2025高中物理一轮复习 光学、电磁波 测试卷（解析版）

第十四章光学电磁波

测试卷

（考试时间：90分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、

学号填写在试卷上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3.回答第n卷时，将答案直接写在试卷上。

第I卷（选择题共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题

目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1.物理学知识在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）

A.3D电影是利用了光的偏振现象

B.肥皂膜看起来常常是彩色的，这是光的衍射现象

C.测量体温时使用的测温枪探测的是可见光

D.手机屏贴有钢化膜，屏幕射出的光线，经过钢化膜后，频率将会发生变化

【答案】A

【详解】A.3D电影是利用了光的偏振现象，故A正确；

B.肥皂膜看起来常常是彩色的，这是光的干涉现象，故B错误；

C.测量体温时使用的测温枪探测的是红外线，故C错误；

D.手机屏贴有钢化膜，屏幕射出的光线，经过钢化膜后，频率不会发生变化，故D错误。

故选A。

2.光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精

细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65,当

不加液体时光刻胶的曝光波长为193mm,则加上液体后（）

A.紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加

B.传播相等的距离，在液体中所需的时间变短

C.紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率

D.在液体中的曝光波长约为117mm

【答案】D

【详解】D.紫外线在液体中的波长=117nm故D正确；

n1.65

A.紫外线进入液体频率不变，根据£=%可知光子能量不变，根据D选项分析可知波长变短，故A错误；

Tt..L—_1._6_5L—_33t

B.设传播L距离，在真空中的时间f=人在液体中所需的时间。一c一20传播时间变长，故B错误；

C—

n

C.由A选项分析可知紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故C错误。故选D。

3.大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅磅而著名，下图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上

的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，

从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（）

A.闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的偏振现象

B.闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的二分之一的整数倍

C.闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的四分之一的奇数倍

D.除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上不发生干涉

【答案】B

【详解】A.闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，A错误；

BC.根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有24=成（〃=1,2,3...）解得d=—Xn=l,2,3...,B正确，

2

C错误；

D.大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦

有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，D错误。故选B。

4.如图所示，单刀双掷开关S先打到。端让电容器充满电。/=0时开关S打到6端，t=0.02s时LC回路

中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（）

A.LC回路的周期为0.04s

B.LC回路的电流最大时电容器中电场能最大

C.f=1.01s时线圈中电场能最大

D.f=1.01s时回路中电流沿顺时针方向

【答案】A

【详解】A.在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，f=0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且

电荷量第一次达到最大值，此时经历了充放电各一次，故LC回路的周期为0.04s,故A正确；

B.根据LC振荡电路的充放电规律可知，电容放电完毕时，回路中的电流最大，磁场能最大，电场能最小，

故B错误；

CD.根据t=L01s=25jT可知此时电容器逆时针放电结束，回路中逆时针的电流最大，磁场能最大，电场

能最小，故CD错误。故选A。

5.某卡片由内外两层胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明、硬质塑料。由于两层间左下角张开进入空

气，在激光照射下仔细观察会看到明暗相间的条纹（如图1所示）。已知任意一条明条纹或暗条纹所在位置

下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄厚度差恒定。现对卡片左下角施加压力R如图

2所示。下列选项正确的是（）

图1图2

A.条纹变疏，且向右上方移动B.条纹变疏，且向左下方移动

C.条纹变密，且向左下方移动D.条纹变密，且向右上方移动

【答案】B

【详解】内外两层间形成空气劈尖，光线在空气膜的上下表面反射，并发生干涉，形成明暗相间的条纹,

设空气膜顶角为。，两相邻亮条纹的间距为似，如图所示，两处光的路程差分别为R=24，口=24

由s-i得由几何关系得，皿。=着即"=急当用力按压左下角时，。角减小，△/增

大，条纹变疏。又任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，可知条纹向左下方移动。故选Bo

6.市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应

用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜

（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以力表示此红外线在

薄膜中的波长，用加表示此红外线在真空中的波长，则灯泡所镀薄膜的厚度最小应为（）

A.一九.B.—/C.—D.—-^-0

4422

【答案】B

【详解】要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线，即要使从灯泡薄膜前后表面反射回来的红外线发生

干涉，且相互抵消，设灯泡所镀薄膜的厚度为%则2声g解得上;故选B。

7.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，。点为圆心，OO'为直径的垂线，足够大的光屏R2紧靠玻璃右

侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向。点，入射光线与OO'夹角。较小时,

光屏N。区域出现两个光斑，逐渐增大。角，当6=4时，光屏N。区域A光的光斑消失，继续增大。角，当

万时，光屏"。区域B光的光斑消失，贝U（）

A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的小

B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C.时，光屏上只有1个光斑

D.•时，光屏上只有1个光斑

【答案】C

【详解】A.对A光sintzu-1-对B光sin4=，又因为故而玻璃砖对A光的折射率比玻璃砖对B光

"A«B

的折射率大，故A错误；

B.由v=£可知，A光在玻璃砖中的传播速度更小，故B错误；

n

CD.当入射角满足。＜夕时，A、B两种光均为达到全反射临界角，光屏上有两个光斑；当入射角满足

6时，A光已经发生全反射，B光未发生全反射，光屏上有一个光斑；当入射角满足〃■时,

A,B两种光均已发生全反射，光屏上没有光斑。故C正确，D错误。故选C。

8.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前

灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与

对面灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前

灯玻璃均按同一要求设置，如下措施可行的是（）

A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的

B.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的

C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45。，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45。

D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45。

【答案】D

【详解】A.若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光经物体反射后将不能

透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，A错误；

B.若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，B错误；

C.若前窗玻璃透振方向是斜向右上45。，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45。，则车灯发出的光经物体反

射后无法透进本车车窗内，却可以透进对面车的车窗内，C错误；

D.若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45。，则车灯发出的光经物体反射后可以透进本车车窗

内，且不可以透进对面车的车窗内，D正确。故选D。

9.一种“光开关”的核心区如图中虚线框区域所示，其中1、2是两个完全相同的截面为等腰直角三角形的棱

镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同的均匀介质以实现

开关功能。单色光。从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2,则为“开”，否则为“关”。已知棱镜对。

光的折射率为1.5o下列说法正确的是（）

A.单色光。在棱镜中的波长是在真空中的波长的1.5倍

B.若a光能通过两块棱镜，则出射光线可能不平行于入射光。

C.若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能

D.若充入的介质相对棱镜是光密介质，则有可能实现“关”功能

【答案】BC

【详解】A.由光在介质中的速度与折射率的关系v=£,速度与波长的关系丫=彳/可得力=：=£

nJ，矿

可知c和频率/不变，波长变为在真空中的慨倍，A错误；

B.如果充入的介质折射率与棱镜相同，则传播方向一定不改变，如果充入的介质折射率与棱镜不相同，则

传播方向一定改变，因此若。光能通过两块棱镜，则出射光线可能不平行于入射光a,B正确；

C.若充入的介质相对棱镜是光疏介质，单色光。在1的斜边有可能不发生全反射，则有可能实现“开”功能，

c正确；

D.若充入的介质相对棱镜是光密介质，单色光。由光疏到光密，不会发生全反射，一定会进入2区域，则

没有可能实现“关”功能，D错误。故选BC。

10.如图所示为虹和霓形成的简化模型：空中的水滴可简化为球形，太阳光射入后，在水滴内经过若干次

折射和反射后射出，下列说法中正确的是（）

A.光线a、b可能分别为红光和紫光

B.光线c、d可能分别为红光和紫光

C.人看到空中的虹红光在顶端，紫光在底端

D.人看到空中的霓红光在顶端，紫光在底端

【答案】BC

【详解】AC.虹形成的原理如图所示

因为。光折射率大于b光折射率，所以。光的频率大于b光的频率，。光的波长小于b光的波长，所以。光

为紫光，6光为红光，人看到空中的虹红光在顶端，紫光在底端，故A错误，C正确；

BD.同理可知因为d光折射率大于c光折射率，所以d光的频率大于c光的频率，d光的波长小于c光的波

长，所以d光为紫光，c光为红光，人看到空中的霓紫光在顶端，红光在底端。故B正确，D错误。

故选BC。

11.1801年，英国物理学家托马斯•杨完成了著名的双缝干涉实验。如图甲所示为双缝干涉实验的原理图，

单缝S。、屏上的4点均位于双缝H和邑的中垂线上。已知入射光在真空中的波长为4,双缝W和邑到尸点

的距离分别为再、/，若P点是暗条纹的中心，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图上所示变为乙图

下所示，下列说法中正确的是（）

Illi

llllllll

乙

A.若所改变实验条件为由。光换为b光，。光能使某种金属发生光电效应，则b光也能使该金属发生

光电效应

B.所改变实验条件可能为增大双缝S1和S2之间的距离

C.实验时可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹

D.x2-xt=nAO为整数）

【答案】AB

【详解】B.条纹间距公式&=二彳，。为双缝与光屏之间距离，1为双缝之间距离，4为光的波长，条纹

a

间距变窄有以下情况：。变小；d增大;4变小，B正确；

A.若所改变实验条件为由。光换为6光，则4＞儿，则。光频率小于6光频率，6光能量更大，故。光能

使某种金属发生光电效应，b光可以发生光电效应，A正确；

C.白炽灯光发生干涉，不能得到等宽、等亮的干涉条纹，C错误；

夕

D.P为振动抵消点，故尤2-玉=（2〃+1）5（“为整数），D错误。故选AB。

12.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱

体的径向与其底面过。的法线成。角射入。CD为光学传感器，可以探测光的强度，从A8面反射回来的光

强随角。变化的情况如图乙所示.现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中（假设空气中的折

射率与真空相同），用同种激光从光导纤维束端面射入，且光线与EP夹角为乃，如图丙所示。则（）

A.图甲中若减小入射角。，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小

B.该新材料的折射率为近

C.若该激光在真空中波长为九，则射入该新材料后波长变为正X

2

D.若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则6角需满足＜£＜180°

【答案】BCD

【详解】A.图甲中若减小入射角仇则反射角减小，折射角也减小，则和折射光线之间的夹角将变大，选

项A错误；

B.由图乙可知，当入射角大于45。时，反射光线的强度不再变化，可知临界角为C=45。，则该新材料的折

射率为”=二二=0选项B正确；

sinC

c.若该激光在真空中波长为几，则:射入该新材料后波长变为才=上=£=变2选项C正确；

ffnf2

sin（90。一/）

D.若该束激光恰好不从光导纤维束侧面外泄，则尸角需满足解得尸=。°则若该束激光不从

sm（90-C）

光导纤维束侧面外泄0°＜仅＜180。，选项D正确。故选BCD。

第II卷（非选择题共52分）

二、非选择题

13.（8分）某小组开展研究性学习，欲根据光学知识，测量一半圆柱体玻璃砖的折射率。具体步骤如下：

（1）如图甲所示，将白纸固定在水平桌面上，两个量角器作一同心圆。，并标上相应的刻度和度数；

（2）将被测量半圆柱体玻璃砖垂直放在白纸上，圆柱体的圆心和同心圆的圆心对齐，圆柱体直线边与量角

器0刻度线对齐；

（3）用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。

（4）用激光笔发出细束激光，对准圆柱体的圆心沿半径方向入射，分别准确记录入射角i和折射角厂，图甲

中对应的入射角i=和折射角厂=。

（5）改变入射角，再次记下入射角，和折射角厂，根据多次测量数值，作出sinr-sini图像如图乙所示，则

玻璃砖的折射率为"=（结果保留两位有效数字）。

测量值-真实值

（6）根据相对误差的计算式为3=xlOO%,为了减小i、r测量的相对误差，实验中激光在

真实值

O点入射时应使入射角（填“适当大一些”或“尽量小一些”），考虑到入射光在圆柱体的直线边界可能发

生_____现象，故入射角不能（填“太大”或“太小”）。

【答案】30.0°48.0°1.5适当大一些全反射太大

【详解】（4）[1]⑵量角器的分度值为1。，需要估读到分度值的下一位，故示数分别为30.0。、48.0。。

einr（"）9

（5）[3]由光的折射定律可知，折射率〃=学=d=1.5

smz0.6

（3）[4][5]⑹为了减小入射角和折射角测量的相对误差，实验中激光在。点入射时应尽量使入射角适当大

一些，但考虑到入射光在圆柱体的直线边界可能发生全反射现象，故入射角不能太大。

14.（6分）“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.4mm

的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=500mm。然后，接通电源使光源正常工作。

（1）“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1所示。光具座上。、氏c处放置的光学元件依次为（选

填选项前字母）。

凸透镜

光源ab遮光筒像屏

[1

[}

测量头

口1

图1

A.滤光片双缝单缝B.滤光片单缝双缝

C.单缝滤光片双缝D.双缝滤光片单缝

（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中4、8位置时游标卡尺读数如图2中所

示，则

国

---------------MAMB

12cm12cm

।IIi।।I।।।।I।।iI।iiIii।iIiii।IIiiiiii

|If।r|।।ri|।।।]II।।]

I010II010

/位置读数8位置读数

图2

①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为4=mm,在8位置时游标卡尺读数为/=mm,

相邻两条纹间距Ax=mm；

②该单色光的波长2=m（保留两位有效数字）

【答案】B11.115.60.756.0X107

【详解】（1）口]器材从左到右的安装顺序为光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、像屏。故选B。

（2）①⑵分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为％=llmm+lxO」mm=lLlmm

[3]在8位置时游标卡尺读数为/=15mm+6xO.lmm=15.6mm

⑷相邻两条纹间距Ax=衿幺=0.75mm

6

②⑸根据Ax=可得彳=”代入数据可得4=6.0x10-7m

aL

15.（8分）如图，水平地面上放有一边长为R的正方体透明容器（容器壁厚度不计），往容器内装满某种透

明液体，在该正方体下底面的中心处有一点光源S,光自S发出到从正方体的四个侧面（不包括顶面）射出

的过程中，所经历的最长时间”四。已知光在真空中传播的速率为c,不考虑反射光。

C

（1）求这种透明液体的折射率；

（2）若将点光源S移动到正方体的中心，求光能从正方体六个面上射出部分的总面积。

【详解】（1）光自S发出到从正方体的四个侧面（不包括顶面）射出的过程中，所经历的时间最长时，光

恰好在侧面发生全反射，设此时入射角为。，如图甲所示

甲

|_c

则有sine=—则经历最长时间的光在透明液体内传播的路程7_2又因为v=£，L=vt

nL=-n

COS0

联立解得w=0

（2）光恰好在侧面发生全反射时，光路图如图乙所示

由（1）可得6=45°由分析可知，侧面有光射出的部分是半径为四的正方形内切圆S=6x万]£[=皿

16.（8分）雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此

获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。试回答下列问题：

（1）雷达是如何接收电磁波的？

（2）利用雷达可以测出飞机的运动方向和速度。某固定雷达正在跟踪一架匀速飞行的飞机，其每隔固定时

间To发射一短脉冲的电磁波（如图中幅度大的波形），收到的由飞机反射回的电磁波经雷达处理后显示如图

中幅度较小的波形，反射滞后的时间已在图中标出。其中公、T和AT为已知量，光在真空中的传播速度为

以则飞机的运动方向和飞机的速度大小分别为多少？

八八八八八八八八八八

【答案】（1）见解析；（2）远离雷达方向，V=2T+AT

【详解】（1）电磁波在传播时遇到导体会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这就是雷

达接收电磁波的原理。

（2）由屏幕上显示的波形可以看出，反射波滞后于发射波的时间越来越长，说明飞机离信号源的距离越来

越远，飞机向远离雷达方向运动；

从雷达发出第一个电磁波起开始计时，经:被飞机接收，故飞机第一次接收电磁波时与雷达距离西=：c

第二个电磁波从发出至返回，经人AT时间，飞机第二次接收电磁波时与雷达距离9

飞机从接收第一个电磁波到接收第二个电磁波内前进了9-接收第一个电磁波时刻为％=!，接收第二

r+ATAT

个电磁波时刻为12=4+——所以接收第一个和第二个电磁波的时间间隔为加=

ATc

故飞机速度为丫=土』解得v=

27^+AT

17.（10分）研究光的干涉现象原理图如图所示。光源S到双缝号、S2的距离相等，'、S,连线平行于光屏，

。点为1