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专题16 光学 电磁波
目录
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················································································································10
考向三 光的干涉与衍射················································································································22
考向四 几何光学与物理光学综合问题························································································24
02 电磁振动及电磁波···········································································27
考向一 电磁振荡 电磁波··············································································································27
1
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01 光学
考向一 折射定律、折射率、光的传播问题及色散
1．（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
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。
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
（ ）
2
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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．（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（ ）
3
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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。
4．（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。
4
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5．（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。
6．（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
5
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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。
7．（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
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的弧长为
。求待测电流的大小。
【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
8．（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？
【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
8
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根据几何关系有
9．（2024·吉林白山·统考一模）如图所示，横截面为半圆的玻璃砖放置在平面镜上，直径AB 与平面镜垂
直。一束激光a 射向半圆柱体的圆心O，激光与AB 的夹角为
，已知玻璃砖的半径为12cm，平面镜上
的两个光斑之间的距离为
，则玻璃砖的折射率为（ ）
A．
B．
C．2
D．
【答案】B
【详解】光路如图所示
由题意可得，激光在AB 面上发生折射时的入射角
，在直角△OBD 中，根据数学知识
，根据题意
，设半圆玻璃砖的折射率
为n，折射角为
，则
，解得
，根据折射定律，折射率
。
故选B。
9
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10．（2024·河南·统考二模）一种光学传感器是通过接收器接收到红绿灯光信号而触发工作的。如图所示，
一细束黄色光沿AB 方向从汽车玻璃外侧（汽车玻璃可视为两表面平行的玻璃砖）的B 点射入，入射角为
i，折射光线刚好沿BC 方向在汽车玻璃内侧C 点触发光学传感器。若入射光的颜色发生变化，且入射光的
入射位置B 不变，仍要使折射光线沿BC 方向在汽车玻璃内侧C 点触发光学传感器。下列说法正确的是（
）
A．若改用绿色光射入，需要入射角i 减小到某一合适的角度
B．若改用红色光射入，需要入射角i 减小到某一合适的角度
C．若改用红色光射入，需要入射角i 增大到某一合适的角度
D．改用任何颜色的光射入，都需要入射角i 减小到某一合适的角度
【答案】B
【详解】A．若改用绿色光射入，频率变大，折射率变大，折射角不变，根据
，可知，入射角变大，
故A 错误；BC．若改用红色光射入，频率变小，折射率变小，折射角不变，根据
，可知，入射角
变小，故B 正确C 错误；D．如果改用频率更高的光，则折射率变大，折射角不变，根据
，入射角
变大，故D 错误。
故选B。
考向二 全反射及其应用
11．（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（ ）
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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。
12．（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
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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。
13．（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。
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
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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。
14．（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
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
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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
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
15．（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
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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
【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
16．（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
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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。
【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
17．（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）。
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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
18．（2024·浙江嘉兴·统考一模）如图所示，水平地面上放置一截面为等腰梯形的玻璃砖
，玻璃砖
的折射率为
。在
点正下方地面上处有一光源S，一束光自S 射向
面上的
点，
，则（ ）
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A．此光线射至
面恰好发生全反射
B．此光线经折射从
面射出时偏折了
C．此光线在玻璃内多次反射从
面射出的光线都相互平行
D．若自发出的光束入射至
之间，此光束的折射光到
面可能发生全反射
【答案】C
【详解】A．发生全反射的条件是光密介质到光疏介质，所以光线射至
面不会发生全反射，故A 错误；
B．根据几何关系可知
，所以在P 点入射角为45°，根据折射率定律可知，折射角为
，所以
，因为
，所以在
面入射角为30°，这从
面射出时折射角
为45°，所以从
面射出时偏折了
，故B 错误；C．因为光线在
面入射角为30°，根
据反射定律可知，反射角为30°，且BC∥AD，所以再次反射到AD 面入射角仍为30°，则从
面射出的
光线都相互平行，故C 正确；D．若自发出的光束入射至
之间，入射角变大，折射角变大，在
面
入射角变小，不会发生全反射，故D 错误。
故选C。
19．（2024·陕西商洛·校联考一模）如图所示，一束平行于等边三棱镜横截面ABC 的光线从空气中射到E
点，折射光线沿路径EF 射到F 点。已知入射光线与AB 边的夹角为θ=30°，折射光线在F 点恰好发生全反
射。已知光在真空中的传播速度为c，BE=L，求：
（1）三棱镜的折射率；
（2）光从E 传播到F 所用的时间。（结果保留根号）
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）各个角度如图所示
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则入射角
根据光的折射定律
由于恰好在F 点发生全反射，则
由几何关系可知
联立解得
（2）在三角形EBF 中，根据正弦定理
光在介质中的传播速度
光从E 传播到F 所用的时间
联立解得
20．（2024·广东惠州·统考二模）如图所示为一块半径为R 的半圆形玻璃砖，AB 为其直径，O 为圆心。一
束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，第一次到达弧形表面后只有CD 间的光线才能从弧形表面射出，已知
CO 垂直于DO，光在真空中的传播速度为C。求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）从玻璃砖的下表面射向C 点的光束，经弧形表面反射后再次返回玻璃砖的下表面在玻璃砖中传播的
时间。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）从下表面垂直射入玻璃砖的光线以原方向射向弧形表面，根据题意“只有CD 间的光线才能
射出”可知，到达C、D 两点的光线刚好发生全反射。
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由几何关系可得，发生全反射的临界角为
由折射定律可得
解得玻璃砖的折射率
（2）由几何关系可得，从玻璃砖的下表面射向C 点的光束，经弧形表面反射后再次返回玻璃砖的下表面
在玻璃砖中传播的路程为：
由折射率
则在玻璃砖中传播的时间为
解得
21．（2024·陕西渭南·统考一模）如图所示，三角形
为三棱镜的横截面，一细束单色光从
的侧面
上中点
点入射，改变入射角，当
侧面的折射光线与
边平行时，恰好没有光线从
侧面边
射出棱镜，已知
，且
，
，空气中的光速
，求：
（ⅰ）该棱镜对该单色光的折射率；
（ⅱ）当AC 侧面的折射光线与BC 边平行时，该单色光从
点入射到第一次从棱镜中射出传播的时间。
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【答案】（ⅰ）
；（ⅱ）
【详解】（ⅰ）当AC 侧面的折射光线与BC 边平行时，恰好没有光线从AB 侧面边射出棱镜光路图如图所
示
由几何关系可知，发生全反射临界角为
，则该棱镜对该单色光的折射率为
（ⅱ）光路图如图所示
根据几何关系可知，光在棱镜中的路程为
光在棱镜中的传播速度为
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则当AC 侧面的折射光线与BC 边平行时，该单色光从
点入射到第一次从棱镜中射出传播的时间为
考向三 光的干涉与衍射
22．（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（
）
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。
23．（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．
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【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。
24．（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（ ）
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。
25．（2024·四川绵阳·统考二模）由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的AC 边界面射入，照射
到斜面上的D 点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从D 点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱
镜中传播速度分别为k1c 和k2c（c 为真空中的光速），则可以判断k1 k2（选填“>”或“<”）；甲、
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乙两单色光在该介质中的折射率之比为 （用k1、k2表示）；在同一双缝干涉装置中，甲光形成的
条纹间距 乙光形成的条纹间距（选填“>”或“<”）。
【答案】 < k2∶k1 <
【详解】[2]根据
，可得
，解得
，[1]由图可知，甲单色光的临界角
小于乙单色光的，根据
，可知
，联立，解得
，[3]同理，可得
，根据
，可知甲光形成的条纹间距小于乙光形成的条纹间距。
考向四 几何光学与物理光学综合问题
26．（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。
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故选D。
27．（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（ ）
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。
28．（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。
29．（2024·山东潍坊·寿光现代中学校考模拟预测）下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在光的衍射现象中缝的宽度d 越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
C．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波
【答案】C
【详解】A．根据发生明显衍射的条件可知，在光的衍射现象中缝的宽度d 越小，衍射现象越明显；入射
光的波长越长，衍射现象越明显。故A 错误；B．根据
，可知，若仅将入射光由绿光改为红光，
则入射光的波长变大，干涉条纹间距变宽。故B 错误；C．光导纤维是利用全反射原理制成的，根据发生
全反射的条件可知，光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射。故C 正确；
D．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种横波。故D 错误。
故选C。
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02 电磁振动及电磁波
考向一 电磁振荡 电磁波
1．（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
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。
2．（2023·浙江宁波·校考三模）关于无线电波的发射和接收，下列说法错误的是（ ）
A．振荡电路频率越高，发射电磁波的本领就越大
B．振荡电路的电场和磁场必须集中到尽可能小的空间，这样才能有效地把能量辐射出去
C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫做调制，有调幅和调频两种方法来调制
D．使接收电路产生电谐振的过程叫做解调，调制的逆过程叫做调谐
【答案】B
【详解】A．振荡电路频率越高，单位时间内辐射的能量越高，即发射电磁波的本领越大，A 正确；B．振
荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去，即要使用开放电路，
B 错误；C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫做调制，调制的方式有调幅和调频
两种，C 正确；D．使接收电路产生电谐振的过程叫做解调，调制的逆过程叫做调谐，D 正确。
本题选择错误选项。
故选B。
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