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模块十四 光学 电磁波 相对论
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
考试范围：光学、电磁波、相对论
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡
皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题，共46 分)
一、选择题：本题共10 小题，共46 分。在每小题给出的四个选项中，第1~7 题只有一项符合题目要求，
每小题4 分；第8~10 题有多项符合题目要求，每题6 分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有
选错的得0 分。
1．对电磁波的理解，下列说法正确的是（ ）
A．γ射线不是电磁波
B．电磁波是横波
C．电磁波在实际中不存在
D．变化的电场周围一定能产生电磁波
2．牛顿创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦进一步发展了经典力学，
创立了相对论。关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来也一定是同时的
B．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短
C．经典力学不能适用于“勇气号”宇宙探测器在火星着陆
D．在经典力学中，物体的质量随运动状态改变而改变
3．（2027·重庆·模拟预测）光与我们的生活联系非常紧密，下列与光学的相关知识正确的是（ ）
A．用光导纤维束传送图像等信息利用了光的全反射原理
B．雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象
C．白光通过三棱镜后得到彩色图样是光的衍射现象
D．用标准平面检查光学平面的平整度利用了光的折射原理
4．▶新考法◀如图所示的三角形ABC 为某种透明材料制成的棱镜的横截面图，其中∠B =90°，
∠A =30°，O 点为AC 边的中点。一激光束从O 点平行于AB 边射入棱镜，激光束经折射后刚好过B 点，
则该透明材料的折射率为（ ）
A．❑√3
B．❑√2
C．❑√6
D．
❑√6
2
5．（2026·山东·高考真题）半径为2❑√2cm的半圆形玻璃砖横截面如图所示，底部等腰梯形区域充满不反
射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心O重合，下底为2❑√2cm，上底为2cm，高为1cm。单色
光线从左侧入射，方向始终平行于直径AB。当入射点从A点逐渐向上移动至C点时，光线恰能从玻璃砖
另一侧射出，C点与AB的距离为2cm，该玻璃的折射率为（ ）
A．❑√2
B．❑√5
C．
❑√10
2
D．
❑√5
2
6．（2026·江西·模拟预测）玻璃砖的采光、透光功能远高于其他的装饰材料，通过光线漫散射使整个空
间的光线更加柔和，所以玻璃砖在室内装饰装修中广泛应用。如图，一横截面为半圆形的透明玻璃砖，
圆心为O，半径为R，AB 为半圆的直径。一束宽为2R 的平行光垂直下表面射入玻璃砖，这束光进入玻璃
砖后，圆弧AB 部分有光射出区域与没有光射出区域的面积比值为37 53
∶
。不考虑光在玻璃砖中的多次反
射，sin37
∘=0.6，sin53
∘=0.8。则玻璃砖对该光的折射率为（ ）
A．4
3
B．5
3
C．4 ❑√3
3
D．5 ❑√2
3
7．▶新情境◀（2026·山东泰安·模拟预测）如图所示，劈尖干涉是一种薄膜干涉。将一块平板玻璃a 放置
在另一平板玻璃b 之上，在一端夹入一张薄纸片c，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当绿
光从上方入射后，从上往下看有明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．当纸片c 向左往顶角方向塞入少许，图中的条纹间距会变得宽一些
B．保持其他条件不变，仅将绿光换成紫光，则干涉条纹会变疏
C．若增大绿光射到平板玻璃a 上表面的入射角，则绿光有可能在平板玻璃a 的下表面发生全反射
D．若平板玻璃b 的上表面某处有一个细小的凸起，则相应的干涉条纹会向右往底边方向弯曲一点
8．关于下列四幅图的描述正确的是（ ）
A．图1 是一束单色光进入平行玻璃砖，随入射角i的不断增大，在bb
′面会发生全反射
B．图2 中的泊松亮斑，为光照射小圆盘得到的衍射图样
C．图3 中，若仅增大光屏与双缝间的距离，条纹间距将变小
D．图4 中，当光照射双手时在墙上出现影子，是光沿直线传播的结果，而影子轮廓模糊是由于光的
衍射造成的
9．光纤无人机具有高隐蔽性、抗干扰能力强等特点。如图所示为一束复色光从空气射入光导纤维后分成
a、b两束单色光，以下说法正确的是（ ）
A．a光的光子能量比b光的光子能量大
B．a光在该介质中的速度比b光大
C．相同装置的双缝干涉实验，a光的相邻亮条纹间距更大
D．a光与b光在该介质中的波长之比等于它们的折射率之比
10．▶新情境◀利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（近似
认为金属丝所在位置处的空气薄膜厚度就是金属丝直径），实验装置如图甲所示。T1和T2是具有标准平
面的玻璃平晶，A0为标准金属丝，直径为D0；A 为待测金属丝，直径为D；两者与T2玻璃平晶接触点间
距为L。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的
间距为Δ L。则以下说法正确的是（ ）
A．A与A0直径相差越大，Δ L越小
B．换用波长更长的单色光实验，则Δ L变小
C．|D−D0)=
λL
2Δ L
D．若在两玻璃平晶间滴入透明液体，液体在毛细作用下均匀填充空气膜，则Δ L变小
第Ⅱ卷(非选择题，共54 分)
二、非选择题：本题共5 小题，共54 分。
11．（8 分）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图
钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa
′和bb
′，O 为直线AO 与aa
′的
交点，在直线OA 上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是__________。（多选）
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)下列措施能够提高实验准确度的是__________。
A．P₃ 和P₄ 之间的距离适当减小
B．选用宽度较大的玻璃砖
C．用入射界面与出射界面平行的玻璃砖
D．P₁、P₂ 连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当减小
(3)如图乙所示，正确作出光路图后，以入射点O 为圆心，R =5cm为半径作圆，圆与入射光线、折射光线
分别交于A、D 两点，再过A、D 作法线的垂线，垂足分别为B、C 点，测得AB =3.34cm，CD =2.07cm，
则玻璃的折射率为__________（结果保留三位有效数字）。
(4)在确定玻璃砖边界线时，下列情形会导致折射率的测量值偏小的是__________。
A．
玻璃砖下移
B．
玻璃砖上移
C．
两直线间距宽于玻璃砖
D．
两直线间距窄于玻璃砖
12．（8 分）（2026·山东·高考真题）某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长λ。
(1)如图甲所示，将激光光源、间距d =0.50 mm的双缝和光传感器依次安装在光具座上，打开光源，调整
光路，此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有__________（填“亮度高”或“相干性好”）
的特点。
(2)调整光路后，各器件位置如图甲所示，双缝到光传感器的距离l =______cm。
(3)连接光传感器至计算机，得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得A区域的宽度为2.40 mm，则条纹
间距Δ x =_______mm（保留两位有效数字）。
(4)利用公式λ=_______________（用l、d和Δ x表示），某同学计算得该激光的波长λ为640nm，此波长
的光为电磁波中的__________（填“红外线”“可见光”或“紫外线”）。
13．（10 分）如图所示是玻璃砖的截面图，θ = 45° ,O是1
4
圆弧DE的圆心，圆弧半径是R ,BDOE是
正方形。GF与圆弧相切并与AD垂直，一细光束可以在AG之间的不同位置垂直入射，已知玻璃砖的
折射率n= ❑√3，光在真空中的速度是c，只考虑光在玻璃砖中一次反射。试回答：
(1)通过计算判断光在AE面上能否发生全反射；
(2)由B 点反射的光线，在玻璃砖中的传播时间是多少？
14.▶新思维◀（12 分）（2026·河南南阳·三模）图甲是水下灯光装置简化图，轻质弹簧下端固定在水池
底部，上端连接一点光源，点光源静止在O 点，其在水面上的投影位置为O'， OO
' =h=
❑√7
2 m。 现让
点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，点光源将在水面形成面积变化的光斑。已知水
的折射率为 4
3 ，，忽略弹簧和光源振动时对水面的扰动。求：
(1)光斑的最大面积；
(2)光斑边缘上某点振动的振幅。
15．(16 分)（2027·重庆·模拟预测）如图所示为半径为R的透明球过圆心O的截面，已知透明球的半径
为R，折射率为n。其中AB与CD为互相垂直的两条直径。OA间的某处P有一个点光源，其中从D点
折射出的光线的反向延长线刚好交于A点，不考虑透明球内的反射光线。
(1)求OP的距离；
(2)若将点光源移动至P点左侧的Q点（图中未画出）处，从Q点处垂直AB向上发出的光恰好在上表面发
生全反射，且两次全反射后到达B点，求光从Q点传播至B点的时间；
(3)若透明球外部包有许多层厚度均为d的透明介质层，由里向外，介质层的折射率均匀减小，第k层介质
的折射率为nk =n−akd >1（a为常数）。若将点光源移动到某一位置，当它发出的光以30°入射角射向
球面时，此光在距球心多远处发生全反射？（补充：光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质，入
射角与折射角分别为θ1
与θ2
，有sinθ1
sinθ2
= n2
n1
。）
