波在真空或介质中传播时频率不同 45．(25-26高二下·河南部分名校·期中)如图为无人驾驶快递车，这种快递车在行驶过程中，车上安装的车载雷达系统不断发出激光和超声波信号，下列关于激光和超声波的说法正确的是（     ） A．激光是电磁波 B．激光的传播需要介质 C．激光与超声波都可以在真空中传播 D．超声波是电磁波 46．(25-26高二下·山东济宁·期中)对电磁波的理解，下列说法正确的是（　　） A．射线不是电磁波 B．电磁波是横波 C．电磁波在实际中不存在 D．变化的电场周围一定能产生电磁波 47．(25-26高二下·江苏南京新联盟校·期中)7．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。下面四幅图中，调频波是（     ） A． B． C． D． 48．(25-26高二下·江西抚州崇仁县第一中学·期中)关于电磁波的特性和应用，下列说法中正确的是（　　） A．微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 B．γ射线穿透力很强，医学上常用它进行人体透视检查 C．紫外线具有杀菌作用，医院常用紫外线进行消毒 D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线 49．(25-26高二下·湖北宜昌部分重点高中·期中)下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．空间某处的电场或磁场发生变化，就会向其周围空间辐射电磁波 B．频率越大的电磁波在真空中传播的速度越小 C．许多物质在红外线的照射下会发出荧光，根据这一特点可以设计防伪措施 D．伦琴射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官 二、多选题 50．(25-26高二·新疆联考·期中)根据麦克斯韦电磁场理论，下列叙述中正确的是（　　） A．路灯周围空间不存在磁场和电场 B．变化的电场可产生磁场 C．恒定的磁场激发恒定的电场 D．在电磁波传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直 51．(25-26高二下·山东威海银滩高级中学·期中)关于电磁振荡、电磁波、电磁感应现象的四幅图像，以下说法正确的是（　　） A．关于图1，分析发现振荡电路正在放电 B．关于图2，振荡电路变成开放电路，电磁波发射变得困难 C．关于图3，变化的磁场周围产生电场，跟闭合电路是否存在无关 D．关于图4，开关闭合时线圈有自感现象，开关断开时线圈没有自感现象 题型十 电磁波谱（共6小题） 一、单选题 52．(25-26高二下·广东茂名·期中)电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．X射线比无线电波更容易发生明显的衍射现象 53．(25-26高二下·新疆联考·期中)下列各组电磁波，在真空中波长由短到长排列正确的是（　　） A．射线、紫外线、可见光、红外线 B．红外线、可见光、射线、紫外线 C．射线、红外线、紫外线、可见光 D．紫外线、可见光、红外线、射线 54．(25-26高二下·福建福安第六中学等校·期中)下列关于电磁波、电磁波谱的说法中，正确的是（　　） A．麦克斯韦用实验验证了电磁波的存在，并测定电磁波的速度与光速相同 B．在均匀变化的电场周围一定会产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围也一定会产生均匀变化的电场 C．γ射线比X射线的波长短，但穿透能力更强 D．在真空中，红外线的传播速度比紫外线的大 55．(24-25高二下·内蒙古部分名校·期末)电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射红外线 B．无线电波的频率比射线的频率小 C．红光光子的能量比X射线的大 D．射线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康 二、多选题 56．(25-26高二下·浙江诸暨·期中)无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，都是电磁波。按电磁波的波长或频率顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。不同的电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性，下列有关说法正确的是（   ） A．无线电波可以用于广播及其他信号的传输 B．红外线可以灭菌消毒，促进人体对钙的吸收 C．紫外线照射会使物质发出荧光，这是夜视仪工作的基础 D．射线具有很强的穿透本领，机场安检时能探测到箱内的物品 57．(25-26高二下·甘肃兰州八校·期中)电磁波在5G通信、卫星导航等现代科技中应用广泛，下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波是由变化的电场和变化的磁场相互激发产生的，可以在真空中传播 B．红外线具有较强的杀菌作用，所以疫情期间用来测温 C．5G通信使用的电磁波频率高于4G，相同时间内传递的信息更多 D．可见光的波长比无线电波的波长大，真空中传播的速度也大 3 / 23 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 光与电磁波 题型1 光的折射 题型6 双缝干涉测量光的波长（重点） 题型2 测量玻璃砖的折射率（重点） 题型7 光的衍射 题型3 全反射及应用（重点） 题型8 光的偏振 题型4 光的折射与全反射结合应用（重点、难点） 题型9 电磁波的产生与应用（重点） 题型5 光的干涉及应用（难点） 题型10 电磁波谱 题型一 光的折射（共6小题） 一、单选题 1．C 2．B 3．C 二、填空题 4． 大于 小于 三、解答题 5．(1)1.5 (2) 【详解】（1） 根据题意画出如图所示的光路，因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射 设临界角为C，则 由几何关系可知，光线在D点的折射角为 根据折射定律 联立可得 （2）根据折射率与光速的关系 由题意知光在介质中的路程 光从D点传播到E点所用的时间 6．(1) (2) 【详解】（1）由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律得 （2）由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间 题型二 测量玻璃砖的折射率（共3小题） 一、实验题 7．(1)1.6 (2)变大 (3)顺时针 8．(1)1.5 (2)变大 (3)减小入射角 9．(1)BD (2)AC (3)偏小 (4) (5) 题型三 全反射及应用（共6小题） 一、单选题 10．D 11．C 12．C 二、多选题 13．AC 14．BD 三、填空题 15．(1) (2) (3) 题型四 光的折射与全反射结合应用（共7小题） 一、单选题 16．D 17．B 18．B 二、多选题 19．AD 20．AD 21．AD 题型五 光的干涉及应用（共8小题） 一、单选题 22．B 23．B 24．A 【详解】图乙的条纹是由入射光经a的下表面、b的上表面的反射光叠加而形成的干涉现象。 故选A。 25．A 二、多选题 26．ABC 27．AD 三、解答题 28．(1) (2) 【详解】（1）根据干涉条纹间距表达式有 可得，头发丝的直径为 （2）由题意可知，平移后干涉条纹间距为 则 即改变纸板到墙面距离后，干涉条纹间距是原来的倍。 29．(1) (2) (3) 【详解】（1）相邻两亮条纹间的距离 由 可得 （2）由几何关系得光从空气射入玻璃砖时，入射角，折射角为 则激光在玻璃中的折射率 （3）光在玻璃中的传播速度为 根据几何关系知 激光在玻璃砖中的时间 题型六 双缝干涉测量光的波长（共3小题） 30．(1)平行 (2) 0.25 (3)B 31．(1) 6.526/6.527/6.528 540 (2)c 32．(1)获得单色光 (2)B (3) (4)凹陷 题型七 光的衍射（共5小题） 一、单选题 33．D 34．D 35．C 36．B 37．A 题型八 光的偏振（共6小题） 一、单选题 38．B 39．A 40．D 41．D 二、多选题 42．AB 43．AD 题型九 电磁波的产生与应用（共8小题） 一、单选题 44．C 45．A 46．B 47．D 48．C 49．D 二、多选题 50．BD 51．AC 题型十 电磁波谱（共6小题） 一、单选题 52．B 53．A 54．C 55．B 二、多选题 56．AD 57．AC 3 / 23 3 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $