2025年高考物理二轮复习：光学 电磁波（练习）原卷版

专题16光学电磁波

目录

01模拟基础练.......................................................2

题型一：折射定律及折射率的应用....................................2

题型二：光的折射和全反射的综合应用................................5

题型三：光的波动性电磁波;.........................................8

题型四：光学计算题专练............................................11

02重难创新练......................................................14

题型一：折射定律及折射率的应用

1.（2024.四川成都•模拟预测）一个半径为R、球心为。的半球形储油桶固定在水平面上，桶口平面保持水

平，其右端点为O'点，且AO'=H。当桶内没有油时，从某点A恰能看到弧形桶底的8点，08连线与水平

方向的夹角6=60。。当桶内装满油时，仍沿A3方向看去，恰能看到桶底的最低点C点，已知光速为则

下列说法正确的是（）

A.油的折射率为［6

B.油的折射率为加

C.装满油时，光从A点出发传播到C点所用时间为的业

D.装满油时，光从A点出发传播到C点所用时间为巴止

2.（2024•河南濮阳•模拟预测）如图所示，半圆（MC8为某种透明材料的截面，NAOC=90点至!JOC的距

离等于半径的一半。一细光束。从。点以45角射入材料，折射光线刚好照射在。点，一细光束6从。点以

平行于的方向射入材料，折射光线刚好照射在6点。光在真空中传播的速度为则细光束。和人在透

明材料中传播的速度大小分别为（）

'与3B.辰&C.浮，半D.尻牛

3.（2024.河北保定.三模）如图所示，4BC为一玻璃砖的截面，由直角三角形AOC和半径为R的四分之一

圆BOC组成，。为圆心，ZCAO=30°,一束单色光沿平行于A8的方向射到AC边上的。点，折射光线刚

好照射到B点，测得长为R,光在真空中的传播速度为C,则光从。点传播到B点所用的时间

为（）

A.GM"B.(&T)R

CC

c（二+1）我D.C

c

4.（2024•河北邯郸・三模）如图所示，一束单色光平行于血彷彷平面且与s'成。角（tane=0.5）射入长方

体玻璃砖，在玻璃砖的上下表面均发生了反射和折射。A、B、a。为光线上的四个点，其中A为入射光线

上的点且到时'的距离为3cm,8到A的水平距离为14cm,B、C连线平行于叫,且B、C两点的距离为4cm,

C、。连线垂直于且C、。两点的距离为13cm,已知光在真空中传播的速度为c=3xl（38m/s,下列说法

正确的是（）

A.玻璃砖的厚度为4cm

B.玻璃砖的折射率为1.5

C.光在玻璃砖内的传播速度为］

D.过C点的光线在玻璃砖中传播的时间为撞xl（）T°s

3

5.（2024•海南省直辖县级单位•模拟预测）带圆孔的遮光板M和光屏N平行放置，。点为圆孔的圆心，。4

连线垂直于光屏N,在。。连线的延长线上放置一个点光源S,如图。S到光屏N的距离〃=20cm,在光

屏N上形成的圆形光斑的半径4=20cm（不考虑光的衍射）。将厚度d=10cm、表面足够大的长方体玻璃砖

放置在M、N之间，玻璃砖上、下表面与M、N平行，若光屏N上的圆形光斑的半径变为4=15cm,则玻

璃砖的折射率为（）

S

遮光板M-------------------\O---------------

r----------I--------|-------------------

1|1

长方体帔璃砖

1I1

1I]

光屏N------------------e-----------------

A.粤B.&C.1.5D.叵

6.（2024•江西上饶•模拟预测）如图所示，ABC为等腰三棱镜，顶角NA=30。，AC边长为L一束单色光

以平行于AC边的方向照射在AB边上的。点,折射光线刚好照射在C点，已知棱镜对单色光的折射率为6，

则。点到8c边的距离为（）

A.走乙B.立LC.员LD.反L

3265

7.（2024.浙江宁波.三模）截面如图所示的直角棱镜A8C,其中8C边和C4边镀有全反射膜。一细束白光

以入射角6=60。从边入射，然后经过BC、CA反射，又从42边射出。已知三角形边的高为〃，真

空光速为以对经过两次反射，并从AB边射出的光束，有（）

A.出射方向相对于入射方向的转角大小与光的颜色有关

B.紫光在出射位置与入射位置间距最大

C.光在棱镜中用时最短的光的折射率为了

D.光在棱镜当中传播用时最短为出

8.（2024•浙江金华.三模）单反就是指单镜头反光相机。相机在毛玻璃的上方安装了一个五棱镜。这种棱镜

将光线多次反射改变光路，将其影像送至目镜，这时的影像就是上下正立且左右校正的了。图为单反相机

取景器的示意图，为五棱镜的一个截面，ABA.BC.某一束单色光光线经平面镜反射后从A8边的

尸点垂直42入射，其中FB=L、BC=L,最后刚好在2C中点垂直BC出射，已知在。。与AE两个面上

发生全反射，且两次全反射的入射角相等，则下列说法正确的是（）（已知tan22.5。=及-1）

至人眼

4平面镜

--怦--A--------

，至感光部件

A.五棱镜的折射率一定为&

D.左右平移平面镜，只要光仍从面垂直射出，则光在五棱镜中的传播时间不变

题型二：光的折射和全反射的综合应用

9.（2024•全国•模拟预测）如图所示，半圆柱体玻璃砖横截面半径为R,高为4R。有单色光垂直平面ABC3

射入玻璃成，为了避免光从圆弧面射出，需要在圆弧面上涂抹一层不透光的反光材料。已知玻璃砖对该单

色光的折射率为毡，则涂抹层的最小面积为（）

3

A.-nR2C.2万上D.-TTR2

3

10.（2024.湖南长沙.模拟预测）夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张

志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内

分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，

一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN,出射光线与水平面的

夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心。的正下方C点射出的某单色光的入射角a=58。，已知sin58°=0.85,

sin37。=0.60,则下列说法正确的是（）

图甲图乙

A.该单色光的彩虹角刀=37°

B.该单色光在水滴内部8点处发生全反射

C.水滴对该单色光的折射率约为1.42

D.若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则/所对应的光的条纹间距

更大

11.（24-25高三上•河南•开学考试）在某户外大型实景演出中，为了做出灯光特效，工作人员在水池底部水

4

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6m,己知水的折射率"=要想在水

面看到如图所示的灯光效果，细灯带到水面的最远距离为（）

A.(2>/7+A/1Z)mB.[2y/1C.^^/^4-^/7jmD.+A/7jm

12.（2024・辽宁•一模）倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶

（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角。增大到某一临

界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（）

甲乙

A.光线有可能在下表面发生全反射

B.光线从空气进入冰晶后传播速度变大

C.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大

D.随太阳高度角a增大，红光比紫光先在侧面发生全反射

13.（2024.山东济宁.三模）五一假期济宁太白湖公园的湖水里安装了一批圆形线状光源，将该光源水平放

置于湖水下方立m处，该光源发出红光时，可在水面上观察到红色亮环，如图所示。已知水对红光的折射

10

4

率为l，则亮环的宽度d为（）

A.0.3mB.0.4mC.0.5mD.0.6m

14.（2024•江苏苏州.三模）球心在。点，半径为R,折射率为石的匀质透明球，球内边缘有一点光源S。

光在真空中传播速度为c,则S发出的光线，经多次全反射后回到S点的最短时间为（）

15.（2024・山东烟台•三模）如图所示，一装满水的长方体玻璃容器，高度为血“，上下两个面为边长3缶

的正方形，底面中心。点放有一单色点光源，可向各个方向发射单色光。水面上漂浮一只可视为质点的小

4

甲虫，已知水对该单色光的折射率为〃=则小甲虫能在水面上看到点光源的活动区域面积为（）

16.（2024.安徽•三模）如图所示，某柱状透明介质的横截面为四分之一圆环ABC。，圆环内径为R,外径为

27?（几未知）。一束与底边CD平行且相距C。为d的光从介质外表面上的E点射入，调整d的大小，存在

某一临界值心,使得无论力及介质的折射率为多少，该光束一定会在BC表面发生全反射，则4等于（）

A.-B.—C,D.R

322

题型三：光的波动性电磁波

17.（2024・山东济宁•模拟预测）如图所示，缝光源S与平面镜M平行。某次实验，S发射波长为400nm的

单色光，光屏上形成干涉条纹，虚线。。'上方的第3条亮条纹出现在N处。不考虑半波损失，下列说法正

B.若撤去平面镜光屏上不再出现明暗相间的条纹

C.若将平面镜M右移一小段距离，光屏上的条纹间距将变大

D.若S发射波长为600nm的单色光，光屏上N处将出现第2条亮条纹

18.（2024•山东•模拟预测）图（a）所示为研究牛顿环的装置示意图，将一曲率半径很大的平凸透镜放在一

玻璃平板上，用单色激光垂直照射透镜，在透镜上方可以观察到如图（b）所示的明暗相间的同心圆环。若

将下方的玻璃平板换成平凸透镜，如图（c）所示，则从上方观察到的条纹可能是（）

图(a)图(b)图(c)

19.（2024•山东淄博•模拟预测）“冷光灯”照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低。这种灯是在

灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来

的热效应最显著的红外线。以2表示此红外线在真空中的波长，w为薄膜对该光的折射率，不计半波损失，

则所镀薄膜的厚度最小应为（）

A.—AB.-2C.—AD.-A

4〃42w2

20.（2024・广西贵港•模拟预测）利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱

形金属丝的直径相差很小（约为微米量级），实验装置如图1所示，I和Tz是具有标准平面的玻璃平晶，Ao

为标准金属丝，直径为4；A为待测金属丝，直径为。两者中心间距为L。实验中用波长为九的单色光

垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图2所示，测得相邻明条纹的间距为AL。下列关系式正确的是（）

IIIHIIII

:T,:|TJ

•<---------L----------*\L

图1图2

A.\D-D\=-B.\D-D\=~

101L'012AL

C.|D-D0|=-D.\D-D0\=—

101AAL101AZ,

21.(2024•江苏南通•模拟预测)如图所示是双缝干涉实验装置,用红色激光照射时，光屏上有明暗相间的

条纹，贝U()

A礴

j激光源

A.减小屏与双缝的距离，条纹间距变大B.减小屏与双缝的距离，条纹间距不变

C.换成绿色激光，条纹间距变大D.换成绿色激光，条纹间距变小

22.（2024・山东.模拟预测）双缝干涉实验装置的截面图如图所示，光源S到耳，S2的距离相等，。点为S-

S2连线的中垂线与光屏的交点，光源S发出波长为2的光，P为光屏上的第I级亮条纹。若在缝跖的后方

放一厚度4=34的玻璃片，光经跖出射后垂直穿过玻璃片传播到P点，经邑出射后直接传播到P点。玻璃

对该波长光的折射率为15空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。与不放玻璃片时相比，M，S?的

光到P点的时间差变化情况及关于尸点干涉条纹的说法正确的是（）

C.时间差不变，尸点为亮条纹D.时间差变大，P点为暗条纹

23.（2024・辽宁阜新•模拟预测）如图所示，AB、CD、DE为三个透明平板固定放置，AB水平，CD的倾角

比DE的倾角大。一束平行光竖直向下入射，下列干涉条纹的图像可能正确的是（）

-mm11111111mm

dillIIIIIIII

24.（2024•黑龙江.模拟预测）如图为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理，斜面为平整标准面，

下面水平放置的为被检测面，在标准面与被检测面保持相对静止时，图中尸。条纹凸凹部表示被检测面不平

整。若此装置中，标准面保持静止，被检测面做上下的简谐运动，振幅大于入射光波的波长。下列说法正

确的是（）

A.干涉条纹整体不动

B.干涉条纹整体做左右的简谐运动

C.干涉条纹整体周期性疏密变化

D.凸凹部分周期性左右翻转

题型四：光学计算题专练

25.(2024•广东湛江.模拟预测)如图为空气中两个完全相同的透明半球体介质，半径均为R,底面水平平行

D

错开放置且竖直间距为一，其折射率未知。一束单色光与竖直方向成30。角沿半球体甲的半径射入，射出后

2

恰好射向另一半球体乙底面的圆心处，并从半球体乙射出；当该单色光与竖直方向成45。角同样沿半球体甲

的半径射入时，光线恰好未从半球体甲的底面射出。sin3(r=0.5,sin45°=变，求：

2

(1)该介质的折射率小

(2)两半球体球心错开的水平距离s。

26.(2024・云南•模拟预测)图甲为某同学设计的测量透明液体折射率的装置图，正方体玻璃容器边长为

20.00cm,薄刻度尺平行于边放置在容器内底部，零刻度与棱边上的。点重合，截面图如图乙所示。容

器中不加液体时，从尸点发出的激光恰好在。处形成光斑。保持入射角不变，向容器中注入10.00cm深的

某种液体，激光在N点形成光斑，N点对应的刻度为5.00cm。真空中光速为3。0><108向§,1^710=3.16,

求:

（1）该液体的折射率和该液体中的光速（结果保留3位有效数字）；

（2）容器中注满该液体后（液面水平），光斑到。点的距离。

27.（2024・陕西安康•模拟预测）“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器当中，如图所示，ABC。是棱镜的横截面，

是底角为45。的等腰梯形。一束平行于底边C。的单色光从AC边的尸点射入，已知棱镜对单色光的折射率

w=0,AC边长为L。

（1）通过计算判断光线能否从CO边射出；

（2）若上述单色光从AC边的P点垂直于底边CD射入，被底边CD反射后恰好射向A点，求上4两点之间

的距离。

28.（2024•湖南长沙•三模）为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克顶部开了一个圆形小孔。假定坦克壁

厚8j§cm,圆形小孔的直径为12cm。孔内安装一圆柱形玻璃，厚度与坦克壁厚相同，ABCD为玻璃的直径

所在的截面，如图甲所示。

（1）如图乙所示，为了测定玻璃砖的折射率，让一束激光从玻璃砖侧面的圆心垂直入射，逐渐增大其入射

角，当入射角为60。时，刚好可以观测到有光从玻璃砖圆柱面射出，求玻璃砖的折射率（结果用根号表示）；

（2）在玻璃圆柱侧面涂上吸光材料，并装入圆形小孔，士兵通过小孔观察敌方无人机，若无人机的飞行高

度为300米，求能够发现无人机的位置离坦克的最远距离。（忽略坦克大小（1）（2）问中玻璃材质相同）

图甲图乙

29.(2024•黑龙江哈尔滨•模拟预测)一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，。点为圆心，

半径为0.5m,直径2C竖直，右侧半圆面镀银。一光线从离地高度为©至m的A点水平向右射入介质，

4

在镀银处发生一次反射后射出介质，且射出时光线水平向左，已知光在真空中的传播速度为0=3x10'm/s。

(1)画出光在介质中传播的光路图并求介质的折射率”；

30.(2024•辽宁沈阳•模拟预测)如图所示，一个三棱镜DEF—DE9的横截面为直角三角形，A、B、C分

别为三条棱的中点，ZG4B=30°,ZACB=90°,A8的长度为L该三棱镜材料的折射率〃=班。现有一

细光束，其入射方向始终保持与&、2连线平行，入射点从A点沿4C连线向C点移动，仅考虑光线在三

棱镜内的一次反射。

(1)请在ABC平面内画出能从和AB出射的典型光线的光路图；

(2)求光线从A点向C点平移的过程中，在边能有光线射出的范围。

31.(2024・山东济南•三模)2024年国产智能手机技术发展迅猛，某一国产手机首次配备了超聚光伸缩摄像

头，某同学用一块截面为等腰直角三角形的透明材料ABC替代透镜模拟该摄像头的工作原理。如图所示，

光屏与2C边平行，过2C中点”与顶点A的虚线与光屏交于N点。两束单色光平行于射入透明材料。

已知透明材料的折射率为〃=逅，AC边长为d,两束单色光射入点到M的距离均为正心"N的距离为

24

3("+不考虑在直角边上发生的反射，真空中的光速为c,tanl5o=2-求

4

(1)光穿过透明材料所用的时间；

(2)要使两束单色光经过透明材料后汇聚到光屏上的N点，通过计算说明应将透明材料沿向左还是向

右移动。

32.（2024・广东茂名.模拟预测）如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，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，可实现对每一个像素单元的可视

角度。的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕,可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为百d,

相邻屏障的间隙为2d。求:

防

冠

屏

（1）点光源在透明介质中对应的最大入射角;

（2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率应该满足什么条件?

33.（2024・湖北•三模）如图甲为一玻璃半球的截面图，其半径为R,。为球心，为直径，现有均匀分布

的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠（不含圆底面）的表面积为5=2万R/z（如图乙，其中R为球的半

径，力为球冠的高），光在真空中传播的速度为c,玻璃对红光的折射率为力=1.25,若只考虑首次射到球面

甲乙

A.从半球面射出的光中，在玻璃内的传播时间最短为丁

4c