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热点 16 光学 电磁波
1．(多选)(2022·广东省模拟)关于光波，下列说法中正确的是( )
A．大量光子的行为往往表现出光的粒子性
B．a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距
小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断水对a光的折射率比b光大
C．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象
D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
答案 BD
解析 大量光子的行为往往表现出光的波动性，A错误；由双缝干涉的条纹间距公式Δx＝
λ知，a光的波长小，由λ＝得a光的频率大，频率大的光折射率也大，因此水对a光的折
射率大，B正确；肥皂泡呈彩色条纹是光的干涉现象，C错误；电磁波在真空中自由传播
时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，D正确．
2.(多选)(2022·广西北海市一模)如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折
射后合成一束光c.则下列说法正确的是( )
A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉
条纹间距
B．a光在水中的传播速度比b光慢
C．用a、b光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的
D．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是 b
光
答案 AD
解析 由题图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，故a光的折射率小于b光的折
射率，则知a光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可得，干涉条纹间距与波
长成正比，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，且条纹宽度都是均匀的，A
正确，C错误；由v＝知，因a光的折射率小于b光的折射率，则在水中a光的传播速度大，
B错误；若a光与b光以相同入射角从水射向空气时，由于在水中a光的临界角大于b光的
临界角，所以b光的入射角先达到临界角，则b光先发生全反射，首先消失的是b光，D
正确．
3.(2022·江苏省南京外国语学校模拟)G 、G 为放在水平面上的高度略有差别的两个长方体，
1 2为了检查这两个长方体的上表面是否相互平行，检测员用一块标准的平行透明平板 T压在
G 、G 的上方，T与G 、G 支架分别形成尖劈形空气层，如图所示．G 、G 的上表面与平
1 2 1 2 1 2
板的夹角分别为α和β，P为平板T上表面上的一点．用单色光从上方照射平板T，G 、G
1 2
的上方都能观察到明显的干涉条纹，可以推知( )
A．若α＝β，则G 上方的干涉条纹间距小于G 上方的干涉条纹间距
1 2
B．若α>β，则G 上方的干涉条纹间距大于G 上方的干涉条纹间距
1 2
C．若将G、G 的间距缩短些，则G 上方的干涉条纹分布变得更密
1 2 1
D．若在P处用较小的力下压平板T，则G 上方的干涉条纹分布变密
1
答案 C
解析 设有一物体上表面与平板的夹角为θ，相邻亮条纹的间距为ΔL，由空气薄膜干涉条
件，则有2ΔLtan θ＝λ，ΔL＝，则若α＝β，则G 上方的干涉条纹间距等于G 上方的干涉
1 2
条纹间距，若α>β，则G 上方的干涉条纹间距小于G 上方的干涉条纹间距，故A、B错误；
1 2
若将G 、G 的间距缩短些，α增大，则G 上方的干涉条纹分布变得更密，故C正确；若P
1 2 1
在两长方体间，在P处用较小的力下压平板T，α减小，则G 上方的干涉条纹分布变疏，
1
故D错误．
4.(多选)(2022·广东省模拟)如图所示，由不同频率的a、b两种单色光组成的复色光沿半圆
形玻璃砖的半径MO方向以入射角θ ＝ 37°射向玻璃砖的圆心O，其出射光束OP中只有a
1
光，且出射光束的出射角θ＝ 53°.则下列说法正确的是( )
2
A．玻璃砖对a光比对b光的折射率小
B．玻璃砖对a光的折射率为0.75
C．a光将比b光先从ON方向射出
D．将a、b两种光分别通过同一双缝装置时，a光的干涉条纹间距大
答案 ACD
解析 b光发生全反射，说明入射角θ 满足 C ≤θn ，所以b光
1 b 1 a b a
的频率大于a光频率，A正确；玻璃砖对a光的折射率n＝＝，B错误；因为n>n ，由光
b a
在介质中的传播速度v＝，知a光在玻璃砖中的传播速度大，先从ON方向射出(路程相同)，
C正确；a光的频率比b光的小，则a光的波长比b光的大，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝
λ，可知a光的干涉条纹间距大，D正确．
5.(2022·浙江宁波市二模)如图所示，有一个长为20 cm的竖直线状光源AB，其表面可以向各个方向发射光线，将光源封装在一个半球形的透明介质中，整个装置放在水平地面上．
线状光源的B端与半球的球心O重合，封装用的透明介质的折射率为1.5，为使光源发出
的所有光均能射出介质球，不考虑二次反射，试分析介质球的半径R至少为( )
A．30 cm B．10 cm
C．20 cm D．40 cm
答案 A
解析 如图所示，在半球面上任选一点P，根据几何关系可知，若此时线状光源A点发出
的光能够射出P点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出 P点，所以只要A点发出
的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，在△APB中，根据正弦定
理有＝，解得sin α＝sin θ，当θ＝90°时，sin α有最大值为sin α＝，为使光线一定能从P
点射出，应有sin α＝≤，所以R＝PB≥nAB＝1.5×20 cm＝30 cm，故A正确，B、C、D错
误．
6.(2022·浙江嘉兴市二模)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°，水的折射率n＝，真空中光速c＝3.0×108 m/s，打
开出水口放水，则光斑在底面移动，下列说法正确的是( )
A．激光在水中传播的速度v＝4.0×108 m/s
B．仅增大入射角α，激光能在水面发生全反射
C．光斑P移动的速度大小保持不变
D．光斑P移动距离x与水面下降距离h间关系满足x＝h
答案 D
解析 根据波速与折射率的关系有v＝，代入数据有v＝2.25×108 m/s，A错误；当光线从
光密介质进入到光疏介质时才会发生全反射，题干是从空气中射入水中，故增大入射角
α，激光不能在水面发生全反射，B错误；根据题意画出光路图，由图可看出 OO′＝h，
AB＝x，由n＝，可知sin β＝，则β＝37°，由几何关系可知O′B＝htan α，O′A ＝htan
β，则AB＝O′B－O′A＝h，即x＝h，D正确；光斑P移动的速度大小为v＝＝，打开出水口，水平下降的过程中，底部的水压不断在减小，故水面下降的速度越来越慢，则由上
式可知光斑P移动的速度大小越来越慢，C错误．
7.(多选)(2022·山东枣庄市模拟)如图，有一透明材料制成的空心球体，内径 R＝1 m，外径
为2R，在过球心的某截面内有一束单色光从球面上 A点射入，光线与AO间夹角i＝60°，
经折射后恰好与内球面相切，已知光速c＝3×108 m/s，下列说法正确的是( )
A．光线射入球体后频率变低
B．光线射入球体后波长变大
C．透明材料对该单色光的折射率为
D．从A点射入球体的光线经反射再次回到A点所用时间为6×10－8 s
答案 CD
解析 光线射入球体后频率不变，故A错误；由v＝可知光线射入球体后速度变小，根据λ
＝可知波长变小，故B错误；根据几何关系得在透明材料中的折射角的正弦值sin r＝＝，
根据折射定律得n＝＝，故C正确；由题意作出光路图如图所示，由几何关系可得光在透
明材料中的路程为s＝6×2Rcos 30°＝6 m，光在透明材料中的传播速度为v＝＝×108 m/s，
则时间为t＝＝6×10－8 s，故D正确．
