2025版高考物理二轮学法讲义11-光学与电磁波

学习资料学生姓名：科目：物理审核人：内容：光学电磁波高考题型1光的折射与全反射1．常用的三个公式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n，n＝eq\f(c,v)，sinC＝eq\f(1,n).2．折射率的理解(1)折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关．(2)光密介质指折射率大的介质，而不是指密度大的介质．(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．3．求解光的折射和全反射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系．(3)利用折射定律等公式求解． (4)注意折射现象中光路的可逆性．例1某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为() A．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.8例2半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，与直径AB垂直的足够大的光屏CD紧靠住玻璃砖的左侧，OO′与AB垂直．一细光束沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(eq\r(3)＋1)R，求：(1)此玻璃的折射率；(2)当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个．

高考题型2光的干涉与衍射双缝干涉单缝衍射产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或狭缝的尺寸足够小(明显衍射)图样不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗与光的偏振的区别干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波例3以下现象不属于干涉的是() A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样 C．白光经过三棱镜得到彩色图样 D．白光照射水面油膜呈现彩色图样例4某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是() A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小 B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小 C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大 D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大例5铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()...高考题型3电磁波1．电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．2．电磁波传播不需要介质，在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关．例6下列关于电磁波的说法中不正确的是() A．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 B．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机 C．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究 D．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征例7如图所示，我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是() A．米波的频率比厘米波的频率高 B．和机械波一样需靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象高考题型4几何光学与物理光学的综合应用项目频率波长折射率衰减速度穿透力波动性粒子性光子能量红→紫越来越高越来越短越来越大越来越快越来越强越来越弱越来越强越来越大

例8夏日雨后，我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹．从物理学角度看，彩虹是太阳光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b代表两种不同频率的单色光，则() A．a光的频率大于b光的频率 B．在同种介质中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．a光和b光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光 D．分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中a光相邻两个亮条纹中心的距离小于b光相邻两个亮条纹中心的距离针对练习：1．利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像(图甲)，其中有一种“彩虹”雪花，中间部分有一个夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹(图乙)，这是由于() A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．小孔成像2.如图所示，有三块等腰直角三角形的透明材料(图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一个长方形．从A点垂直于底边射入的单色光在B处发生全反射，在C、D处连续发生两次折射后射出．若该单色光在三块材料中的传播速度依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是() A．v2>v1>v3 B．v3>v1>v2 C．v3>v2>v1 D．v1>v2>v33.如图所示光导纤维的长度为L，对某种频率的光的折射率为n，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为() A.eq\f(n2L,c) B.eq\f(nL,c) C.eq\f(L,nc) D.eq\f(L,n2c)4.由某种新型材料做成的某个光学元件，其中一个截面是半径为R的半圆形，PQ为半圆的直径，O为该柱形截面的圆心，如图所示．一激光器发出的光以与直径PQ成45°角的方向射入元件内，入射点沿PQ由下向上移动，当移动到B点时，光线恰好从元件的中点E射出，继续上移到位置D(图中未标出)时光线恰好不能从圆弧面射出(不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光)．已知该新型材料的折射率n＝eq\r(2)，光在真空中的传播速度为c.求：(1)由B点射入的光线在元件内传播的时间；(2)D点与O的距离．

专题强化练1．小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化，下列说法能够解释这一现象的是() A．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用 B．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用 C．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用 D．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用2．如图所示，双缝干涉实验中利用相同的实验装置，分别得到了甲、乙两种色光的干涉图样下列关于甲、乙光的说法正确的是() A．甲光光子的动量大于乙光光子的动量 B．甲光光子的能量大于乙光光子的能量 C．同种介质对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D．甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度3．第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、大规模设备连接等．与4G相比，5G使用的电磁波频率更高．下列说法中不正确的是() A．5G和4G使用的电磁波都是横波 B．5G和4G使用的电磁波在真空中的传播速度相同 C．5G和4G使用的电磁波都可以发生干涉和衍射现象 D．在真空中5G使用的电磁波波长比4G的长4．如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的() A．① B．② C．③ D．④5．如图，光导纤维由内芯和外套两部分组成，内芯折射率比外套的大，光在光导纤维中传播时，光在内芯和外套的界面上发生全反射．假设外套为空气，一束红光由光导纤维的一端射入内芯，红光在内芯与空气的界面上恰好发生全反射，经时间t1从另一端射出；另让一束绿光也从光导纤维的一端射入，绿光在内芯与空气的界面上也恰好发生全反射，经时间t2从另一端射出．下列说法正确的是() A．内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为eq\r(\f(t1,t2)) B．内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为eq\f(t1,t2) C．红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比为eq\r(\f(t1,t2)) D．红光在内芯中的传播速度v1与绿光在内芯中的传播速度v2之比为eq\f(t2,t1)

6.如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是() A．条纹方向与AB边平行 B．条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹间距越大 C．减小薄片的厚度，条纹间距变小 D．将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小7.如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是() A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度 B．a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更容易发生明显衍射 C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光 D．用a、b两束光分别照射到同一金属表面，b光更容易使金属发生光电效应8．一种“光开关”的“核心区”如图虚框区域所示，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介质以实现开关功能．单色光a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a的折射率为1.5，下列说法正确的是() A．单色光a在棱镜中的波长是在真空中波长的1.5倍 B．若不充入介质，则实现“开”功能 C．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，有可能实现“开”功能 D．若充入的介质相对棱镜是光密介质，有可能实现“关”功能9．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示．图丙是由这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R、高为2R的长方体，一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成37°角射入透明体．已知光在真空中的传播速度为c，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是() A．该透明材料的临界角为37° B．该透明材料的折射率为1.5 C．光在透明体中传播的路程为10R D．光在透明体中传播的时间为eq\f(55R,4c)

10．如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O点，经折射后在水槽底部形成一光斑P.已知入射角α＝53°，水对激光的折射率n＝eq\f(4,3)，真空中光速c＝3.0×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.(1)求激光在水中传播的速度大小v；(2)打开出水口放水，求水放出过程中光斑P移动的距离x与水面下降距离h