文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
重难点16 光、电磁波
考点
三年考情分析
2025 考向预测
电磁波的产生、电磁波的发射、
传播和接收
电磁波谱
光的折射定律
折射率、光导纤维
光的干涉、衍射和偏振现象
激光的特性及应用
传感器（2024·全国甲卷，10）
折射及色散（2023·全国乙卷，
16）全反射问题（2024·全国甲
卷，16）
（1）考点预测：电磁场与电磁波
及各种传感器。光的折射、全反
射、色散及干涉问题。
（2）考法预测：光的折射与全反
射是考查的重点。
【情境解读】
【高分技巧】
一、电磁场与电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2．电磁振荡中各物理量的变化
①电容器电荷量最大时，电压最大，电场能最大，电流为零，磁感应强度为零，磁场能为零。
②电流最大时，磁感应强度最大，磁场能最大，电容器电荷量为零，电压为零，电场能为零。
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
3．LC 振荡电路充、放电过程的判断方法
根据电流流向判断
当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能
向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的
极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程
根据物理量的变化
趋势判断
当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)增大或电流i(磁
感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程
根据能量判断
电场能增加时充电，磁场能增加时放电
4．不同电磁波的特点
①电磁波波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。
②同频率的电磁波，在不同介质中速度不同；不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射
率越大，速度越小。
二、光的折射、全反射问题
1．折射率计算公式n＝中的θ1指的是真空中光线与法线的夹角，θ2指的是介质中光线与法线的夹角。
2．折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v＝.
3．只有从光密介质进入光疏介质才能发生全反射现象，临界角C 满足sin C＝。
4．在光的反射、光的折射和全反射现象中，光路是可逆的。
5．光的色散问题
①同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。
②由n＝，n＝可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越短。
6．分析折射和全反射题目应注意的三个方面：
①依据题目条件，分析判断是否发生全反射。
②通过分析、计算确定光传播过程中可能发生的折射、反射，把握光的“多过程”现象，作出光路图。
③充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似三角形、全等三角形等，仔细
分析光传播过程中产生的几何关系。
三、光的干涉、衍射和偏振
1．光的干涉现象和光的衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光是横波。
2．单缝衍射与双缝干涉的比较
种类
项目
单缝衍射
双缝干涉
不
同
点
条纹宽度
条纹宽度不等，中央最宽
条纹宽度相等
条纹间距
各相邻亮条纹间距不等
各相邻亮条纹间距相等
亮度
中央条纹最亮，两边较暗
条纹清晰，亮度基本相同
相同点
干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
射都有明暗相间的条纹
（建议用时：40 分钟）
【考向一：测介质的折射率】
1．（2024·山西省·一模）如图所示，在用插针法测半圆形玻璃砖折射率的实验中，已知玻璃砖的圆心为
、
半径为
，实验主要步骤如下：
①将白纸平铺在木板上并用图钉固定，在白纸上作虚线
，把玻璃砖放在纸上，使玻璃砖的圆心
位于
上且玻璃砖的直径边垂直于
，描出玻璃砖的圆弧边和直径边。
②在玻璃砖的另一侧插上大头针
，使
能挡住________的像。
③插上大头针
，使
能挡住
及
、
的像
④作与
平行的直线交圆弧边于A 点，在直线上插上两枚大头针
、
⑤取下玻璃砖，作过
、
的直线交玻璃砖的直径边于
点，测得
完成下列问题：
（1）步骤②中应填的内容是________；
（2）以上步骤的合理顺序是________（填步骤前序号）；
（3）该玻璃砖材料的折射率为________。
2．（2024·山西省太原市·三模）如图所示，测量玻璃的折射率实验中，下列说法正确的是（ ）
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A. 光线从空气进入玻璃，频率发生了变化
B. 测量相应的角度，玻璃的折射率
C. 做实验选取的玻璃砖两个边
和
必须平行
D. 测折射率实验中，
处的四个大头针可以在同一条直线上
【考向二：光导纤维】
1．（2024·陕西省西安市西北工业大学附属中学·二模）如图所示，
为一长
的光导纤维，一
束光线从端面A 射入，在侧面发生全反射，最后从B 端面射出。已知光导纤维的折射率
，光线从
纤维内侧面向外射出时，临界角的正弦值为0.9，设在侧面发生全反射的光线从A 端传播到B 端所需时间
为t，求t 的最小值和最大值。
2．（2024·宁夏银川市唐徕中学·一模）某物理学习兴趣小组成员小张找到了一个LED 灯和一段光导纤维
进行研究。查阅资料发现，LED 灯是一块用环氧树脂密封的发光半导体材料。光导纤维由内芯和外套两层
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
组成，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。
（1）有一LED 灯结构如图甲所示，发光区域为直径
（MN 之间）的圆盘（厚度不计），发光面上覆
盖折射率
的半球形环氧树脂，发光圆盘的圆心与球心重合。要使发光区域发出的所有光线在球面上
都不发生全反射，求环氧树脂半径R 满足的条件；
（2）一段长直光导纤维由内芯和外套组成，其剖面如图乙，其中内芯的折射率
，外套的折射率
。已知光从折射率为
的介质射入折射率为
的介质时，入射角
与折射角
间满足关系
。试通过计算说明从该光导纤维一端入射的光信号是否会通过外套“泄漏”出去。
3．（2024·青海省协作联考·一模）两完全相同的圆柱状玻璃丝M、N，其截面图均为矩形，如图所示，
M、N 相距为d，直径均为2a。M、N 下端横截面平齐且与被测物体表面平行。一激光在M 内的e 点恰好
发生全反射，之后从M 下端面的中点射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N 下端面的中点，已知e
点到M 下端面的距离为
。
（1）求玻璃丝对该激光的折射率n；
（2）求玻璃丝下端面到被测物体表面的距离b。
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【考向三：光的折射、全反射问题】
1．（2024·陕西省·二模）如图所示,空气中有一折射率为n=√3的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90∘,半径
m 的扇形OAB，其中OB 面不透光．一束平行光平行于横截面以600入射角斜射到OA 面上,不考
虑反射后的折射，取sin35°=
．求AB 上有光透出的部分的弧长．
2．（2024·陕西省汉中市·二模）道威棱镜是由H．W．Dove 发明的一种棱镜，该棱镜是将一等腰直角棱镜
截去棱角而得，如图所示，一束平行于底边CD 的单色光从AD 边射入棱镜，已知棱镜玻璃的折射率为
，
光在真空中的速度为
。
（1）求该单色光到达CD 面上的入射角；
（2）若
，光从AD 边射入在CD 面上经过一次反射从BC 边射出，求光在棱镜内传播的时间。
3．（2024·陕西省商洛市·二模）某透明介质的横截面如图所示，截面由半径为
的四分之一圆弧ABO 和
一个长方形BCDO 组成，
。一单色光线从圆弧AB 的中点E 沿垂直于DC 边的方
向射入，折射光线刚好到达D 点。光在真空中的传播速度为c，不考虑光在介质中的反射，求：
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）介质对该光
折射率n；
（2）该光在介质中传播的时间t。
4．（2024·青海省百所名校·二模）真空中一透明体的截面如图所示，其中
，
，
现有一束单色光从AB 边的M 点垂直射入透明体，恰好在BC 边的中点处发生全反射后，从CD 边射出透明
体。已知
，光在真空中的速度为c，求：
（1）透明体对单色光的折射率n；
（2）该单色光在透明体中的传播时间t。
5．（2024·青海省海东市·二模）如图所示，半径为R 的半圆柱玻璃砖的截面如图所示，O 点为圆心，
与直径AB 垂直，一束单色光垂直半圆柱玻璃砖侧面、与
成
角从真空射入玻璃砖，在O 点的
反射光线OC 与折射光线OD 恰好垂直。已知光在真空中的传播速度为c，求：
（ⅰ）玻璃砖对单色光的折射率n；
（ⅱ）单色光从射入玻璃砖到反射出玻璃砖所用的时间t。
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
6．（2024·青海省西宁市·二模）有一用透明材料制成
中空圆柱体，内径为R，外径为2R，其截面如图所
示，一束细单色光从圆柱面上的A 点与
直径成夹角
射入，经折射后恰好与内柱面相切，已知真
空中光速为c，不考虑光在圆柱体内的反射。求：
（1）单色光在该材料中的折射率n；
（2）单色光在该材料中传播的时间t.
7．（2024·青海省海南藏族自治州·二模）如图所示，泳池底有一个点光源P，只有在锥形范围内的光线，
才能从水面射出，MN 为圆锥底面的一条直径。已知池水深1.8m，圆锥的母线与水平方向所成的角为
（
），光在空气中的传播速度
，则水的折射率为______，点光源P 发出的光在
水中传播的最短时间为______s。
8．（2024·宁夏省银川一中·二模）某同学学习了防溺水知识后，知道了清澈见底的池塘往往“似浅实深”，
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
于是他设计了一测量水深的装置如图所示。在一池塘边的竖直杆上
处装有两可忽略大小的激光笔，
激光笔1、激光笔2 发射出的光线与竖直方向的夹角分别固定为
和
，某次测量时，调节两激光
笔的高度，使两束激光均照在池塘底部的
点，测得两激光笔距离水面的高度
、
分别为
，水的折射率为
，
，
。求：
（1）激光笔1 发射出的激光光进入水中时的折射角；
（2）两入射点
之间的距离和
处的水深
。（结果均可用根式表示）
9．（2024·宁夏银川一中·三模）如图，为某一扇形透明柱状介质的横截面，其中
为
的角平分线，从
点发出一束平行于BO 的光线，射向OA 界面，在
点处同时发生折射和反射，
其中折射光线平行于OM，反射光线射到OB 界面上的
点（图中
点未画出）。
（1）求介质折射率的大小，并作出经
点反射到
点的光路图；
（2）若OC 的距离为
，光在真空中的传播速度为
，求光在介质内第一次从
点到
点所用的时间？
（计算结果可用根式表示）
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
10．（2024·宁夏省银川一中·一模）如图，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知
，
，一束极细的光于AC 边的中点F 处垂直AC 面入射，
，玻璃的折射率为
，
光在真空的速度为
。求：
（1）光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角；
（2）从BC 面射出的光在棱镜中传播的时间。
11. （2024·宁夏中卫市·一模）如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB 边射
入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_____。若改用蓝光沿同一路径入
射，则光线在D 点射出时的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°。
12．（2024·青海省西宁市·一模）图示为一个透明体的横截面，透明体横截面的右半部分为半圆形，AB 是
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
直径，半径为R，左半部分为长方形，长等于2R，宽等于
，其中长方形的BC 部分和半圆形的圆弧BE
部分镀有反射膜，今有一束光沿与直线AB 平行的方向从某点射向圆柱体，经折射后恰好经过B 点，光在
透明体中的折射率为
，求：
（1）该光在圆弧AE 面上的入射角；
（2）该光能否从CD 面射出，说明理由。
【考向四：光的干涉、衍射和偏振】
1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）（多选）下列有关光现象的说法正确的是（ ）
A. 光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射
B. 做双缝干涉实验时，若只将双缝间距变小，相邻明条纹间距会随之变大
C. 在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻明条纹间距是相等的
D. 光的衍射现象表明光是横波
E. 在同一种透明介质中，波长越短的光传播速度越小
2．（2024·宁夏省银川一中·二模）（多选）以下光学现象正确
是（ ）
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A. 如图甲光导纤维中内芯的折射率大于外套
B. 如图乙抽去一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变小
C. 如图丙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强
D. 如图丁，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽
E. 如图戊是圆孔衍射所形成的图样
3．（2024·宁夏银川一中·三模）判断题：判断下列说法是否正确，正确
在括号内画“√”，不正确的在括
号内画“×”。
①自然光在水面反射时，反射光和折射光都是偏振光（ ）
②波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象（ ）
③汽车鸣笛时发出频率一定的乐音，当汽车边鸣笛边驶向观察者时，观察者听到这个乐音的音调比原来高
（ ）
④在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，只减小双缝间的距离会使光屏上相邻亮条纹之间的距离变小（
）
⑤激光照射到光盘上可以读取光盘上的数据是利用激光亮度高的特点（ ）
12
