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专题15 光学 电磁波
…………………………………………………………………………………………
........................................1
........................................1
........................................2
考点01 光学................................................................2
考向一 折射定律、折射率、光的传播问题及色散
2
考向二 全反射及其应用......................................15
考向三 光的干涉与衍射......................................30
考向四 几何光学与物理光学综合问题..............36
考点02 电磁振动及电磁波........................................40
考向一 电磁振荡电磁波......................................40
…………………………………………………………………………………………
考点要求
考题统计
光学
考向一折射定律、折射率、光的传播问题及色散：2023•全国•高考真题（2
题）、2023•湖南•高考真题、2023•江苏•高考真题、2023•浙江•高考真题、
2022•海南•高考真题、2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2022•江
苏•高考真题、2022•湖北•高考真题、2022•全国•高考真题（2 题）、2021•重
庆•高考真题、2021•湖南•高考真题、2021•全国•高考真题、
考向二全反射及其应用：2023•福建•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•
湖北•高考真题、2023•山东•高考真题、2022•重庆•高考真题、2022•广东•高
考真题、2022•河北•高考真题、2022•湖南•高考真题、2022•全国•高考真题、
2022•辽宁•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•山东•高考真题、2021•江
苏•高考真题、2021•海南•高考真题、2021•辽宁•高考真题、2021•山东•高考
真题、2021•广东•高考真题、2021•河北•高考真题、
考向三光的干涉与衍射：2023•河北•高考真题、2023•天津•高考真题、2023•
1
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北京•高考真题、2023•山东•高考真题、2023•江苏•高考真题、2022•北京•高
考真题、2022•浙江•高考真题、2022•山东•高考真题、2021•江苏•高考真题、
2021•湖北•高考真题、2021•山东•高考真题、2021•浙江•高考真题、
考向四几何光学与物理光学综合问题：2023•重庆•高考真题、2023•浙江•高考
真题、2022•天津•高考真题、2021•天津•高考真题、2021•北京•高考真题（2
题）
电磁振动及电磁波
考向一电磁振荡电磁波：2021•福建•高考真题、2021•浙江•高考真题
1.考频：本专题属于基础、热点内容；
2.考向：
①光学：几何光学方面重点考察光的折射及折射率、全反射相结合的光传播相关问题的计算，几何知
识也非常重要，物理光学方面重点考察光的干涉、衍射现象及相关的应用。
②电磁波：考察电磁振荡、电磁波谱等相对基础的知识，
3.应试策略
本专题，针对光学和波动物理等章节的复习，可以按照以下步骤进行：
①光的折射定律：理解并掌握折射定律；熟悉折射率与光速的关系，即( n = c / v )；
②全反射：理解全反射现象及其条件，即当光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时发生。
掌握根据折射率计算临界角的方法。
③波速、波长和频率的关系：掌握波的基本关系式：(v=λf)；理解波长、波速和频率之间的相互依赖
关系，以及它们对波的特性的影响。
③几何光学问题的解决方法：重视根据几何关系做出光路图，包括镜面反射、折射、透镜成像等。通
过光路图分析光线的传播路径，解决镜子和透镜的成像问题。
④多普勒效应：理解多普勒效应的原理，即观察者和波源相对运动时，接收到的波的频率会发生变化。
掌握计算多普勒效应引起的频率变化的方法。
⑤电磁波谱：熟悉电磁波谱的各个部分，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和
伽马射线。了解不同电磁波的特性和应用。
⑥电磁波的基本知识：掌握电磁波的产生条件和传播特性。理解电磁波的速度、波长、频率之间的关
系。
2
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考点01 光学
考向一 折射定律、折射率、光的传播问题及色散
1．（2023·江苏·高考真题）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会
发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】根据折射定律n 上sinθ 上 = n 下sinθ 下，由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n 下>
n 上，则θ 下逐渐减小，画出光路图如下
则从高到低θ 下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。
故选A。
2．（2023·浙江·高考真题）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边
以
角度
入射，依次经
和
两次反射，从直角边
出射。出射光线相对于入射光线偏转了
角，则
（ ）
3
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A．等于
B．大于
C．小于
D．与棱镜的折射率有关
【答案】A
【详解】如图所示
设光线在AB 边的折射角为
，根据折射定律可得
，设光线在BC 边的入射角为
，光线在AC 边
的入射角为，折射角为；由反射定律和几何知识可知
，
，联立解得
，
根据折射定律可得
，可得
，过D 点做出射光的平行线，则该平行线与AB 的夹角为
，
由几何知识可知，入射光与出射光的夹角为
。
故选A。
3．（2022·海南·高考真题）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比
为1:3。当细光束以
的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为
（ ）
A．
B．1.5
C．
D．2
4
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【答案】B
【详解】如图
折射角的正弦值
，根据折射定律可得该透明材料的折射率
故选B。
4．（2022·浙江·高考真题）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O 点，发现有a、b、c、d 四条细
光束，其中d 是光经折射和反射形成的。当入射光束a 绕O 点逆时针方向转过小角度
时，b、c、d 也会
随之转动，则（ ）
A．光束b 顺时针旋转角度小于
B．光束c 逆时针旋转角度小于
C．光束d 顺时针旋转角度大于
D．光束b、c 之间的夹角减小了
【答案】B
【详解】A．设入射光线a 的入射角为
，则反射角为
，光束c 的折射角为
，光束d 的反射角也为
，
入射光束a 绕O 点逆时针方向转过小角度
时，入射角变为
，由反射定律可知反射角等于入
射角，则光束b 顺时针旋转角度等于
，故A 错误；B．由折射定律有
，
，
可得
，即光束c 逆时针旋转角度小于
，故B 正确；C．光束d 的反射角变化与光束c 的折射角
变化相等，则光束d 顺时针旋转角度小于
，故C 错误；D．光束b 顺时针旋转角度等于
，光束c 逆
时针旋转角度小于
，则光速b、c 之间的夹角减小的角度小于
，故D 错误；
故选B。
5
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5．（2021·浙江·高考真题）用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O 和
两出射点P、Q 恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、
出射光束c 和d、已知光束a 和b 间的夹角为
，则（ ）
A．光盘材料的折射率
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c 和d 的强度之和等于光束a 的强度
D．光束c 的强度小于O 点处折射光束
的强度
【答案】D
【详解】
A．如图所示由几何关系可得入射角为
，折射角为
，根据折射定律有
，
所以A 错误；B．根据
，所以B 错误；C．光束在b、c 和d 的强度之和小于光束a 的强度，因
为在Q 处光还有反射光线，所以C 错误；D．光束c 的强度与反射光线PQ 强度之和等于折身光线OP 的强
度，所以D 正确；
故选D。
6
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6．（2023·湖南·高考真题）（多选）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光
信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α 大于41°时，岸上救援人员才能收到他发
出的激光光束，下列说法正确的是（ ）
A．水的折射率为
B．水的折射率为
C．当他以α= 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D．当他以α= 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
【答案】BC
【详解】AB．他发现只有当α 大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α = 41°时激
光恰好发生全反射，则
，则
，A 错误、B 正确；CD．当他以α = 60°向水面发
射激光时，入射角i1 = 30°，则根据折射定律有nsini1 = sini2折射角i2 大于30°，则岸上救援人员接收激光
光束的方向与水面夹角小于60°，C 正确、D 错误。
故选BC。
7．（2023·全国·高考真题）（多选）等腰三角形△abc 为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc 边的细光
束从ab 边射入棱镜，在bc 边反射后从ac 边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的
下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A．甲光的波长比乙光的长
B．甲光的频率比乙光的高
7
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C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大
D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
E．在棱镜内bc 边反射时的入射角，甲光比乙光的大
【答案】ACE
【详解】ABD．根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示
由图可知，乙光的折射角较小，根据折射定律可知乙光的折射率大，则乙光的频率大，根据c = fλ 可知，
乙光的波长短，A 正确、BD 错误；C．根据
可知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，C 正确；
E．根据几何关系可知光在棱镜内bc 边反射时的入射角，甲光比乙光的大，E 正确。
故选ACE。
8．（2023·全国·高考真题）如图，一折射率为
的棱镜的横截面为等腰直角三角形
，
，
BC 边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC 方向经AB 边上的M 点射入棱镜，若这束光被
BC 边反射后恰好射向顶点A，求M 点到A 点的距离。
【答案】
【详解】由题意可知做出光路图如图所示
8
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光线垂直于BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为
，根据
有
则折射角为30°；
，因为
，所以光在BC 面的入射角为
根据反射定律可知
根据几何关系可知
，即
为等腰三角形，则
又因为
与
相似，故有
由题知
联立可得
所以M 到A 点的距离为
9．（2022·江苏·高考真题）如图所示，两条距离为D 的平行光线，以入射角θ 从空气射入平静水面，反射
光线与折射光线垂直，求：
（1）水的折射率n；
（2）两条折射光线之间的距离d。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）设折射角为
，根据几何关系可得
根据折射定律可得
联立可得
（2）如图所示
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根据几何关系可得
10．（2022·湖北·高考真题）如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A
位置，海豚的眼睛在B 位置，A 位置和B 位置的水平距离为d，A 位置离水面的高度为
d。训练员将小球
向左水平抛出，入水点在B 位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A 位置发出的一
束光线经水面折射后到达B 位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。
已知水的折射率
，求:
（1）tanθ 的值；
（2）B 位置到水面的距离H。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由平抛运动的规律可知
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解得
（2）因
可知
，从A 点射到水面的光线的入射角为α，折射角为
，则由折射定
律可知
解得
由几何关系可知
解得
11．（2022·全国·高考真题）光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如
图所示。图中A 为轻质绝缘弹簧，C 为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M 为置于
平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D 的一端与M 固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连，
为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，
的圆心位于M 的中心。使用前需调零:使线圈内没有电
流通过时，M 竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经
上的O 点射到M 上后沿原路反射。线圈通
入电流后弹簧长度改变，使M 发生倾斜，入射光束在M 上的入射点仍近似处于
的圆心，通过读取反射
光射到
上的位置，可以测得电流的大小。已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C
的匝数为N。沿水平方向的长度为l，细杆D 的长度为d，圆弧
的半径为r﹐
，d 远大于弹簧长度
改变量的绝对值。
（1）若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值
及
上反射光点与O 点间的
弧长s；
（2）某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，
上反射光点出现在O 点上方，
与O 点间的弧长为
、保持其它条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在О 点下方，与O 点间
的弧长为
。求待测电流的大小。
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【答案】（1）
，
；（2）
【详解】（1）由题意当线圈中通入微小电流I 时，线圈中的安培力为F = NBIl
根据胡克定律有F = NBIl = k│x│
如图所示
设此时细杆转过的弧度为θ，则可知反射光线转过的弧度为2θ，又因为d >>x，r >> d
则sinθ ≈ θ，sin2θ ≈ 2θ
所以有
x = dθ
s = r2θ
联立可得
（2）因为测量前未调零，设没有通电流时偏移的弧长为s′，当初始时反射光点在O 点上方，通电流I′后根
据前面的结论可知有
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当电流反向后有
联立可得
同理可得初始时反射光点在O 点下方结果也相同，故待测电流的大小为
12．（2022·全国·高考真题）一细束单色光在三棱镜
的侧面
上以大角度由D 点入射（入射面在棱
镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至
边的E 点，如图所示，逐渐减小i，E 点向B 点移动，当
时，恰好没有光线从
边射出棱镜，且
。求棱镜的折射率。
【答案】1.5
【详解】
因为当
时，恰好没有光线从AB 边射出，可知光线在E 点发生全反射，设临界角为C，则
由几何关系可知，光线在D 点的折射角为
则
联立可得n=1.5
13．（2021·重庆·高考真题）如图所示，一直角棱镜
。从
边界面垂直入射的甲、
乙两种不同频率的单色光，在棱镜中传播速度分别为
和
（
为真空中的光速），甲光
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第一次到达
边恰好发生全反射。求：
（1）该棱镜分别对甲光和乙光的折射率；
（2）
边的长度。
【答案】（1）
，
；（2）
【详解】（1）由光速与折射率的关系
，可得该棱镜对甲光的折射率
该棱镜对乙光的折射率
（2）设
边的长度为L，根据题述甲光第一次到达
边恰好发生全反射，可画出光路图
解得
14．（2021·湖南·高考真题）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。
身高
的人站在水平地面上，其正前方
处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为
、深度
为
，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所
示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。
（i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？
（ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？
14
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【答案】（i）1.38；（ii）1.7
【详解】（i）根据题意作出如下光路图
当孔在人身高一半时有tanθ =
=
≈
，sinθ = 0.8，
tanα =
，sinα =
由折射定律有n =
（ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，则可画出如下光路图
根据几何关系有
15．（2021·全国·高考真题）如图，单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm 的玻璃板上表面射入。已知真
空中的光速为
m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通
过玻璃板所用时间t 的取值范围是s≤t<s（不考虑反射）。
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【答案】
【详解】[1] 该单色光在玻璃板内传播的速度为
[2]当光垂直玻璃板射入时，光不发生偏折，该单色光通过玻璃板所用时间最短，最短时间
[3]当光的入射角是90°时，该单色光通过玻璃板所用时间最长。由折射定律可知
最长时间
考向二 全反射及其应用
16．（2023·福建·高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。
瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同
一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是
（ ）
A．减弱激光强度
B．提升瓶内液面高度
C．改用折射率更小的液体
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D．增大激光器与小孔之间的水平距离
【答案】B
【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角
，可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。A．减弱激光的强度，激光的临界角，
折射率均不会改变，故A 错误；B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水
流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光速更好的沿液流
传播，故B 正确；C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C 错误；D．增
大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D 错误。
故选B。
17．（2023·浙江·高考真题）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长
度为0.9m，水的折射率
，细灯带到水面的距离
，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为
（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值
，则
，灯带上的
一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示
根据几何关系可得
，则一个点发出的光在水面上能看到的
的圆，光
射出的水面形状边缘为弧形，如图所示
17
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等腰直角三角形发光体的内切圆半径
满足
，解得
，故中间无空缺。
故选C。
18．（2023·湖北·高考真题）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ 的顶角为
，OP 边上的点光源S 到顶点
O 的距离为d，垂直于OP 边的光线SN 在OQ 边的折射角为
。不考虑多次反射，OQ 边上有光射出部分
的长度为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】设光线在OQ 界面的入射角为
，折射角为
，几何关系可知
，则有折射定律
，光线射出OQ 界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中
，
光线在AB 两点发生全反射，有全反射定律
，即AB 两处全反射的临界角为
，AB 之间有
光线射出，由几何关系可知
。
故选C。
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19．（2022·辽宁·高考真题）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021 年12 月，在中国
空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，
若气泡与水球同心，在过球心O 的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（ ）
A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C．若光线1 在M 处发生全反射，光线2 在N 处一定发生全反射
D．若光线2 在N 处发生全反射，光线1 在M 处一定发生全反射
【答案】C
【详解】AB．光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB 错误；CD．如图可看出光线1 入射
到水球的入射角小于光线2 入射到水球的入射角，则光线1 在水球外表面折射后的折射角小于光线2 在水
球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡
的入射角为θ，根据几何关系有
，则可得出光线2 的θ 大于光线1 的θ，故若光线1 在M
处发生全反射，光线2 在N 处一定发生全反射，C 正确、D 错误。
故选C。
20．（2022·浙江·高考真题）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大
水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是（ ）
A．气泡表面有折射没有全反射
B．光射入气泡衍射形成“亮斑”
C．气泡表面有折射和全反射
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D．光射入气泡干涉形成“亮纹”
【答案】C
【详解】当光从水中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象；
还有一部分光折射到内壁然后再折射出去，所以水中的空气泡看起来比较亮。
故选C。
21．（2022·山东·高考真题）柱状光学器件横截面如图所示，
右侧是以O 为圆心、半径为R 的
圆，
左侧是直角梯形，
长为R，
与
夹角
，
中点为B。a、b 两种频率的细激光束，垂直
面
入射，器件介质对a，b 光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A 向B 移动过程
中，能在
面全反射后，从
面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（ ）
A．仅有a 光
B．仅有b 光
C．a、b 光都可以
D．a、b 光都不可以
【答案】A
【详解】当两种频率的细激光束从A 点垂直于AB 面入射时，激光沿直线传播到O 点，经第一次反射沿半
径方向直线传播出去。
保持光的入射方向不变，入射点从A 向B 移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CO 面经反射向
PM 面传播，根据图像可知，入射点从A 向B 移动过程中，光线传播到PM 面的入射角逐渐增大。
20
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当入射点为B 点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM 面的P 点，此时光线在PM 面上
的入射角最大，设为
，由几何关系得
根据全反射临界角公式得
，
，两种频率的细激光束的全反射
的临界角关系为
，故在入射光从A 向B 移动过程中，a 光能在PM 面全反射后，从OM 面射出；
b 光不能在PM 面发生全反射，故仅有a 光。A 正确，BCD 错误。
故选A。
22．（2021·江苏·高考真题）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
面射入，
可以看到光束从圆弧面
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
【答案】A
【详解】画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示
21
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全反射的条件
，由几何关系知
，联立解得
，故A 正确，BCD 错误.
故选A.
23．（2021·海南·高考真题）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形
，
，其折射率为
。
一束单色光在纸面内以
的入射角从空气射向
边的中点O，则该束单色光（ ）
A．在
边的折射角为
B．在
边的入射角为
C．不能从
边射出
D．不能从
边射出
【答案】C
【详解】A．光线从O 点入射，设折射角为
，由折射定律有
，解得
，即该束单色光
在
边的折射角为
，故A 错误；B．设边长
，则
，作出光路图如图所示。
22
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由几何关系可知光在
边的入射角为
，故B 错误；C．设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界
角设为C，有
，即
，而光在MN 边的入射角大于
，所以光在MN 边发生全反射，
不能从
边射出，故C 正确；D．根据几何关系可知光在A 点发生全反射后到达NP 边的B 点时的入射
角为30°，小于全反射临界角，所以光在B 点折射出玻璃砖，故D 错误。
故选C。
24．（2021·辽宁·高考真题）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b 两束单色光，光路如图所示，比
较内芯中的a、b 两束光，a 光的（ ）
A．频率小，发生全反射的临界角小
B．频率大，发生全反射的临界角小
C．频率小，发生全反射的临界角大
D．频率大，发生全反射的临界角大
【答案】C
【详解】由光路图可知a 光的偏折程度没有b 光的大，因此a 光的折射率小，频率小，由全反射
可知折射率越小发生全反射的临界角越大。
故选C。
25．（2023·山东·高考真题）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所
示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为
，折射率为n（
）。M、N 下端横
截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M 内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面
23
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反射至N 下端面，N 下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
（1）从M 下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N 下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面
到被测物体距离b 的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M 下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光
在M 下端与竖直方向的偏角为α，此时
可得
又因为
所以
（2）根据题意要使N 下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
24
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则玻璃丝下端面到被测物体距离b 的相应范围应该为
当距离最近时有
当距离最远时有
根据（1）可知
联立可得
所以满足条件的范围为
26．（2022·重庆·高考真题）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴
上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为
和
。为使从光源照射
到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为
，
（1）求蓝灯到水面的最大距离；
（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
25
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【答案】（1）
；（2）上方，理由见解析
【详解】（1）为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从折射出去，以红光为
例，当折射角最大达到临界角
时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示
假设半球半径为
，根据全反射定律和几何关系可知
同理可知蓝光
两式联立解得
（2）蓝光的折射率
大于红光的折射率
，根据（1）问结果
结合
可知
所以蓝灯应该在红灯的上方。
27．（2022·广东·高考真题）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截
面如图所示。一激光器从罐体底部P 点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O 点。当
光束与竖直方向成
角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度
为c，求液体的折射率n 和激光在液体中的传播速度v。
26
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【答案】
，
【详解】当入射角达到45o 时，恰好到达临界角C，根据
可得液体的折射率
由于
可知激光在液体中的传播速度
28．（2022·河北·高考真题）如图，一个半径为R 的玻璃球，O 点为球心。球面内侧单色点光源S 发出的
一束光在A 点射出，出射光线AB 与球直径SC 平行，θ= 30°。光在真空中的传播速度为c。求：
（i）玻璃的折射率；
（ii）从S 发出的光线经多次全反射回到S 点的最短时间。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（i）根据题意将光路图补充完整，如下图所示
27
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根据几何关系可知i1 = θ = 30°，i2 = 60°
根据折射定律有nsini1 = sini2
解得
（ii）设全反射的临界角为C，则
光在玻璃球内的传播速度有
根据几何关系可知当θ = 45°时，即光路为圆的内接正方形，从S 发出的光线经多次全反射回到S 点的时间
最短，则正方形的边长
则最短时间为
29．（2022·湖南·高考真题）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于
屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度
的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面
内折射到空气后最大折射角的2 倍）。透明介质的折射率
，屏障间隙
。发光像素单元紧贴
屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射。
（1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度控制为60°，求屏障的高度d；
（2）若屏障高度
，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x 最小为多少时，其可视
角度
刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。
【答案】（1）1.55mm；（2）0.35mm
28
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【详解】（1）发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收，考虑射到屏障顶端的光射到透明介质和空气界
面，折射后从界面射向空气，由题意可知θ=60°，则
在介质中的入射角为i，则
解得
由几何关系
解得
（2）若视角度
刚好被扩为180°，则
，此时光线在界面发生全反射，此时光线在界面处的入射
角
解得C=30°
此时发光像素单元发光点距离屏障的距离为
像素单元宽度x 最小为
30．（2022·全国·高考真题）如图，边长为a 的正方形ABCD 为一棱镜的横截面，M 为AB 边的中点。在截
面所在的平面，一光线自M 点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC 边的N 点恰好发生全反射，反射
光线从CD 边的P 点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C 两点之间的距离。
29
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【答案】
，
【详解】光线在M 点发生折射有sin60° = nsinθ
由题知，光线经折射后在BC 边的N 点恰好发生全反射，则
C = 90° - θ
联立有
根据几何关系有
解得
再由
解得
31．（2021·山东·高考真题）超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展
宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为。一细束脉冲激光垂直第一个棱
镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的
光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离
，脉冲激光中包含两种频率的光，
它们在棱镜中的折射率分别为
和
。取
，
，
。
（1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求的取值范围；
（2）若
，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差
（保留3 位有效数字）。
30
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【答案】（1）
（或
）；（2）
【详解】（1）由几何关系可得，光线在第一个三梭镜右侧斜面上的入射角等于，要使得两种频率的光都
从左侧第一个棱镜斜面射出，则
需要比两种频率光线的全反射角都小，设C 是全反射的临界角，根据折
射定律得
①
折射率越大，临界角越小，代入较大的折射率得
②
所以顶角
的范围为
（或
）③
（2）脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为
和
，由折射定律得
④
⑤
设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为
和
，则
⑥
⑦
⑧
联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据得
⑨
32．（2021·广东·高考真题）如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q 接收到光的强度变化而触发工作
的。光从挡风玻璃内侧P 点射向外侧M 点再折射到空气中，测得入射角为
，折射角为
；光从P 点射向
外侧N 点，刚好发生全反射并被Q 接收，求光从玻璃射向空气时临界角的正弦值表达式。
31
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【答案】
【详解】根据光的折射定律有
根据光的全反射规律有
联立解得
33．（2021·河北·高考真题）将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B 正对放置，圆心上下错开
一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为，当
时，A 右侧
恰好无光线射出；当
时，有光线沿B 的半径射出，射出位置与A 的圆心相比下移h，不考虑多次反
射，求：
（1）半圆柱体对该单色光的折射率；
（2）两个半圆柱体之间的距离d。
【答案】（i）
；（ii）
【详解】（i）光从半圆柱体A 射入，满足从光密介质到光疏介质，当
时发生全反射，有
解得
（ii）当入射角
，经两次折射从半圆柱体B 的半径出射，设折射角为，光路如图
32
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由折射定律有
有几何关系有
联立解得
考向三 光的干涉与衍射
34．（2023·河北·高考真题）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在
自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（ ）
A．上述现象与彩虹的形成原理相同
B．光在薄膜的下表面发生了全反射
C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉
D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色
【答案】C
【详解】A．上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，上述现象与彩虹的形成
原理不相同，故A 错误；BC．硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光
发生干涉，振动加强，故B 错误，C 正确；D．根据光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生
变化时，满足加强条件的波长也会发生改变，导致硅片呈现不同的颜色，故D 错误。
故选C。
35．（2023·天津·高考真题）能说明光是横波的是（ ）
作者的备注：原卷为四个对应情景图片，配以相应文字解释。
A．全反射
B．干涉
C．偏振
D．衍射
【答案】C
【详解】A．根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同
的现象，不能因此确定是横波还是纵波，故A 错误；BD．干涉和衍射是所有波的特性，不能因此确定是
横波还是纵波；根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种锋返波，具有波动性，故BD 错误；C．光
的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，故C 正确；
33
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故选C。
36．（2023·北京·高考真题）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ）
A．偏振现象
B．衍射现象
C．干涉现象
D．全反射现象
【答案】C
【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。
故选C。
37．（2023·山东·高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G 为标准石英环，C 为待测柱形样品，
C 的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉
条纹。已知C 的膨胀系数小于G 的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动
B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动
C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动
D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
【答案】A
【详解】由题知，C 的膨胀系数小于G 的膨胀系数，当温度升高时，G 增长的高度大于C 增长的高度，则
劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。
故选A。
38．（2023·江苏·高考真题）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改
变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（
）
34
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A．
倍
B．
倍
C．2 倍
D．3 倍
【答案】B
【详解】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有
，由题图知x 乙 = 2x 甲则
。
故选B。
39．（2022·北京·高考真题）下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．光的衍射现象
B．光的折射现象
C．光的偏振现象
D．光的干涉现象
【答案】C
【详解】光的偏振现象能说明光是横波。
故选C。
40．（2022·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
【答案】B
【详解】A．用复色光投射同样能看到条纹，A 错误；B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上
叠加的结果，B 正确；C．由条纹间
知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但
还可能看到明暗相间条纹，C 错误；D．由条纹间
知，且λ 蓝< λ 红，则蓝光干涉条纹的间距比红
光的小，D 错误。
故选B。
41．（2021·江苏·高考真题）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（ ）
A．
B．
C．
D．
35
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【答案】C
【详解】如图所示
干涉加强时
，根据几何关系
，联立可得
，根据几何关系可知
为宽
度随高度的变化率不变，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，则宽度随高度的变化率变大：AB．当如AB 形状
时，宽度随高度的变化率不变，薄膜干涉形成的彩色条纹为等间距条纹，故AB 错误；CD．根据题意可知
肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，可知宽度随高度的变化率变大，故C 正确，D 错误。
故选C。
42．（2021·湖北·高考真题）如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分
成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O 是两单色光中央亮条
纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O 点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三
棱镜一侧面上，从另一侧面M 和N 位置出射，则（ ）
A．λ1<λ2，M 是波长为λ1的光出射位置
B．λ1<λ2，N 是波长为λ1的光出射位置
C．λ1>λ2，M 是波长为λ1的光出射位置
D．λ1>λ2，N 是波长为λ1的光出射位置
【答案】D
【详解】由双缝干涉条纹间距的公式
，可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条
纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知
反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M 光的折射角
36
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小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于
，则
，所以N
是波长为λ1 的光出射位置，故D 正确，ABC 错误。
故选D。
43．（2021·山东·高考真题）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。
下列关于该区域薄膜厚度d 随坐标x 的变化图像，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生
干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的，
其光程差为透明薄膜厚度的2 倍，当光程差△x=nλ 时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度
，时对
应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度
公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小。
故选D。
44．（2022·山东·高考真题）（多选）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝
，
的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所
示图样。下列描述正确的是（ ）
37
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A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝
、
到屏上P 点的路程差为半波长的奇数倍，P 点处一定是暗条纹
【答案】ACD
【详解】A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同
时也发生衍射，故A 正确；B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度
增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B 错误；C．根据条纹间距公式
可知照射两
条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C 正确；D．照射两条狭缝时，
若光从狭缝
、
到屏上P 点的路程差为半波长的奇数倍，P 点处一定是暗条纹，故D 正确。
故选ACD。
45．（2021·浙江·高考真题）（多选）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法
正确的是（ ）
A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动
，条纹也会跟着转动
【答案】AB
【详解】A．肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯
形，A 正确；B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B
38
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正确；C．形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程
上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，
C 错误；D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动
，由于重力，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜
的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°；D 错误。
故选AB。
考向四 几何光学与物理光学综合问题
46．（2023·重庆·高考真题）某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b 两单色光的干涉条纹，发现
在相同的条件下光屏上a 光相邻两亮条纹的间距比b 光的小。他们又将a、b 光以相同的入射角由水斜射入
空气，发现a 光的折射角比b 光的大，则（ ）
A．在空气中传播时，a 光的波长比b 光的大
B．在水中传播时，a 光的速度比b 光的大
C．在水中传播时，a 光的频率比b 光的小
D．由水射向空气时，a 光的全反射临界角比b 光的小
【答案】D
【详解】A．根据相邻两条亮条纹的间距计算公式
，由此可知
，故A 错误；B．根据折射
定律
，a、b 光以相同的入射角由水斜射入空气，a 光的折射角比b 光的大，则
，根据光在介
质中的传播速度与折射率的关系
，可得在水中传播时，a 光的速度比b 光的小，故B 错误；C．在水
中传播时，a 光的折射率比b 光的大，所以a 光的频率比b 光的大，故C 错误；D．根据临界角与折射率的
关系
，可得在水中传播时，a 光的折射率比b 光的大，a 光的全反射临界角比b 光的小，故D 正确。
故选D。
47．（2021·天津·高考真题）光刻机是制造芯片的核心装备，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。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。
紫外线进入液体后与其在真空中相比（ ）
A．波长变短
B．光子能量增加
C．频率降低
D．传播速度增大
【答案】A
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【详解】紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据
，可知波长变短；根据
可知，光子能量不变。
故选A。
48．（2021·北京·高考真题）如图所示的平面内，光束a 经圆心O 射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c 两束
单色光。下列说法正确的是（ ）
A．这是光的干涉现象
B．在真空中光束b 的波长大于光束c 的波长
C．玻璃砖对光束b 的折射率大于对光束c 的折射率
D．在玻璃砖中光束b 的传播速度大于光束c 的传播速度
【答案】C
【详解】A．光束a 经圆心O 射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c 两束单色光，这是光的色散现象，A 错误；
C．由题图可知光束c 的折射角大于光束b 的折射角，根据折射定律可知nc< nbC 正确；B．由于光的折射
率越大，其频率越大，波长越短，则b 光在真空中的波长较短，B 错误；D．根据v =
知，c 光束的折射
率小，则c 光在棱镜中的传播速度大，D 错误。
故选C。
49．（2023·浙江·高考真题）（多选）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光
谱如图1 所示。氢原子从能级6 跃迁到能级2 产生可见光I，从能级3 跃迁到能级2 产生可见光Ⅱ。用同一
双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2 和图3 所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4 所示
的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
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A．图1 中的
对应的是Ⅰ
B．图2 中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P 向a 移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【答案】CD
【详解】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得
，可知，可见光I 的频率大，
波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。A．可知，图1 中的
对应的是可见光Ⅱ，故A 错误；B．由公式
有，干涉条纹间距为
，由图可知，图2 中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B 错误；
C．根据题意，由公式可得，光子动量为
，可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C 正确；
D．根据光电效应方程及动能定理可得
，可知，频率越大，遏止电压越大，则P 向a 移动，电
流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D 正确。
故选CD。
50．（2022·天津·高考真题）（多选）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛
的应用。a、b 两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
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A．若a、b 光均由氢原子能级跃迁产生，产生a 光的能级能量差大
B．若a、b 光分别照射同一小孔发生衍射，a 光的衍射现象更明显
C．若a、b 光分别照射同一光电管发生光电效应，a 光的遏止电压高
D．若a、b 光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a 光的干涉条纹间距大
【答案】BD
【详解】由图中a、b 两单色光在电磁波谱中的位置，判断出a 光的波长
大于b 光的波长
，a 光的频率
小于b 光的频率
。A．若a、b 光均由氢原子能级跃迁产生，根据玻尔原子理论的频率条件
，
可知产生a 光的能级能量差小，故A 错误；B．若a、b 光分别照射同一小孔发生衍射，根据发生明显衍射
现象的条件，a 光的衍射现象更明显，故B 正确；C．在分别照射同一光电管发生光电效应时，根据爱因斯
坦光电效应方程
，可知a 光的遏止电压低，故C 错误；D．a、b 光分别作为同一双缝干
涉装置光源时，相邻两条亮纹或暗纹的中心间距
，可知a 光的干涉条纹间距大，故D 正确。
故选BD。
51．（2021·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025 年建成。同步辐
射光具有光谱范围宽（从远红外到X 光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～
105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应
用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速
器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量
约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
【答案】D
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【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到
基态时辐射光，两者的机理不同，故A 错误；B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV 大于电离
能13.6eV，则氢原子可以电离，故B 错误；C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分
子的线度约为10-8 m 差不多，故能发生明显的衍射，故C 错误；D．以接近光速运动的单个电子能量约为
109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D 正确；
故选D。
考点02 电磁振动及电磁波
考向一 电磁振荡电磁波
1．（2021·福建·高考真题）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020 年11 月
10 日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909 米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信
等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
【答案】BD
【详解】A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，由下而上，故信息载体属于
纵波，故A 错误；B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过水声音通信，由左向右，故信息载
体属于横波，故B 正确；C．因为太空中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的
实时通信只能通过电磁通信来实现，故C 错误；D．在传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一
号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，故D 正确。
故选BD。
2．（2021·浙江·高考真题）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接
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收的微波功率达到
时会引起神经混乱，达到
时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，
其发射功率
。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最
远距离约为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】设微波有效攻击范围为r 时单位面积接收微波功率为
，解得
，则引起神
经混乱时有
，引起心肺功能衰竭时有
，所以B 正确；ACD 错误；
故选B。
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