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文档简介
专题13光学电磁波
目录
第一部分风向速递洞察考向,感知前沿
第二部分分层突破固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01折射定律及折射率的应用
题型02光的折射和全反射的综合应用
题型03光的干涉、衍射和偏振
题型04电磁波及电磁波谱
B组·抢分能力练
第三部分真题验证对标高考,感悟考法
1.巴西科学家莫泽将漂白剂滴入装满水的透明水瓶里,制成可用于白天室内照明的莫泽灯,原理
图如图(a)。为方便研究,将水瓶简化成高h、直径为d的圆柱体,如图(b)所示,A、B、C、D为通
过中轴线纵截面图的四个顶点,有一束红光从C点射入,若经瓶身侧边CD折射后从AB中点射出。已知红
光与BC边的夹角为,光在空气中的速度为c,忽略塑料瓶对光的折射。下列说法正确的是()
h2
d2
A.红光通过瓶子的时间为4
c
B.由题目条件可以求出瓶内溶液对红光的折射率
C.根据对称性,红光射出水瓶时与AB的夹角为
D.若仅将红光换成紫光,可能在AB边发生全反射
【答案】B
2
2h
【解析】A.光在瓶内传播路径为C到AB中点,距离sd
2
h2
scd2
传播时间t(瓶内光速vc),而非,故A错误;
vn4
c
B.光路图示意图如下
sin
h
已知入射角和折射角1(tan1),由折射定律n可求折射率,故B正确;
2dsin1
C.在AB边折射后,法线垂直于AB边,折射角是折射光线与法线的夹角3,根据对称性折射角为3,
因此红光射出水瓶时与AB的夹角为90,故C错误;
D.在当前条件下,红光第二次折射没有发生全反射,因此第二次折射入射角小于临界角2Cr,又
12,因此第一次折射的入射角90,当换成紫光后,第一次折射的入射角90,第一次折射角小
于临界角1Cr,因此第二次折射入射角21小于临界角,不会发生全反射,故D错误。故选B。
2.某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时,可换光学器件处未放任何器件,能在
光屏上看到彩色条纹,则()
A.若透过红色滤光片观察光屏,会看到红黑相间的条纹
B.若仅把双缝转动90°,光屏的彩色条纹也将旋转90°
C.若在可换光学器件处放入偏振片,光屏上的彩色条纹将变成单色明暗相间的条纹
D.若在可换光学器件处分别放入红色、绿色滤光片,则放入绿色滤光片时,光屏上相邻亮条纹中心间
距更大
【答案】A
【解析】A.由题意可知,光屏上有彩色的条纹,红色滤光片只允许红光透过,则若透过红色滤光片观
察光屏,会看到红黑相间的条纹,故A正确;
B.若仅把双缝转动90°,则光屏的条纹消失,故B错误;
C.若在可换光学器件处放入偏振片,光屏上的彩色条纹将变暗,故C错误;
L
D.根据Δxλ可知,放入绿色滤光片时,波长减小,则光屏上相邻亮条纹中心间距x减小,故D
d
错误。故选A。
3.如图所示,截面呈矩形的棱镜底部有一点光源,光源S发射出一细光束斜射到上表面的O点,
光束射出上表面后分成两细光束a、b。已知光束SO在棱镜中与法线的夹角为r30,光束a、b与法线的
夹角分别为i145、i260。下列说法正确的是()
A.无论光束SO与法线的夹角多大,光束均能从棱镜上表面射出
B.a、b通过同一双缝干涉装置,b的干涉条纹间距大
C.a、b在棱镜中传播的时间相等
6
D.a、b相对棱镜的临界角正弦值之比为
2
【答案】D
【解析】A.光束从棱镜射出空气,当入射角大于等于全反射临界角时,光束不能从棱镜上表面射出,
故A错误;
B.由题图可知,光束均从棱镜上表面射出时,b光的偏折程度较大,所以棱镜对a光的折射率小于对
L
b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,a光的波长大于b光的波长,根据x可知,a、b通过
d
同一双缝干涉装置,a的干涉条纹间距大,故B错误;
c
C.根据v,由于棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率,则a光在棱镜中的传播速度较大,a、
n
b在棱镜中传播的距离相等,所以a在棱镜中传播的时间较短,故C错误;
sin45sin60
D.棱镜对a、b光的折射率分别为n2,n3
asin30bsin30
1sinCn6
根据sinC可知,a、b相对棱镜的临界角正弦值之比为ab,故D正确。故选D。
nsinCbna2
4.刷掌支付相比于密码和指纹支付更安全、准确,其原理是静脉识别。用户将手掌置于带有传
感器的支付终端上方,支付终端发射近红外光对手掌进行扫描,手掌皮下的静脉血管中的血红蛋白会吸收
部分特定波长的近红外光,导致静脉血管反射的光线相比其他组织反射的光线更弱,传感器根据检测到的
反射光的强度差异,结合AI人工智能技术,提取静脉图案并生成加密模板。下列说法正确的是()
A.掌静脉识别技术利用了光的衍射B.该光源的波长比可见光的波长长
C.入射光经手掌反射后频率会变低D.图案中静脉血管形成的纹路比其他组织亮
【答案】B
【解析】A.衍射是光在传播过程中遇到障碍物时,光线偏离直线传播的现象,而掌静脉识别技术主要
是基于红外线反射原理,而非光的衍射,A错误;
B.近红外光的波长大于可见光的波长,B正确;
C.光的频率是由光源决定的,与反射无关,反射不会改变其频率,C错误;
D.由于静脉血管中的血红蛋白对部分特定波长的近红外光有较高的吸收率,因此反射回来的光线较少,
使得静脉血管在图像中显得比周围组织暗,D错误。故选B。
5.同学们进入高考考场时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备,如图为某款金属探测
仪,该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。在LC振荡电路中,电容器C极板上的
带电量q随时间t变化的规律如图所示,则该振荡电路()
A.LC回路的周期为0.04s
-
B.LC回路中电场能的周期为4×106s
C.2×10-6~3×10-6s电容器处于放电过程
D.增大线圈自感系数L,则周期会减小
【答案】C
【解析】A.根据图像可知,LC回路的周期为T4106s,故A错误;
1
B.LC回路中电场能是标量,所以电场能的周期为TT2106s,故B错误;
2
C.2×10-6~3×10-6s电容器电荷量减小,处于放电过程,故C正确;
D.根据T2LC可知周期会增大。故D错误;故选C。
01折射定律及折射率的应用
1.(2024·北京顺义区·一模)如图所示是光线由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气中的光路图。
O点是半圆形玻璃砖的圆心,不可能发生的是()
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】AB.光线从空气进入玻璃砖,在圆心处发生折射,入射角大于折射角,从玻璃砖进入空气时,
入射光线沿半径方向与界面垂直,传播方向不变。故A正确,与题意不符;B错误,与题意相符;
C.光线在圆心O从空气垂直进入玻璃砖,传播方向不变,在玻璃砖中沿半径方向射向空气,传播方
向也不变。故C正确,与题意不符;
D.光线从空气沿半径方向进入玻璃砖,传播方向不变,在圆心O处进入空气,折射角大于入射角。
故D正确,与题意不符。本题选错误的故选B。
2.(2024·北京清华附中·期中)A与B是两束平行的单色光,它们从空气(可当成真空环境)射入水中的
折射角分别为θA、θB,若θA>θB,则()
A.在真空中A的传播速度大于B的传播速度
B.在水中A的传播速度大于B的传播速度
C.A的频率大于B的频率
D.水对A的折射率大于对B的折射率
【答案】B
【解析】A.在真空中各种光的传播速度均相同,选项A错误;
BCD.根据
sin
n
sin
因入射角相等,θA>θB,则
nA<nB
则A的频率小于B的频率,根据
c
v
n
可知,在水中A的传播速度大于B的传播速度,选项B正确,CD错误。故选B。
h
3.(2025·北京西城·一模)光具有力学效应,该效应可以从动量的角度进行分析:光子的动量为p(h
为普朗克常量,λ为光的波长),当光与物体相互作用时,会发生动量的传递,物体的动量随时间发生变化,
表明物体受到了力的作用。通常情况下,光照射到物体表面时,会对物体产生推力,将其推离光源。有些
情况下,光也能对物体产生光学牵引力,使物体“逆光而上”。光学牵引实验中,科学家使用特殊设计的激
光束照射透明介质微粒,使微粒受到与光传播方向相反的力,实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的
是()
A.光从真空垂直介质表面射入介质,光子的动量不变
B.光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关
C.光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关
D.介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同
【答案】C
h
【解析】A.光进入介质后,速度减小,波长变短。光子动量p,动量增大,故A错误;
n
B.光子动量变化是矢量变化,与入射角度有关。例如,斜入射时折射或反射的动量方向改变更复杂,
垂直入射时动量方向完全反向,故动量变化量与入射角度相关,故B错误;
C.光学牵引力的大小取决于介质微粒的折射率(影响光在微粒内的传播和动量传递)及激光束的特性
(如波长、强度、模式等),故C正确;
D.根据动量定理可知光受到微粒的力与光的动量变化量的方向相同,根据牛顿第三定律可知微粒所受
的力方向应与光束的动量变化方向相反,例如,若光束动量减少(方向改变),微粒获得的动量方向与光
束动量变化相反,故牵引力方向与光束动量变化方向相反,故D错误。故选C。
4.(2025·北京朝阳·二模)如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光
a和b。下列说法正确的是()
A.玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B.在玻璃中的传播速率a光大于b光
C.在玻璃中a光的波长大于b光的波长
D.若a光可使某种金属发生光电效应,则b光一定能
【答案】A
【解析】A.由光路图可知a光的偏折程度更大,则玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,A正
确;
c
B.根据折射率与传播速度的关系v
n
因为玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,可知在玻璃中的传播速率a光小于b光,B错误;
C.根据n0
可知在玻璃中a光的波长小于b光的波长,C错误;
D.由上述分析可知a光的折射率大,频率大,即ab
根据hW0Ek可知若a光可使某种金属发生光电效应,则b光不一定能发生光电效应,D错误。故
选A。
5.(2025·北京海淀·二模)在如图所示的平面内,光束a从介质斜射向空气,出射光为b、c两束单色光。
关于b、c两束单色光,下列说法正确的是()
A.介质对b光的折射率较大
B.在介质中,b光的传播速度较大
C.发生全反射时,b光的临界角较小
D.若两束光都能使某种金属发生光电效应,则b光产生光电子的最大初动能较大
【答案】B
【解析】A.根据光路图知,c光的偏折程度大于b光,则c光的折射率大于b光,故A错误;
c
B.c光的折射率大,根据n知,c光在介质中传播的速度较小,b光的传播速度较大,B正确;
v
1
C.根据sinC知,c光的折射率大,则c光全反射的临界角较小,故C错误;
n
D.光电子的最大初动能EkhW0
c光的折射率大,则c光的频率大,c光产生光电子的最大初动能较大,故D错误。故选B。
02光的折射和全反射的综合应用
6.(2025·北京房山·一模)如图所示,一束可见光a射向半圆形玻璃砖的圆心О,经折射后分为两束单色
光b和c。下列说法正确的是()
A.此现象为光的全反射现象
B.光束b的波长小于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率小于对光束c的折射率
D.在真空中光束b的传播速度小于光束c的传播速度
【答案】C
【解析】A.此现象为光的折射现象,不是全反射现象,故A错误;
BC.由题图可知c光在玻璃砖中的偏折程度较大,故玻璃砖对c光的折射率大,c光的频率大,波长
小,故B错误,C正确;
D.在真空中光束的速度都相等,故D错误。故选C。
7.(2025·北京市丰台区·开学)水中的气泡看上去特别明亮。这种现象属于光的()
A.全反射现象B.衍射现象C.干涉现象D.偏振现象
【答案】A
【解析】水中的气泡看上去特别明亮,这种现象属于光的全反射现象。当光从水中(光密介质)射入
气泡内的空气(光疏介质)时,若入射角大于临界角,会发生全反射。此时光线无法折射进入空气,而是
全部反射回水中。这些被反射的光进入人眼,使得气泡边缘显得特别明亮。故选A。
8.我国自主研发的“全光纤量子通信网络”采用双涂层光纤传输信号。如图所示,某光纤内芯折射率为n1,
外层为折射率为n2的涂层(n1n2),最外层为保护材料.若一束单色光从空气(折射率n01)以入射角
射入光纤端面,下列说法正确的是()
A.光纤内芯的折射率大于涂层,光在内芯与涂层的界面处一定发生全反射
B.光从空气进入内芯时,若增大入射角,折射角可能超过临界角导致光无法进入内芯
C.相同条件下,红光在光纤中的传播速度比蓝光大
D.若将此光纤置于水中(折射率n31.33),光在内芯与涂层界面发生全反射的临界角会减小
【答案】C
【解析】A.虽然n1n2是实现全反射的必要条件,但只有光从内芯射向涂层且入射角超过临界角时才
会发生全反射,故A错误;
B.光从空气(低折射率)进入内芯(高折射率)时,折射角总小于入射角.即使入射角增大到90,
仍能进入内芯,故B错误;
c
C.红光的折射率小于蓝光(n红n蓝),根据v,折射率越大光速越小.因此,红光在光纤中传播速
n
度更大,故C正确;
n
D.全反射的临界角由内芯和涂层的折射率决定,即sinC2,与外部介质无关。即使光纤置于水中,
n1
临界角仍由n1和n2的比值确定,不会减小,故D错误。故选C。
9.半圆柱玻璃砖和长方体玻璃砖放置在水平桌面上,其俯视图如图所示。O为半圆的圆心,ab为半圆的直
径,其长度为2R。eh边长度为0.4R,ef边平行于ab,d为ef上的一点,且O、d连线垂直于ef,Od长
为0.3R。一束单色光由gh边上的c点以53的入射角平行于水平桌面射入长方体玻璃砖,光线由d点射
出,经ab边上的k点(图中未画出)射入半圆形玻璃砖,折射后射向圆弧上的p点(图中未画出)。已知
两玻璃砖对该光的折射率相同,c、d之间的距离为0.5R,不考虑光的多次反射,sin370.6,cos370.8。
下列说法正确的是()
5
A.两玻璃砖对该光的折射率为
3
B.光线在p点会发生全反射
8
C.光线在p点入射角的正弦值为
25
8
D.光线在p点出射角的正弦值为
15
【答案】C
0.4R
【解析】A.根据题意作出光路图如图所示,设光线在c点的折射角为,有cos0.8
0.5R
得出37
sin534
由折射定律可知玻璃砖的折射率n,A错误;
sin3
C.根据平行玻璃砖的性质可知光线在k点的折射角亦为,设光线在p点的入射角为,由正弦定理
sinsin90
有
xOkR
其中Ok的长xOk0.3Rtan530.4R
8
得出sin,C正确;
25
1sin32
BD.因sin,可知光线可从p点射出,设出射角为,由n,得出sin,BD错误。
nsin75
故选C。
03光的干涉、衍射和偏振
10.(2025·北京西城·一模)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,下列说法正确的是()
A.这是干涉现象
B.这是衍射现象
C.该现象说明光具有粒子性
D.该现象说明光是横波
【答案】A
【解析】ABC.阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这是干涉现象,说明光的波动性,故A正确,BC错误;
D.光的偏振说明光是横波,光的干涉现象不能说明光是横波,故D错误。故选A。
11.(2025·北京市东城区·一模)如图所示是双缝干涉实验装置,用绿色激光照射双缝时,光屏上有明暗相
间的条纹。若其他条件不变,则下列说法正确的是()
A.减小双缝到光屏的距离,条纹间距变小
B.减小光源到双缝的距离,条纹间距变大
C.换用蓝色激光照射双缝,条纹间距变大
D.换用红色激光照射双缝,条纹间距变小
【答案】A
L
【解析】根据条纹间距公式x
d
其中L为双缝到光屏的距离,d为双缝的宽度:
L
A.根据条纹间距公式x可知减小双缝到光屏的距离,条纹间距变小,故A正确;
d
L
B.根据条纹间距公式x可知减小光源到双缝的距离,条纹间距不变,故B错误;
d
L
C.蓝光的波长绿光的波长短,根据条纹间距公式x可知换用蓝色激光照射双缝,条纹间距变
d
小,故C错误;
L
D.红光的波长绿光的波长长,根据条纹间距公式x可知换用红色激光照射双缝,条纹间距变
d
大,故D错误。故选A。
12.(2024·北京朝阳·一模)观察图1、图2两幅图中的现象,下列说法正确的是()
A.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移,是由光的折射引起的
B.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移,是由光的反射引起的
C.图2中肥皂膜上的条纹是由于光的全反射形成的
D.图2中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的
【答案】A
【解析】AB.图1中竖直浸在水中的这段筷子产生了侧移,这是光从一种介质进入另一种介质时,传
播方向发生改变而引起,可知是由光的折射引起的,故A正确,B错误;
CD.图2中发生的是薄膜干涉,可知,肥皂膜上的条纹是由于光的干涉形成的,故CD错误。故选A。
13.(2024·北京人大附中·一模)下列说法中正确的是()
A.用肥皂膜观察光的薄膜干涉,人应该和光源在膜的同一侧
B.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象
C.拍摄橱窗内的展品,调整照相机镜头外的偏振片是让更多光线进入镜头
D.用紫外线照射锌板后,发生光电效应后的锌板应该带负电
【答案】A
【解析】A.观察薄膜干涉条纹时,是两列频率相同的反射光在薄膜上出现的现象,因此在入射光的同
一侧,故A正确;
B.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的衍射现象,故B错误;
C.调整照相机镜头外的偏振片,会减弱橱窗玻璃反射光进入镜头的强度,使橱窗内物体的影像更清晰,
故C错误;
D.紫外线照射锌板,发生光电效应,锌板因失去电子,而带正电,故D错误。故选A。
14.(2025·北京东城·二模)如图甲所示,用激光照射一个小钢球,光屏上出现如图乙所示的图样,在阴影
中心有一个小亮斑。这种现象是光的()
A.衍射现象B.偏振现象
C.折射现象D.多普勒效应
【答案】A
【解析】用激光照射一个小钢球,光屏上出现如图乙所示的图样,在阴影中心有一个小亮斑,这是光
的衍射造成的,即这种现象是光的衍射现象。故选A。
15.(2024·北京北师大附属实验中学·零模)关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是()
A.“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉
B.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故
C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D.一束单色光由空气射入玻璃,这束光的波长变长
【答案】B
【解析】A.“3D电影”的播放和观看利用了光的偏振现象,故A错误;
B.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,即从光密介质射向光疏介质时,一部分光
在界面上发生了全反射,故B正确;
C.电磁波可以在真空中传播,也可以在光导纤维中传播,故C错误;
c
D.光疏介质进入光密介质,由v可知其传播速度变慢,单色光在不同的介质中传播的频率不变,
n
由v=λf可知其波长变短,故D错误。故选B。
04电磁波及电磁波谱
16.(2025·北京市昌平区·期末)类比是解决问题的一种有效方法。机械振动(图1)和电磁振荡(图2)
属于不同的物理现象,表面上似乎互不关联,但机械振动的xt图像和电磁振荡的qt图像,形式上都是
ΔxΔq
ΔΔ
余弦函数;进一步研究发现,它们的运动学方程Δt和Δtq具有相似的形式。数
mkx0L0
ΔtΔtC
学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共同的规律,下列说法正确的是()
A.已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度,通过类比可知电容C是电磁“惯性”大小的量度
B.已知LC电路的周期为2πLC,通过类比可知弹簧振子的周期为2πmk
11
C.已知弹簧振子的弹性势能为kx2,通过类比可知LC电路中电场能为Cq2
22
11
D.已知弹簧振子的动能为mv2,通过类比可知LC电路中磁场能为LI2
22
【答案】D
【解析】A.质量m是物体机械运动惯性大小的量度,通过类比可知电感L是电磁“惯性”大小的量度,
A错误;
B.LC电路的周期为,通过类比可知弹簧振子的周期为2πm,B错误;
2πLCk
2
121q
C.弹簧振子的弹性势能为kx,通过类比可知LC电路中电场能为,C错误;
22C
12Δx
D.弹簧振子的动能为mv,其中vΔ
2Δt
1Δq2
通过类比可知LC电路中磁场能为L[Δ]
2Δt
Δq
又因为IΔ
Δt
1
故有LC电路中磁场能为LI2,D正确。故选D。
2
1.(2025·北京育才学校·适应性仿真)如图所示的平面内,光束a从空气中经圆心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.玻璃对b光的折射率较小
B.在玻璃中,b光的传播速度较大
C.发生全反射时,b光的临界角较大
D.若两束光都能使某种金属发生光电效应,则b光产生光电子的最大初动能较大
【答案】D
【解析】A.由光路可知,b光的偏折程度较大,可知玻璃对b光的折射率较大,A错误;
c
B.根据v可知,在玻璃中,b光的传播速度较小,B错误;
n
1
C.根据sinC可知,发生全反射时,b光的临界角较小,C错误;
n
D.若两束光都能使某种金属发生光电效应,根据EkmhW,因b光频率较大,则b光产生光电子
的最大初动能较大,D正确。故选D。
3.(2025·北京东城·二模)机械波在介质中传播时会受到介质的阻碍作用,介质密度与波在介质中的传
播速度u的乘积称为波阻z,即zu。波阻大的介质称为波密介质,波阻小的介质称为波疏介质。当一列
简谐波自介质1垂直入射至介质2,在边界上同时发生反射和透射,反射系数R与透射系数T分别为
24zz
z1z212
R和T2,其中z、z分别为机械波在介质1、2中的波阻;反射系数R等于反射波的
2zz12
z1z212
强度与入射波的强度之比,透射系数T等于透射波的强度与入射波的强度之比。下表给出了部分介质对声
波在其中传播时的波阻。已知空气的密度约为1kg/m3,水的密度为1103kg/m3。下列说法正确的是()
21
介质波阻z/kgms
空气4.16102
水1.48106
蓖麻油1.36106
脂肪1.36106
肌肉1.63106
岩石大于10106
A.声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上,主要发生反射现象
B.声波由空气垂直入射到岩石壁,主要发生透射
C.声波由空气垂直入射到水面,主要发生透射,传播速度变大
D.用超声波检查身体时,在探头与皮肤之间涂蓖麻油可以增大透射系数
【答案】D
2
z1z2
【解析】A.声波垂直入射到波阻相差很小(z1z20)的两介质界面上时,根据R2
z1z2
可知反射系数R趋于0,可知反射波强度很小,则此时声波主要发生了透射现象,故A错误;
B.声波由空气垂直入射到岩石壁,图表数据可知此时波阻相差很大,即反射系数
2
101064.16102
R21
101064.16102
可知反射波强度很大,则此时声波主要发生了反射现象,故B错误;
C.声波由空气垂直入射到水面,图表数据可知此时波阻相差较大,可知反射系数R趋于1,可知反射
波强度较大,则此时声波主要发生了反射现象,故C错误;
D.用超声波检查身体时,在探头与皮肤之间涂蓖麻油,是因为蓖麻油的波阻介于探头材料和皮肤之间。
4z1z2
根据透射系数公式T2
z1z2
这样能使探头与皮肤之间波阻差异减小,从而增大透射系数,让更多超声波透射到身体内部便于检查,
故D正确。故选D。
3.(2025·北京通州·一模)如图所示,由红光与黄光组成的双色光,从空气斜射向一块平行玻璃砖,在上
表面经折射分成两束单色光a、b,并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是()
A.a光为红光
B.在真空中,a光的速度更快
C.a、b光射出玻璃砖时,两束光线平行
D.a、b光分别照射同一个双缝装置,a光产生的干涉条纹更宽
【答案】C
【解析】A.光的偏折越大,则折射率越大,可知a的折射率更大,则a为黄光,故A错误;
c
B.介质中的光速v,则b光的速度更快,故B错误;
n
C.因为a、b光束射到下表面的入射角等于射到上表面的折射角,可知从下表射出时的折射角等于射
到上表面时的入射角,即光分别从下表面两点射出后,两束光相互平行,故C正确;
L
D.a的频率大,则a的波长短,根据x可知,通过相同的双缝装置,a的条纹更窄,故D错误。
d
故选C。
4.(2024·北京通州潞河中学·月考)把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜,用它观察灯
焰。右图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是()
A.拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近
B.拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近
C.肥皂膜在竖直平面内静置时,其厚度处处相同
D.为了便于观察干涉图样,观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧
【答案】A
【解析】ABC.肥皂膜在竖直平面内静置时,由于重力作用呈现上薄下厚的分布,从薄膜的前后表面
反射的光叠加而出现干涉条纹,则在相同的厚度处出现的干涉条纹颜色相同,则干涉条纹应该横向分布,
则拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近,故A正确,BC错误;
D.光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光,这两列光的频率相同,产生干涉
现象,所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象。故D错误。故选A。
5.(2024·北京海淀·二模)下列关于光的现象说法正确的是()
A.泊松亮斑是光的圆孔衍射现象
B.光照射刀片的阴影轮廓模糊不清,是光的衍射现象
C.鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮,是光的干涉现象
D.用双缝干涉测量光的波长时,在单缝与光源之间放上滤光片是为了增强干涉
【答案】B
【解析】A.泊松亮斑是一种由于光的衍射而产生的一种光学现象,是指当单色光照射在宽度小于或等
于光源波长的不透光的小圆板时,就会在小圆板之后的光屏上出现环状的互为同心圆的明暗相间的衍射条
纹,并且在同心圆的圆心处会出现一个较小的亮斑,这就是泊松亮斑,故A错误;
B.光照射刀片的阴影轮廓模糊不清,是光的衍射现象,故B正确;
C.鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮,是光的全反射现象,故C错误;
D.用双缝干涉测量光的波长时,在单缝与光源之间放上滤光片是为了使入射光变成单色光,故D错
误。故选B。
6.(2024·北京东城·二模)如图甲所示,在平静的水面下有一个点光源S,它发出的光包含两种单色光,
分别为红光和蓝光。光从如图乙所示水面上的圆形区域中射出,该区域分为Ⅰ、Ⅱ两部分,如图乙所示。则
下列说法正确的是()
A.区域Ⅰ为红、蓝复色光,区域Ⅱ为红色单色光
B.区域Ⅰ为红色单色光,区域Ⅱ为蓝色单色光
C.区域Ⅰ为红、蓝复色光,区域Ⅱ为蓝色单色光
D.区域Ⅰ为红色单色光,区域Ⅱ为红、蓝复色光
【答案】A
【解析】由题意可知,光线发生全反射时,临界角满足
1
sinC
n
因为红光和蓝光的频率f红<f蓝,所以红光和蓝光的折射率n红<n蓝,综合上式可得,红光和蓝光的临界
角C红>C蓝。所以蓝光先发生全反射,区域Ⅰ为红、蓝复色光,区域Ⅱ为红色单色光。故选A。
7.(2025·延庆一中·月考)如图所示的几个现象中,解释成因正确的是()
A.甲所示泊松亮斑是由于光的干涉而产生的一种光学现象
B.乙所示水中的气泡看上去特别明亮是因为部分光线在气泡的表面发生了全反射
C.丙所示在观看3D电影时,观众要戴上特制的眼镜,这是利用了光的偏振
D.丁所示竖直放置的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,这是由于光的干涉造成的
【答案】BCD
【解析】A.甲图所示为泊松亮斑,是由于光的衍射而产生的一种光学现象,故A错误;
B.乙所示水中的气泡看上去特别明亮,是光从水射向气泡时发生了全反射造成的,故B正确;
C.丙所示在观看3D电影时,观众要戴上特制的眼镜,这是因为光具有偏振特性,故C正确;
D.竖直放置的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于发生了薄膜干涉,故D正确。故选BCD。
1.(2025·北京·高考真题)“姑苏城外寒山寺,夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因,从波传播的角度
分析,特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类
比光线,用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源,发出的声波在空气中向周
围传播,声线示意如图(不考虑地面的反射)。已知气温越高的地方,声波传播速度越大。下列说法正确
的是()
A.从M点到N点声波波长变长
B.S点气温低于地面
C.忽略传播过程中空气对声波的吸收,则从M点到N点声音不减弱
D.若将同一声源移至N点,发出的声波传播到S点一定沿图中声线NMS
【答案】D
【解析】声音的传播类比光线传播,即类比光线的折射率;若空气中的温度均匀,从S发出的光线应
该向四周沿直线传播,题目中“声线”向地面传播的过程中,越来越靠近法线,即12,因此越靠近地面空
c
气对声音的折射率n越大,类比光在介质中传播的速度v可知折射率越大,光速越小,因此声音越靠近
n
地面,声速越小,温度越低。
A.从M点到N点靠近地面,声音频率f不变,声速减小,根据vf可知波长变短,A错误;
B.声源S处在地面上方,温度高于地面,B错误;
C.声音在传播过程中受到介质的阻碍和向四周分散,声音强度会减弱,C错误;
D.将声源移至N点,类比光路的可逆性可知发出的声波传播到S点一定沿图中声线NMS,D正确。
故选D。
2.(2025·北京·高考真题)下列现象属于光的衍射的是()
A.雨后天空出现彩虹B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色D.水中的气泡看上去特别明亮
【答案】B
【解析】A.雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的,属于光的色散现象,故A不符
合题意;
B.通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹,是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象,故B符合题意;
C.肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的,属于薄膜干涉,故C不符合题意;
D.水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射,使得更多光线进入人眼,故D不符合题意。
故选B。
3.(2023·北京·高考)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
【解析】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。
4.(2025·重庆·真题)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为的激光垂直入射到双缝上,在
屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a,则()
aa
A.相邻两亮条纹间距为B.相邻两暗条纹间距为
55
4la
C.双缝之间的距离为D.双缝之间的距离为
a4l
【答案】C
a
【解析】AB.根据题意,由图可知,相邻两亮条纹(暗条纹)间距为x,故AB错误;
4
ll4l
CD.由公式x可得,双缝之间的距离为d,故C正确,D错误。故选C。
dxa
5.(2025·广东·真题)如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱
镜,出射光相对于入射光的偏转角为,该折射率为()
sin()sin()sinsin
A.B.C.D.
sinsinsinsin
【答案】A
【解析】光路图如图所示
sin
则有折射定律可得n
sin
故选A。
6.(2025·湖南·真题)如图,ABC为半圆柱体透明介质的横截面,AC
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