2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)講義：光學(xué)與電磁波

學(xué)習(xí)資料

學(xué)生姓名：科目：物理審核人：_______________

內(nèi)容：

光學(xué)電磁波

高考題型1光的折射與全反射

1.常用的三個公式：血負(fù)=〃，〃=C,sinC=l

sinO-ivn

2.折射率的理解

(1)折射率與介質(zhì)和光的頻率有關(guān)，與入射角的大小無關(guān).

(2)光密介質(zhì)指折射率大的介質(zhì)，而不是指密度大的介質(zhì).

(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小.

3.求解光的折射和全反射問題的思路

(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線.(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系.

(3)利用折射定律等公式求解.(4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性.

例1某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于NC面

射入，可以看到光束從圓弧面/8C出射，沿NC方向緩慢平移該磚，在如圖

所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為()

A.1.2B.1.4C.1.6D.1.8

例2半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，。點為圓心，與直徑A8垂直的足夠大的光屏CD

緊靠住玻璃磚的左側(cè)，00'與48垂直.一細(xì)光束沿半徑方向與。成。=30。角射向。點，光屏CO區(qū)域

出現(xiàn)兩個光斑，兩光斑間的距離為(3+1)尺，求:

(1)此玻璃的折射率；

(2)當(dāng)0變?yōu)槎啻髸r，兩光斑恰好變?yōu)橐粋€.

高考題型2光的干涉與衍射

雙縫干涉單縫衍射

產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或狹縫的尺寸足夠小（明顯衍射）

條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬

圖樣

條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等

不同點

亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗

與光的偏振的區(qū)別干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波

例3以下現(xiàn)象不屬于干涉的是（）

A.白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣

C.白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣D.白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣

例4某同學(xué)用紅光做實驗，拍攝到屏上亮條紋的照片如圖甲、

乙所示，則該同學(xué)做的是（）

甲

A.單縫衍射實驗，甲圖中單縫的寬度小B.單縫衍射實驗，乙圖中單縫的寬度小

C.雙縫干涉實驗，甲圖中雙縫到屏的距離大D.雙縫干涉實驗，乙圖中雙縫到屏的距離大

例5鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜

上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩

個面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）...

高考題型3電磁波

1.電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長的大小順序把它們排列成譜叫作電磁波譜.按波長由長到短排列的

電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線.

2.電磁波傳播不需要介質(zhì)，在介質(zhì)中傳播時速度與介質(zhì)材料和電磁波頻率有關(guān).

例6下列關(guān)于電磁波的說法中不正確的是（）

A.微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應(yīng)

B.常用的電視機遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號來遙控電視機

C.天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡接收天體輻射的無線電波進(jìn)行天體物理研究

D.遙感技術(shù)中利用了紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征

例7如圖所示，我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機的克星，它標(biāo)志

著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1?10m范圍內(nèi)，

則對該無線電波的判斷正確的是（）

A.米波的頻率比厘米波的頻率高B.和機械波一樣需靠介質(zhì)傳播

C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

高考題型4幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用

項目頻率波長折射率衰減速度穿透力波動性粒子性光子能量

紅一紫越來越高越來越短越來越大越來越快越來越強越來越弱越來越強越來越大

例8夏日雨后，我們經(jīng)常會看到天空中出現(xiàn)美麗的彩虹.從物理學(xué)角度看，彩

虹是太陽光以一定的角度照射在雨滴上經(jīng)過兩次折射和一次反射形成的.如圖是

彩虹成因的簡化示意圖，其中。、6代表兩種不同頻率的單色光，貝!］（）I

A.。光的頻率大于6光的頻率/

B.在同種介質(zhì)中，。光的傳播速度小于b光的傳播速度叱》一/

C.。光和b光以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是。光

D.分別用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實驗，在干涉圖樣中。光相鄰兩個亮條紋中心的距離小于b光相鄰兩

個亮條紋中心的距離

針對練習(xí)：

1.利用微距相機可以拍攝到形狀各異的雪花圖像（圖甲），其中有一種“彩

虹”雪花，中間部分有一個夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋（圖乙），這是

由于（）

A.光的干涉B.光的衍射C.光的偏振D.小孔成像

2.如圖所示，有三塊等腰直角三角形的透明材料（圖中的I、II、III）恰好拼成一個

長方形.從/點垂直于底邊射入的單色光在3處發(fā)生全反射，在C、。處連續(xù)發(fā)

生兩次折射后射出.若該單色光在三塊材料中的傳播速度依次為。1、。2、。3,下

列關(guān)系式中正確的是（）

A.V2>V\>V3B.V3>V\>V2C.V3>V2>V\D.V\>V?>V3

3.如圖所示光導(dǎo)纖維的長度為乙對某種頻率的光的折射率為"，若有各種入射方向的該頻率的光照射到此

光導(dǎo)纖維一端的橫截面上，認(rèn)為自另一端射出的光在此光導(dǎo)纖維傳播的過程中都發(fā)生全反射，已知光在真

空中的傳播速度為c,自另一端射出的光在此光導(dǎo)纖維中的最長傳播時間為（）

kLT

r^L?nLL?LT

AA.----B.——Cr.-D.-rr.

4.由某種新型材料做成的某個光學(xué)元件，其中一個截面是半徑為R的半圓形，為半圓的直徑，。為該柱

形截面的圓心，如圖所示.一激光器發(fā)出的光以與直徑PQ成45。角的方向射入元件內(nèi)，入射點沿由下

向上移動，當(dāng)移動到8點時，光線恰好從元件的中點￡射出，繼續(xù)上移到位置

。（圖中未標(biāo)出）時光線恰好不能從圓弧面射出（不考慮經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出

的光）.已知該新型材料的折射率”=他，光在真空中的傳播速度為C.求：

（1）由B點射入的光線在元件內(nèi)傳播的時間；

（2）r）點與o的距離.

專題強化練

1.小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光，轉(zhuǎn)動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化，下列說法能夠解釋這

一現(xiàn)象的是（）

A.陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起起偏器的作用

B.陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起檢偏器的作用

C.陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起起偏器的作用

D.陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起檢偏器的作用

2.如圖所示，雙縫干涉實驗中利用相同的實驗裝置，分別得到了甲、乙兩種色光的干涉圖樣下列關(guān)于甲、

乙光的說法正確的是（）

A.甲光光子的動量大于乙光光子的動量

B.甲光光子的能量大于乙光光子的能量IIIIHIIIIIIIIIHI

C.同種介質(zhì)對甲光的折射率大于對乙光的折射率

D.甲光在水中的傳播速度大于乙光在水中的傳播速度

3.第五代移動通信技術(shù)（簡稱5G）是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、

大規(guī)模設(shè)備連接等.與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高.下列說法中不正確的是（）

A.5G和4G使用的電磁波都是橫波

B.5G和4G使用的電磁波在真空中的傳播速度相同

C.5G和4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象

D.在真空中5G使用的電磁波波長比4G的長

4.如圖所示，一束激光照射在橫截面為正方形的透明玻璃柱上，光線與橫截面平

行，則透過玻璃柱的光線可能是圖中的（)

A.①B.②

D.④①②③

5.如圖，光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩部分組成，內(nèi)芯折射率比外套的大，光在光導(dǎo)纖維中傳播時，光在內(nèi)芯

和外套的界面上發(fā)生全反射.假設(shè)外套為空氣，一束紅光由光導(dǎo)纖維的一端射入內(nèi)芯，紅光在內(nèi)芯與空氣

的界面上恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時間△從另一端射出；另讓一束綠光也從光導(dǎo)纖維的一端射入，綠光在內(nèi)芯

與空氣的界面上也恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時間打從另一端射出.下列說法正確的是（）

A.內(nèi)芯對紅光的折射率為與對綠光的折射率“2之比為j/_______」

B.內(nèi)芯對紅光的折射率m與對綠光的折射率"2之比為"3Z―5T

t2外套內(nèi)芯

C.紅光在內(nèi)芯中的傳播速度與綠光在內(nèi)芯中的傳播速度。2之比為H

D.紅光在內(nèi)芯中的傳播速度s與綠光在內(nèi)芯中的傳播速度3之比為立

6.如圖所示，把一矩形均勻薄玻璃板壓在另一個矩形平行玻璃

C

板上，一端用薄片墊起，將紅單色光從上方射入，這時可以看到明暗D,

相間的條紋，下列關(guān)于這些條紋的說法中正確的是（）

A.條紋方向與邊平行

B.條紋間距不是均勻的，越靠近8C邊條紋間距越大

C.減小薄片的厚度，條紋間距變小

D.將紅單色光換為藍(lán)單色光照射，則條紋間距變小

7.如圖所示，一束復(fù)色光射向半圓形玻璃磚的圓心。，經(jīng)折射后分為兩束單色光。

和b,下列判斷正確的是（）

A.。光在玻璃中的速度大于6光在玻璃中的速度

B.a、6兩束光遇到同樣的障礙物時，。光更容易發(fā)生明顯衍射

。.增大復(fù)色光的入射角，在玻璃磚的右邊最先消失的是。光

D.用a、6兩束光分別照射到同一金屬表面，6光更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)

8.一種“光開關(guān)”的“核心區(qū)”如圖虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個完

全相同的截面為等腰直角三角形的棱鏡，直角邊與虛框平行，兩斜面平行,

略拉開一小段距離，在兩棱鏡之間可充入不同介質(zhì)以實現(xiàn)開關(guān)功能.單色

光a從1的左側(cè)垂直于棱鏡表面射入，若能通過2,則為“開”，否則為

“關(guān)”，已知棱鏡對a的折射率為1.5,下列說法正確的是（）

A.單色光a在棱鏡中的波長是在真空中波長的1.5倍

B.若不充入介質(zhì)，則實現(xiàn)“開”功能

C.若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光疏介質(zhì)，有可能實現(xiàn)“開”功能

D.若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光密介質(zhì)，有可能實現(xiàn)“關(guān)”功能

9.如圖甲所示是由透明材料制成的半圓柱體，一束細(xì)光束由真空沿著徑向與成。角射入，對射出的折

射光線的強度隨0角的變化進(jìn)行記錄，得到的關(guān)系如圖乙所示.圖丙是由這種材料制成的透明體，左側(cè)是

半徑為R的半圓，右側(cè)是長為8R、高為2尺的長方體，一束單色光從左側(cè)H點沿半徑方向與長邊成37。角

射入透明體.已知光在真空中的傳播速度為c,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是（）

A.