2022年中考物理真題分項匯編（全國通用）專題16 光學 電磁波 相對論（解析版）

2020-22年三年年山東卷高考匯編

專題16光學電磁波相對論

【考綱定位】

高考命題點考綱要求高考真題

通過實驗，理解光的折射定律，會測量材料的折2022?山東?高考T7

1.光的折射和全射率；知道光的全反射現(xiàn)象及其產生的條件，初2021?山東?高考T15

反射步了解光纖的工作原理、光纖技術在生產生活中2020?山東?高考T3

的應用.2020?山東?高考T9

觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)象

2.光的干涉、衍射2022?山東?高考T10

產生的條件，知道其在生產生活中的應用；知道

和偏振2021?山東?高考T7

光是橫波，會用雙縫干涉實驗測量光的波長.

【知識重現(xiàn)】

一、光的折射定律折射率

1.折射定律

折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入

射角的正弦與折射角的正弦成正比.在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.

(1)定義：光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入射角仇的正弦與折射角a的正弦之比，叫

這種介質的折射率.

(2)定義式：〃=密.不能說〃與sin仇成正比、與sin仇成反比.折射率是由介質本身的光

學性質和光的頻率決定的.

(3)折射率與光速的關系：“=會因為v<c,所以任何介質的折射率都大于1.

二、全反射色散

1.全反射和臨界角

(1)條件：光從光密介質射向光疏介質；入射角大于或等于臨界角.

(2)臨界角：sinC=\,C為折射角等于90。時所對應的入射角.

(3)應用：全反射棱鏡；光導纖維.

2.光的色散

(1)定義：復色光被分解為單色光的現(xiàn)象叫光的色散.

(2)白光的色散說明白光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種單色光組成的復色光.其中

紅光的折射率最小，紫光的折射率最大.

三、光的干涉

1.定義：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域相互加強，出現(xiàn)亮紋，某些區(qū)域相互減弱，出

現(xiàn)暗紋，且加強和減弱的區(qū)域相間，即亮紋和暗紋相間的現(xiàn)象.

2.條件：兩光源發(fā)出的光頻率相同，相位差恒定.

3.雙縫干涉

(1)產生明暗條紋的條件：光屏上某點與兩個狹縫的路程差是光波波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)亮條

紋；與兩個狹縫的路程差是半波長的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋.

(2)條紋的特點：相鄰明條紋(或暗條紋)的間距相等，且心=夕，其中2為波長，d為雙縫間

距，/為雙縫到屏的距離.實驗裝置不變的條件下，紅光的干涉條紋間距最大，紫光的干涉

條紋間距最??；若換用白光，在屏上得到彩色條紋，且中央為白色.

4.薄膜干涉

(1)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)前后兩表面的反射光波相遇而形成的干涉.

(2)圖樣特點：同一條亮(或暗)條紋對應薄膜的厚度相等，單色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成

水平狀的明暗相間的條紋，白光入射時形成彩色條紋.

四、光的衍射

1.光的衍射現(xiàn)象：光在遇到障礙物時，偏離直線傳播方向而照射到陰影區(qū)域的

現(xiàn)象.

2.發(fā)生明顯衍射的條件：當孔或障礙物的尺寸比光波波長小，或者跟光波波長相差不多時，

光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.

3.單縫衍射：中央為亮條紋，向兩側有明暗相間的條紋，但間距和亮度不同.白光衍射時，

中央仍為白光，最靠近中央的是紫光，最遠離中央的是紅光.

4.泊松亮斑：當光照到不透明的小圓板上，在圓板的陰影中心出現(xiàn)亮斑(在陰影外還有不等

間距的明暗相間的圓環(huán)).

5.雙縫干涉與單縫衍射的比較

內容干涉衍射

光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強或減弱的現(xiàn)光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)

現(xiàn)象

象象

無條件；但要觀察到明顯衍射現(xiàn)

條件兩束光頻率相同、相位差恒定象，則需要障礙物或孔的尺寸與

波長差不多或小得多

單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤

典型實驗楊氏雙縫實驗

衍射)

圖①條紋寬度相等；①條紋寬度不等，中央最寬；

樣不同②各相鄰條紋等間距；②各相鄰條紋間距不等；

特③清晰條紋，亮度基本相等③中央條紋最亮，兩邊變暗

點相同干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋

注意：(1)白光發(fā)生光的干涉、衍射和色散都可出現(xiàn)彩色條紋，但光學本質不同.

(2)區(qū)分干涉和衍射，關鍵是理解其本質，實際應用中可從條紋寬度、條紋間距、亮度等方

面加以區(qū)分.

五、光的偏振

1.偏振光：在與光的傳播方向垂直的平面內，只沿著某個特定方向振動的光叫做偏振光，

如自然光通過偏振片后即為偏振光.

2.偏振光的理論意義和應用

(1)理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波，

光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波.

(2)應用：照相機鏡頭、立體電影、消除車燈眩光，等等.

六、電磁場和電磁波

I.電磁場和電磁波的產生

（1）麥克斯韋電磁場理論的要點

.______,（均勻變化的磁場產生恒定甩場）

’變化的］/.

磁場產卜非均勻變化的磁場產生變化的電場）

---------1（周期性變化的磁場產生同頻率周期性變化的電場

麥克斯

韋電磁

場理論

（變化的電場產生變化的磁場）

磁

（周期性變化的電場產生同頻率周期性變化的磁場）

（2）電磁場和電磁波：變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即

為電磁場.電磁場由近及遠的傳播就形成了電磁波.

2.電磁波的傳播

電磁波是橫波，其傳播不需要介質.傳播速度、頻率和波長的關系為v=44在真空中的傳播

速度為3.0xl（）8m/s.

3.電磁波的發(fā)射和接收

⑴發(fā)射

①發(fā)射條件：足夠高的振蕩頻率；電磁場必須分散到盡可能大的空間.

②調制：把要傳送的信號加到高頻電磁波上，使電磁波隨信號而改變.調制可分為調頻和調

幅，如圖所示.

調頻調幅

⑵接收

①電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相同時，激起的振蕩電流最強,

這就是電諧振現(xiàn)象.

②調諧:使接收電路產生電諧振的過程叫調諧.能夠調諧的接收電路叫調諧電路.如圖所示.

調諧電路

③檢波：從接收到的高頻振蕩電流中“檢”出所攜帶的信號，叫檢波.檢波是調制的逆過程,

因此也叫解調.

4.電磁波譜

電磁波譜特性應用遞變規(guī)律

無線電波波動性強，易發(fā)生衍射無線電技術波

紅外線熱效應紅外線遙感長

可見光引起視覺照明、攝影減

化學效應、熒光效應、小

紫外線醫(yī)用消毒、防偽

能殺菌頻

X射線貫穿性強檢查、醫(yī)用透視率

增

Y射線貫穿本領最強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療?大

七、相對論

1.狹義相對論的兩個基本假設

(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的.

(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的.

2.相對論中五個公式

名稱公式理解

時間間隔的

△t=/M與運動物體相對靜止的觀察者經歷時間Ar,

相對性2

MY地面上的觀察者看到運動物體經歷時間A/

(時鐘變慢)

長度的相對

/l-(?2

沿長度方向運動的物體，觀察到其長度為/

性（長度縮短）

恤

相對論質量m—

’1-《)2運動時的質量為m,靜止時的質量為nto

（質量變大）N

相對論速度ur+v車對地的速度為車上人以沿車前進方

u—V,M

1+詈

變換公式向相對車運動，人對地速度為，，

質能方程E=me2,bE=NmA△in為質量虧損

【真題匯編】

1.（2022?山東?高考真題）柱狀光學器件橫截面如圖所示，。尸右側是以。為圓心、半徑為

R的:圓，左則是直角梯形，長為R,4C與C。夾角45。，AC中點為瓦。、6兩種頻

4

率的細激光束，垂直A3面入射，器件介質對a,6光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的

入射方向不變，入射點從4向8移動過程中，能在R0面全反射后，從面射出的光是（不

考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有。光B.僅有匕光C.a、匕光都可以D.a、6光都不可以

【答案】A

【解析】

當兩種頻率的細激光束從A點垂直于A8面入射時，激光沿直線傳播到。點，經第一次反

射沿半徑方向直線傳播出去。

保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO

面經反射向尸河面?zhèn)鞑ィ鶕?jù)圖像可知，入射點從4向B移動過程中，光線傳播到尸例面

的入射角逐漸增大。

當入射點為8點時，根據(jù)光的反射定律及幾何關系可知，光線傳播到面的P點，此時

光線在尸M面上的入射角最大，設為山幾何關系得

兩種頻率的細激光束的全反射的臨界角關系為

C,,<45<Ch

故在入射光從A向8移動過程中，。光能在面全反射后，從OM面射出；〃光不能在

面發(fā)生全反射，故僅有。光。A正確，BCD錯誤。

故選A?

2.（2022?山東?高考真題）某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫就，

邑的寬度可調，狹縫到屏的距離為心同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了

圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫"、邑到屏上尸點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一

定是暗條紋

【答案】ACD

【解析】

A.由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，

同時也發(fā)生衍射，故A正確；

B.狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射

現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；

C.根據(jù)條紋間距公式小=芻/1可知照射兩條狹縫時，增加，其他條件不變，圖乙中相鄰

a

暗條紋的中心間距增大，故C正確；

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫R、S?到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一

定是暗條紋，故D正確。

故選ACD?

3.（2021.山東?高考真題）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間

的干涉條紋。下列關于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是（）

c.D.

OxOx

【答案】D

【解析】

用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，從透明薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，

發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射

光疊加后形成的，其光程差為透明薄膜厚度的2倍，當光程差4x=nA時此處表現(xiàn)為亮條紋，

即當薄膜的厚度

a=n—

2

時對應的條紋為亮條紋，在題目的干涉條紋中，從左向右條紋的間距逐漸增大，結合干涉條

紋公式對應的厚度公式可知從左向右薄膜厚度的變化率逐漸減小。

故選D。

4.（2021?山東?高考真題）超強超短光脈沖產生方法曾獲諾貝爾物理學獎，其中用到的一種

脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為一細

束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側面入射，經過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經過后兩個

棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間

的距離d=100.0mm,脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們在棱鏡中的折射率分別為，&

和〃一昱。取sin37°=』，cos370=-,-i=1.8900

45577

（1）為使兩種頻率的光都能從左側第一個棱鏡斜面射出，求e的取值范圍；

（2）若〃=37。，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差刈（保留3

位有效數(shù)字）。

【答案】（1）0<6><45°（或6<45。）；（2）AL=14.4mm

【解析】

（1）由幾何關系可得，光線在第一個三梭鏡右側斜面上的入射角等于0,要使得兩種頻率

的光都從左側第一個棱鏡斜面射出，則e需要比兩種頻率光線的全反射角都小，設c是全反

射的臨界角，根據(jù)折射定律得

sinC=1①

n

折射率越大，臨界角越小，代入較大的折射率得

心=45。②

所以頂角。的范圍為

0<6?<45°（或<9<45°）③

（2）脈沖激光從第一個三棱鏡右側斜面射出時發(fā)生折射，設折射角分別為必和由折射

定律得

，『皿④

1sin?

壬⑤

設兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為。和右，則

4-⑥

cos

4=⑦

cosa2

AL=2（Z1-/2）@

聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得

AL=14.4mm（9）

5.（2020?山東?高考真題）雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到吊、S2的距離相

等，。點為吊、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為;I的光，經吊出射后垂

直穿過玻璃片傳播到。點，經S2出射后直接傳播到。點，由Si到。點與由S2到。點，光

傳播的時間差為加。玻璃片厚度為104,玻璃對該波長光的折射率為1.5,空氣中光速為c,

不計光在玻璃片內的反射。以下判斷正確的是（）

,7玻璃片

【答案】A

【解析】

光在玻璃中的傳播速度為

可知時間差

故選Ao

6.（2020.山東?高考真題）截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。OE為嵌在三棱鏡

內部緊貼面的線狀單色可見光光源，CE與三棱鏡的ABC面垂直，。位于線段BC

的中點。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對該單色光的折射率為血，只考慮由。E

直接射向側面A4CC的光線。下列說法正確的是（）

D

圖甲

A.光從4TCC面出射的區(qū)域占該側面總面積的g

B.光從AA'CC面出射的區(qū)域占該側面總面積的;

C.若力E發(fā)出的單色光頻率變小，44CC面有光出射的區(qū)域面積將增大

D.若。E發(fā)出的單色光頻率變小，A4CC面有光出射的區(qū)域面積將減小

【答案】AC

【解析】

AB.由題可知

sinC=^=

&

可知臨界角為45。，因此從D點發(fā)出的光，豎直向上從M點射出的光線恰好是出射光線的

邊緣，同時C點也恰好是出射光線的邊緣，如圖所示，因此光線只能從段射出，根據(jù)

幾何關系可知，M恰好為AC的中點，因此在平面上有一半的面積有光線射出，A

正確，B錯誤；

C.由于頻率越高，折射率越大，當光源發(fā)出的光的頻率變小，，折射率也會變小，導致臨

界角會增大，這時M點上方也會有光線出射，因此出射光線區(qū)域的面積將增大，C正確，D

錯誤。

故選AC,

【突破練習】

1.（2022.山東濰坊?高三階段練習）我們有時候可以觀察到太陽周圍的明亮光暈圈，如圖1

所示。這種光學現(xiàn)象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產生的。為了理解光暈現(xiàn)象，我

們將問題簡化為二維。如圖3為一束紫光在冰晶上4點入射后的折射光線，仇表示冰晶上

的入射角，仇表示為經過第一界面的折射角，劭表示為光線離開晶體的折射角，以及"表

示為入射和出射光線之間的偏轉角。假設冰晶可以在二維上看成一個正六邊形且不考慮其他

的反射、折射。則以下說法中正確的是（）

圖1：太陽周圍的光量圖2:暈圈的形成圖3:由冰晶折射的光

A.在冰晶內紅光的波長比紫光短

B.若圖3中紫光滿足4=珞=60。，則可知冰晶對該光折射率“=6

C.對于從，點以相同入射角入射的光線，紅光的偏轉角比紫光的偏轉角如大

D.光暈內側為藍色，外側為紅色

【答案】BD

【解析】

A.根據(jù)

c

n=-

v

丫=4/

可得

?/

由于紅光的折射率小于紫光的折射率，紅光的頻率小于紫光的頻率，則紅光的波長大于紫光

的波長，故A錯誤；

B.圖3中紫光滿足

a=%=60°

根據(jù)幾何關系可知

02=30°

則折射率為

sin4

n=------L

sin02

代入數(shù)據(jù)解得

n=y/3

故B正確；

C.紅光的折射率小了紫光的折射率，則紅光的偏轉角劭比紫光的偏轉角力小，故C錯誤；

D.由于藍光的折射率大于紅光的折射率，因此偏折角大，故內側為藍光，外側為紅色，故

D正確；

故選BD。

2.（2022?山東德州?高三期末）1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結果（稱洛

埃鏡實驗）.某實驗小組重做該實驗，如圖所示，水平放置的平面鏡左側有一與紙面垂

直的縫光源S,S僅發(fā)出單一頻率的光，平面鏡右側固定有豎直放置的光屏，平面鏡所在水

平線與光屏的交點為P,對光屏上呈現(xiàn)的干涉圖樣以下說法正確的是（）

、

、

、

、

、

、

、

￥、

7/////為

M//

、

、

、

、

、

、

A.光屏上呈現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋

B.光屏上呈現(xiàn)的條紋關于P點上下對稱

C.若將縫光源S水平向右移動一小段距離，光屏上的條紋間距將變大

D.若將縫光源S豎直向下移動一小段距離，光屏上的條紋間距將變大

【答案】AD

【解析】

A.光源發(fā)出直接到屏上的光和被平面鏡反射到屏上的光是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看成雙

縫干涉，故光屏上出現(xiàn)與平面鏡平行的明暗相間的條紋，故A正確；

B.在P點下方沒有反射光線照射，故不會有干涉條紋，故B錯誤；

C.光源到屏的距離可以看成雙縫到屏的距離乙，光源S到平面鏡中虛像的間距看成雙縫的

間距d,根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式

Ax=-A

d

將縫光源S水平向右移動一小段距離，則L變小，故光屏上的條紋間距將變小，故C錯誤：

D.光源到屏的距離可以看成雙縫到屏的距離光源S到平面鏡中虛像的間距看成雙縫的

間距d,根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式

Ax二-A

d

若將縫光源S豎直向下移動一小段距離，則"變小，故光屏上的條紋間距將變大，故D正

確。

故選ADo

3.（2022?山東?聊城二中高三開學考試）對于下列四幅圖，以下說法正確的是（）

?

T

A.圖甲是一束復色光進入水珠后傳播的示意圖，其中4光束在水珠中傳播的速度一定小于

b光束在水珠中傳播的速度

B.圖乙是一束單色光進入足夠長的平行玻璃磚后傳播的示意圖，無論入射角i增大到多少，

都一定有光線從用'面射出

C.圖丙中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動緩慢轉動N時，光屏P上的光亮

度將明、暗交替變化，此現(xiàn)象表明光是橫波

D.圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測

的平面在此處是凸起的

【答案】BC

【解析】

A.根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關系

n=-

v

可知，折射率越大，傳播速度越小，從題圖甲中可以看出，b光線在水珠中偏折程度大，即

b的折射率大于。的折射率，則a在水珠中的傳播速度大于。在水珠中的傳播速度，故A錯

、口

陜；

B.當入射角i逐漸增大時，折射角逐漸增大，但折射角始終小于臨界角，根據(jù)幾何知識可

知，光在玻璃磚內的入射角不可能大于臨界角，不論入射角i如何增大，玻璃磚中的光線不

會發(fā)生全反射，故肯定有光線從歷'面射出，故B正確；

C.只有橫波才能產生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故C正確；

D.由于不知道被檢測工件表面的放置方向，故不能判斷此處是凸起還是凹陷的，故D錯誤。

故選BC?

4.(2022.山東?二模)如圖所示，等邊三角形A8c是某三棱鏡的橫截面，位于橫截面所在平

面內的一束紅光由。點垂直于AC邊射入，從BC邊射出。已知該三棱鏡對紅光的折射率為

6，AB=16cm,0A=4cm,真空中光速c=3xl08m則()

A.紅光在該三棱鏡中的傳播速度為36X108mzs

B.紅光由0點射入至從8c邊射出所用的時間為8xl0'°s

C.紫光在該三棱鏡中的傳播速度大于紅光在該三棱鏡中的傳播速度

D.紫光在該三棱鏡中的波長小于紅光在該三棱鏡中的波長

【答案】BD

【解析】

A.紅光在該三棱鏡中的傳播速度

v=—=A/3xl08m/s

n

故A錯誤；

B.根據(jù)

.「1百

sinC=—<——

n2

可知紅光的臨界角C<60。，紅光在A8邊發(fā)生了全反射，光垂直于BC邊射出棱鏡，紅光由

O點射入至從8c邊射出所用的時間為

:立3=8x1。%

V

故B正確；

C.紫光的頻率大于紅光的頻率，該三棱鏡對紫光的折射率大于對紅光的折射率，可知紫光

在該三棱鏡中的傳播速度小于紅光在該三棱鏡中的傳播速度，故C錯誤；

D.由

A=上=旦=工

ffnf

可知，紫光在該三棱鏡中的波長小于紅光在該三棱鏡中的波長，故D正確。

故選BDo

5.（2021.山東青島.高三期末）雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到，、S2的距

離相等，。點為Si、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出波長為入的光，經Si、S2出

射后直接傳播到O點,在光屏上可觀察到干涉條紋?，F(xiàn)在S,處放置一厚度為10入的玻璃片，

經Si出射的光垂直穿過玻璃片傳播到O點，玻璃對該波長光的折射率為1.5,空氣中光速為

c,不計光在玻璃片內的反射。下列說法正確的是（)

B.O點處的條紋是暗條紋

C.。點處的條紋寬度不變

D.O點處的條紋寬度變小

【答案】AC

【解析】

AB.放入玻璃片之后，［11T-

。=盯

而

C

n=-

v

可知玻璃片內的波長變?yōu)?/p>

z=—

1.5

S2到。點的光程差

A/=--102=52

尤

因此。點仍然為亮紋，A正確，B錯誤;

CD.根據(jù)

Ax=-A

d

光通過玻璃片之后，波長又恢復原長，可知條紋間距不變，C正確，D錯誤。

故選AC。

6.（2021?山東,高三專題練習）如圖5）所示為單縫衍射示意圖，圖S）為甲、乙兩束單色光分

別通過同一裝置形成的單縫衍射圖樣，下列說法正確的是（）

色

單光

A.在同種均勻介質中，甲光的波長較長

B.在同種均勻介質中，甲光的傳播速度更大

C.用同一裝置做雙縫干涉實驗時，在同一光屏上乙光的亮條紋總數(shù)更多

D.當兩束單色光從某種介質以相同入射角射向空氣時，有可能乙光不發(fā)生全反射而甲光發(fā)

生全反射

【答案】ABC

【解析】

A.經過同一單縫，波長越長的光產生的衍射圖樣中央亮紋越寬，條紋間隔越大，由題圖知

甲光的中央亮紋寬，則甲光的波長較長，故A正確；

B.依據(jù)f=三可知，甲光的頻率較小，則甲光的折射率較小，根據(jù)v=￡知，在同種均勻介

Xn

質中甲光的傳播速度比乙光的大，故BiE確；

C.由6=4/1可知，甲光的干涉條紋間距大，則在同一光屏上亮條紋的條數(shù)少，乙光的亮條

紋總數(shù)更多，故C正確；

D.甲光的折射率較小，山sinC=1可知甲光的全反射臨界角較大，不容易發(fā)生全反射，故

n

D錯誤。

故選ABC。

7.（2022?山東師范大學附中模擬預測）如圖所示為雙縫干涉部分示意圖，雙縫間距為乩雙

縫至屏的距離為/，整個裝置處于折射率為"的均勻透明介質中。若單色光在真空中波長為2,

則相鄰條紋間距紂為（）

A.-AB.—2C.—2D.—A

ddndd

【答案】c

【解析】

設單色光在透明介質中的波長為，，山

n=-c=—2—/

v"

可得

,,A

X=一

n

根據(jù)公式Ay=上可得

a

A12

Av=——x

-nd

故C正確，ABD錯誤。

故選Co

8.（2022?山東?煙臺二中模擬預測）雨后彩虹是一種光學現(xiàn)象。當陽光照射到半空中的雨滴

時，光線被折射及反射，在天空形成拱形的七彩光譜。設雨滴是球形的，圖中的圓代表雨滴

過球心的截面，入射光線在此截面內，6代表兩條不同顏色的出射光線，則下列說法正

確的是（）

A.8光的頻率大于。光的頻率

B.在同種介質中，”光傳播速度大于b光傳播速度

C.通過相同的單縫，〃光的衍射現(xiàn)象比“光更明顯

D.a,〃光通過同一雙縫干涉裝置，則屏上a光的條紋間距比方光寬

【答案】C

【解析】

AC.畫出光路圖，分析可知，光線第一次折射時，人光的折射角較大，而入射角相等，根

據(jù)折射率公式

n=—si——nz

sinr

得知，光線a的折射率較大，光線b的折射率較小，則光線b的頻率較小，波長較長，則光

線b更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，A錯誤，C正確；

B.由公式

一

n

可知，〃光在雨滴中的傳播速度較大，B錯誤；

D.根據(jù)

A,x=-LZ,

d

雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，因為光線。在真空中的波長較長，所以。光形成的干涉

條紋的間距較大，D錯誤。

故選Co

9.（2022.山東?勝利一中模擬預測）如圖所示，物理課本選修3-4放在水平桌面上。一橫截

面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡放在書本上，書本與棱鏡間有很薄的空氣層。整個側面

see4上有一面光源，現(xiàn)只考慮面光源直接投射到棱鏡底面上的光線，發(fā)現(xiàn)書本被此光線

照亮部分面積與底面ACGA的面積之比為人=）。則玻璃的折射率最接近（）

O

【答案】D

【解析】

由題意，光源射到三棱鏡底面上的D點所在的平行于AA＞的水平線為能射出底面的邊緣臨

界光線，作出橫截面光路圖如圖，設8。與底血法線夾角為仇設AB邊長為L,則A。長度

為回，由正弦定理可得

sin（90。+6）_sin[l80。一（90。+6）-45。]

L-V2L

解得

2

sm6n'=—

V13

，即為光從棱鏡到空氣的臨界角C,根據(jù)全反射規(guī)律

sinCsin02

故選D。

10.（2022?山東?模擬預測）如圖所示，把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方

垂直玻璃射入，從上往下看凸透鏡，明暗相間的條紋分布是（）

A.B.

Himmin

【答案】B

【解析】

凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個厚度均勻變化的圓尖劈形空氣薄膜，當單色光垂直

射向平凸透鏡時，從尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產生干涉。同一半徑

的圓環(huán)處空氣膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉圖樣呈圓環(huán)狀。并且可

以觀察到這些同心圓環(huán)分布是中間疏、邊緣密，圓心在接觸點。

故選Bo

11.（2022?山東荷澤?二模）用同一雙縫干涉實驗裝置做甲、乙兩種光的雙縫干涉實驗，雙縫

到光屏的距離不變，獲得的干涉條紋如圖甲、乙所示。下列判斷正確的是（）

III1111

甲乙

A.相同情況下，乙光比甲光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

B.若甲乙兩種光平行照射到同一平行玻璃磚，從玻璃磚射出時乙光的橫向側移量更小

C.若甲光能使基態(tài)氫原子向高能級躍遷，則乙光一定能使基態(tài)氫原子向高能級躍遷

D.若甲光能使某種金屬發(fā)生光電效應，則乙光一定能使這種金屬發(fā)生光電效應

【答案】D

【解析】

根據(jù).=《彳可知甲光的波長大于乙光的波長'甲光的頻率.小，光子能量小’甲光的折射率

小

A.相同情況下，甲光比乙光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A錯誤：

B.若甲乙兩種光平行照射到同一平行玻璃磚，從玻璃磚射出時甲光的橫向側移量更小，故

B錯誤；

C.只有光子能量等于能級之間的能量差才能被氫原子吸收發(fā)生躍遷，若甲光能使基態(tài)氫原

子向高能級躍遷，則乙光不一定能使基態(tài)氫原子向高能級躍遷，故C錯誤；

D.若甲光能使某種金屬發(fā)生光電效應，則乙光一定能使這種金屬發(fā)生光電效應，故D正確。

故選D。

12.（2022?山東棗莊?二模）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間

的干涉條紋。下列關于該區(qū)域薄膜厚度”隨坐標x的變化圖像，可能正確的是（）

【答案】A

【解析】

從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為

△x=2d

即光程差為薄膜厚度的2倍，當光程差△.、=加時此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的

薄膜的厚度差為3九在圖中相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，則薄膜層的厚度之

間變小，因條紋寬度先是保持不變，然后突變變寬，再保持不變，則厚度先以較大斜率均勻

減小，然后突變再以較小的斜率均勻減小。

故選Ao

13.（2022?山東?高三階段練習）如圖所示，一玻璃球體的半徑為R,。為球心，AB為直徑，

在球的左側有一豎直接收屏在A點與玻璃球相切。自B點發(fā)出的光線在M點射出玻璃

球，出射光線平行于AB,照射在接收屏上的。點。另一光線8N恰好在N點發(fā)生全反射。

已知NA8例=30。，光在真空中傳播的速度為c,下列說法正確的是（）

A.光在此玻璃球體發(fā)生全反射的臨界角不可能大于45°

B.光由8傳到。點所需時間為?

C.N點到AB的豎直距離為漢17;

3

D.若B點處光源為紅光，將其換為綠光光源，則圓弧上恰好發(fā)生全反射的N點向右移動

【答案】AC

【解析】

A.已知NA8M=30。，由幾何關系知光線8”在M點的入射角

a=30。

折射角

尸=60。

則玻璃的折射率為

_sin/7_sin60°_6

sinasin30°

臨界角

.「173.72

smC=—=——<——

n32

所以

C<45°

故A正確:

B.光在玻璃中傳播速度

n

光由B傳到”的時間

_BM2Rcos30°_3R

ll————

v￡cc

n

光由例傳到。的時間

MQ7?-7?sin30°R

t，===c

■cc2c

則光由8傳到Q點所需時間為

7R

+-五

故B錯誤;

c.由題意知臨界角為

C=Z.ONB

則

sinC=—=——，cosC=——

n33

故N點到A8的豎直距離

JCD廣,62>/2

d=2KCOSCxsinC=------R

3

故C正確：

D.若該8點處光源為紅光，將其替換為綠光光源，折射率變大，由sinC="!?知臨界角變小,

n

則圓弧上恰好全反射的N點向左移動，故D錯誤。

故選ACo

14.（2022?山東?夏津縣雙語中學高三階段練習）單鏡頭反光相機簡稱單反相機，它用一塊放

置在鏡頭與感光部件之間的透明平面鏡把來自鏡頭的圖像投射到對焦屏上。對焦屏上的圖像

通過五棱鏡的反射進入人眼中?如圖所示為單反照相機取景器的示意圖，A8CDE為五棱鏡

的一個截面，ABVBC,光線垂直AB射入，分別在和EA上發(fā)生全反射，且兩次全反射

的入射角相等，最后光線垂直8c射出。下列說法正確的是（）

D

B.NA4E和N3CQ不相等

c.該五棱鏡折射率的最小值是

sin22.5°

D,該五棱鏡折射率的最小值是夜

【答案】C

【解析】

根據(jù)光路圖和反射定律可知

46=90°

得

0=22.5°

山四邊形內角和為360。和角度關系可得

NBCD=NBAE=90。+6=112.5。

故AB錯誤；

CD.光線在C。和AE界面上恰好發(fā)生全反射時，對應著五棱鏡折射率的最小值名,則

1

sin。

解得

1

0sin=2-2-.-5--°------

故C正確，D錯誤。

故選C。

15.（2022?山東?泰安一中一模）a、。兩種單色光用同一雙縫干涉裝置在空氣中實驗得到的

干涉圖像分別如圖甲、乙所示，則下列說法正確的是（）

IIIIIHIIIIIIIIIH

甲乙

A.在水中，單色光a比單色光人傳播速度大

B.從水中斜射進入空氣，單色光a比單色光人全反射臨界角大

C.將原雙縫干涉實驗裝置放入水中做實驗，得到的干涉圖樣條紋間距變大

D.將原雙縫干涉實驗裝置放入水中做實驗，適當調小雙縫間距，可使干涉圖樣