2026版高考物理二轮复习微专题12　光　电磁波

微专题12光电磁波1.光的折射与全反射(1)折射率：n12＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，n＝eq\f(c,v).(2)全反射：光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时，折射光消失的现象．临界角满足sinC＝eq\f(1,n).(3)光导纤维：内芯的折射率较大，外套的折射率较小；光在内芯与外套的界面处发生全反射．2.光的色散：白光经过三棱镜后可以分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光，折射率依次增大，频率依次增大，波长依次减小．3.光的干涉(1)频率相同的光经过双缝干涉，在光屏上形成等间距的明暗相间的条纹；当光程差Δr＝2n×eq\f(λ,2)(n＝0，±1，±2，…)时，产生明条纹；当光程差Δr＝(2n＋1)×eq\f(λ,2)(n＝0，±1，±2，…)时，产生暗条纹．(2)条纹间距：Δx＝eq\f(l,d)λ；应用：薄膜干涉，牛顿环，三角形空气层干涉．(3)增透膜的原理是薄膜干涉，作用是减小反射光，其最小厚度为光在膜中波长的eq\f(1,4).(4)薄膜干涉中用标准样板(空气间隙干涉)检查工件表面情况：条纹向窄处弯是凹，向宽处弯是凸．4.光的衍射和偏振(1)当缝的宽度等于或小于波长时，能发生明显的衍射现象；衍射时形成的是中央宽且亮、两边逐渐变窄变暗的条纹．(2)光有偏振现象，说明光是横波；自然光通过偏振片变成偏振光；应用：摄影，液晶，3D眼镜．5.电磁振荡与电磁波(1)电磁振荡：T＝2πeq\r(LC)，电流为0时电场能最大，电流最大时磁场能最大．(2)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；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证明了电磁波的存在．(3)光的本质就是电磁波，电磁波传播不需要介质，在介质中传播时，速度与介质材料和电磁波频率有关．(4)电磁波谱：无线电波→微波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线(波长变短)．考情一光的折射与全反射1.(2025·江苏卷)如图所示，一束激光射入肥皂泡后(入射激光束未在图中标出)，肥皂膜内出现一亮环．肥皂膜内的激光(D)A.波长等于亮环的周长B.频率比在真空中的大C.在肥皂膜与空气的界面上发生衍射D.在肥皂膜与空气的界面上发生全反射【解析】同一束激光在不同的介质中传播时，频率相同，波长不同，激光波长与亮环周长无关，故A、B错误；在肥皂膜内出现一个亮环，是因为激光在空气与肥皂膜分界面处发生了全反射，故C错误，D正确．2.(2024·江苏卷)现有一光线以相同的入射角θ，打在两杯不同浓度的NaCl溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大，则(A)A.甲折射率大 B.甲浓度小C.甲速度大 D.甲临界角大【解析】入射角相同，由于β1<β2，根据折射定律可知n甲>n乙，故甲浓度大；根据v＝eq\f(c,n)，可知光线在甲中的传播速度较小，由sinC＝eq\f(1,n)可知折射率越大，临界角越小，故甲临界角小，故A正确．3.(2022·江苏卷)如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求：(1)水的折射率n.(2)两条折射光线之间的距离d.答案：(1)tanθ(2)Dtanθ【解析】(1)设折射角为r，根据几何关系可得r＝90°－θ根据折射定律可得n＝eq\f(sinθ,sinr)联立可得n＝tanθ(2)如图所示根据几何关系可得d＝eq\f(D,sin90°－θ)·sinθ＝Dtanθ考情二光的波动性4.(2023·江苏卷)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(B)A.eq\f(1,3) B.eq\f(1,2)C.2倍 D.3倍【解析】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx＝eq\f(L,d)λ，由题图知Δx乙＝2Δx甲，则d乙＝eq\f(1,2)d甲，故B正确．5.(2024·江苏卷)戴上立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片亮，右镜片暗；现在将手机屏幕旋转90度，会观察到(D)A.两镜片都变亮B.两镜片都变暗C.两镜片没有任何变化D.左镜片变暗，右镜片变亮【解析】立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振，其镜片为偏振片，戴上立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片亮，右镜片暗，将手机屏幕旋转90度后左镜片变暗，右镜片变亮，故D正确．考情三电磁振荡与电磁波6.(2025·江苏卷)如图所示，将开关S由a拨到b，使电容器C与线圈L构成回路．以电容器C开始放电作为0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图像是(A)【解析】根据题意可知，将开关由a拨到b时，电容器和自感线圈组成回路，此回路为振荡电路，产生周期性迅速变化的振荡电流．电场能与磁场能相互转化的过程中，电路向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，最大电流越来越小．故A正确.考向1光的折射与全反射(2025·苏锡常镇调研二)如图所示，阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，ABCO构成边长为R的正方形，AC为圆心在O点的圆弧．一光线从O点射出沿OE方向射入元件，光线恰好不能从AB面射出，∠AOE＝30°，真空中光速为c.求：(1)该材料的折射率n.(2)光线从O点射出到第一次射至AB面的时间t.答案：(1)2(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)\r(3)－1))eq\f(R,c)【解析】(1)设该光学元件全反射临界角为C，从点光源沿OE方向射入元件的光线恰好不能从AB面射出则可知C＝30°根据sinC＝eq\f(1,n)可得n＝2(2)光从O射到E时间t1＝eq\f(R,c)光在介质中的速度为v＝eq\f(c,n)光从E射至AB边的时间为t2＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,cos30°)－R)),v)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)\r(3)－2))R,c)点光源发出的光射至AB边的时间t＝t1＋t2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)\r(3)－1))eq\f(R,c)全反射现象中光传播时间的求解方法1.全反射现象中，要注意的是光在同种均匀介质中的传播速度不是c，而是v＝eq\f(c,n).2.全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定．3.利用t＝eq\f(l,v)求解光的传播时间．题组跟进11.(2025·南通第二次调研)如图所示，ABCD是折射率n＝2.4的透明介质做成的四棱柱横截面，其中∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°.现有一束光垂直入射到棱镜的AB面上，入射点从A移到B的过程中，光只能(D)A.从CD、BC面射出B.从BC、AD面射出C.从AB、AD面射出D.从AB、BC面射出【解析】光线从左侧垂直AB射入棱镜时，透射方向不变，光线射到CD时，由几何知识得：入射角为i＝30°，该棱镜的临界角为C，则sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,2.4)<eq\f(1,2)，故有C＜30°，所以直接射到DC面上的光线发生了全反射(例如光线①)，然后射到AB面上的入射角为60°，再次全反射后垂直射到BC面上射出；射到DC面上的光线全反射后射到BC面上时(例如光线②)入射角为60°，再次全反射垂直射到AB面上射出；直接射到BC面上的光线的入射角为60°，也发生全反射射到DC面上，再次全反射后垂直AB面射出(例如光线③)．光路图如图所示，则入射点从A移到B的过程中，光只能从AB、BC面射出，故D正确．2.(2025·苏州三模)如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c.下列说法中正确的是(B)A.折射率n1小于折射率n2B.光在光纤中传播的速度为eq\f(c,n1)C.光射到内、外层界面的临界角C满足sinC＝eq\f(1,n1)D.光从光纤的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为eq\f(n\o\al(2,1)L,c)【解析】如图所示，欲使光在n1和n2的界面上发生全反射，需有n1>n2，故A错误；根据n1＝eq\f(c,v)，可得光在光纤中传播的速度v＝eq\f(c,n1)，故B正确；光射到内、外层界面的临界角C满足n1sinC＝n2sin90°，可得sinC＝eq\f(n2,n1)，故C错误；光从光纤的一端射入，经全反射后从另一端射出，传播的最长路程为s＝eq\f(L,sinC)＝eq\f(n1L,n2)，则所需的最长时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c)，故D错误．3.(2025·南京、盐城一模)某学校有一个景观水池，水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光的LED光源S，如图所示(侧视图)．某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形(图中没有画出)，若圆形区域半径为r，水对红光的折射率为n，真空中的光速为c，该光源大小忽略不计．求：(1)红光在水中的速度v.(2)池中水的深度h.答案：(1)eq\f(c,n)(2)req\r(n2－1)【解析】(1)红光在水中的速度v＝eq\f(c,n)(2)如图所示，全反射临界角满足sinC＝eq\f(1,n)水深h＝eq\f(r,tanC)解得h＝req\r(n2－1)考向2光的波动性(2025·苏北四市调研考试)如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜．在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现(A)A.彩色环状条纹 B.彩色平行直条纹C.明暗相间的环状条纹 D.明暗相间的平行直条纹【解析】从肥皂膜的上、下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；由于太阳光是复色光，所以看到的环状条纹是彩色的，故A正确．几种常见的干涉装置及其图样干涉装置图样题组跟进21.(2025·上海卷)如图所示，自然光经过两个偏振片后呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为(C)A.2T B.TC.0.5T D.0.25T【解析】根据偏振原理，偏振片B每转过半周透光强度从最小到最强，再到最小，可知光屏上两个光强最小的时间间隔为0.5T，故C正确．2.(2025·盐城考前指导试卷)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一位同学调节单缝与双缝在竖直方向相互平行．若该同学先后分别用间距d1、d2，且d1＜d2的双缝来完成实验，其中对应双缝间距d1的图样是(C)【解析】干涉条纹与双缝平行，所以干涉条纹竖直分布；又由干涉条纹公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，因为d1<d2，所以用间距为d1的双缝观察到的干涉条纹的间距更大，故C正确．3.(2025·南京二模)宝石切工是影响其价值的重要因素，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目．某宝石的剖面简化如图所示，一束复合光斜射到宝石的AB面上，经折射后分成a、b两束单色光照射在CO面上．下列说法中正确的是(B)A.宝石对a光的折射率比b光的大B.宝石中a光的传播速度比b光的大C.b光从空气进入宝石，频率变低D.逐渐减小光斜射到AB面上的入射角，从CO面射出的光线中a光先消失【解析】由题意知，宝石对单色光a的偏折程度比对单色光b的偏折程度小，因此宝石对单色光a的折射率小，A错误；由v＝eq\f(c,n)可知，单色光a在宝石中的传播速度比单色光b在宝石中的传播速度大，B正确；单色光b从空气进入宝石，频率不变，C错误；由sinC＝eq\f(1,n)可知，单色光a的临界角大于单色光b的临界角，逐渐减小斜射到AB面上的入射光束的入射角，从CO面射出的光束中单色光b最先消失，D错误．考向3电磁振荡与电磁波(2025·苏州调研)如图所示为LC振荡电路的电流随时间变化的图像．在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电．在某段时间里，回路的电场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间是(A)A.Oa B.abC.bc D.cd【解析】在t＝0时刻，回路中电流是0，Oa时间内电流逐渐增大，可知电容器放电，电容器的M板带正电，说明电流方向沿逆时针从M到C，是正方向．在某段时间里，回路的电场能在减小，可知电容器在放电，电流逐渐增大，而M板仍带正电，说明回路中电流方向是逆时针方向，因此这段时间是Oa，故A正确．题组跟进31.(2025·泰州调研)LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是(C)A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电荷B.若电容器正在放电，则电容器上极板带负电荷C.若电容器上极板带正电荷，则自感电动势正在减小D.若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流减小【解析】若磁场正在减弱，则回路中电流在减小，即电容器处于充电状态，由安培定则可知回路中电流方向为逆时针，则电容器上极板带正电荷，故A正确；若电容器正在放电，由安培定则可得电容器上极板带负电荷，故B正确；若电容器上极板带正电，说明电容器在充电荷，电流减小得越来越快，自感电动势增大，故C错误；若电容器正在充电，则线圈自感电动势阻碍电流的减小，故D正确．2.(2025·苏州八校三模)以下电路中，能够最有效发射电磁波的是(D)【解析】有效发射电磁波要满足两个条件：①振荡电路的频率足够高eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(频率公式f＝\f(1,2π\r(LC))))；②振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放的空间中，即开放电路．D项中具备小电感、小电容，同时采用开放结构，能最有效发射电磁波，故D正确．配套热练1.(2025·北京卷)下列现象属于光的衍射的是(B)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【解析】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错误；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正确；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错误；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错误．2.(2025·上海卷)以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样(A)【解析】干涉条纹是平行等距明暗相间的条纹，根据Δx＝eq\f(l,d)λ，红光的波长大于紫光，可知红光的条纹间距大于紫光的条纹间距，故A正确．3.(2025·南通第三次调研)人眼的瞳孔直径是毫米数量级的．假想有一种眼睛的瞳孔是微米数量级的圆孔，能感觉非常微弱的光线．这种眼睛正对白光，则白光经瞳孔形成的衍射图样是(D)A.明暗相间的白色平行直条纹B.明暗相间的彩色平行直条纹C.中央为圆形暗斑，外围有彩色圆环D.中央为圆形白色光斑，外围有彩色圆环【解析】白光的单缝衍射图样是外围彩色条纹，中央为白色条纹，可知该眼睛正对白光，白光经瞳孔形成的衍射图样是中央为圆形白色光斑，外围有彩色圆环，故D正确．4.(2025·泰州调研)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是(A)A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快C.经过调制后的电磁波在空间传播的波长不变D.经过调制后的电磁波在空间传播的周期不变【解析】调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，周期变小，穿透能力更强，即辐射本领更强，A正确，D错误；电磁波的波速接近光速，所以传播速度不变，B错误；据v＝λf可知，频率改变，波长改变，C错误．5.(2025·泰州姜堰二模)有一种魔术道具称为“穿墙而过”．其结构是两片塑料偏振片卷起来，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示．当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示，则下列说法中正确的是(B)甲乙A.两偏振片的透振方向相同B.两偏振片的透振方向相垂直C.两偏振片同时旋转90°，“挡板”会消失D.将一片塑料偏振片旋转90°，“挡板”依然存在【解析】偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来就像一块“挡板”，故A错误，B正确；两偏振片同时旋转90°，两偏振片偏振方向依然垂直，所以光不能通过两片偏振片，“挡板”不会消失，故C错误；将一片塑料偏振片旋转90°，两偏振片偏振方向平行，光可以通过偏振片，“挡板”消失，故D错误．6.(2025·徐州调研)铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是(C)【解析】当光程差(即膜厚度的两倍)是半波长的偶数倍时，振动加强，出现亮条纹．条纹上疏下密，说明肥皂膜上方厚度变化比较缓慢，下方厚度变化较快，故C正确．7.(2025·苏北四市调研考试)如图所示，长方体玻璃砖ad边与屏P平行放置，一细束单色激光从bc边的O点以某角度入射，出射光线射在屏上S1处，移走玻璃砖，光点移到S2处．下列说法中正确的是(D)A.增大入射角，可以使S1、S2间的距离变小B.增大入射角，可以使光线不从ad边射出C.换用宽ab更小的玻璃砖，S1、S2间的距离会变大D.换用形状相同但折射率较大的玻璃砖，S1、S2间的距离会变大【解析】当入射角接近90°时，S1、S2间的距离趋近无穷大，当入射角为0°时，S1、S2间的距离为0，故增大入射角，可以使S1、S2间的距离变大，A错误；由几何关系可知，增大入射角，仍然可以使光线从ad边射出，且出射光线与入射光线平行，B错误；如图所示，由几何关系可知，换用宽ab更小的玻璃砖，S1、S2间的距离会变小，C错误；换用形状相同但折射率较大的玻璃砖，会使折射角更小，S1、S2间的距离会变大，D正确．8.(2025·湖南卷)如图所示，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点．真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射．不考虑光的多次反射，下列说法中正确的是(D)A.入射角θ小于45°B.该介质折射率大于eq\r(2)C.增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射D.减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射【解析】根据题意，画出光路图，如图所示由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有n＝eq\f(sinθ,sin45°)＝eq\r(2)sinθ>1，则有sinθ>eq\f(\r(2),2)，解得θ>45°，故A错误；光可以由B点射出，说明入射角45°小于临界角C，则有sin45°<sinC＝eq\f(1,n)，解得n<eq\r(2)，故B错误；根据题意，增大入射角，光路图如图所示由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误；减小入射角，光路图如图所示由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确．9.(2025·泰州调研)如图所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量q随时间t的变化曲线，则下列说法中正确的是(C)A.在b和d时刻，电路中电流为0B.在O→a时间内，电场能转变为磁场能C.在a和c时刻，电路里的能量全部储存在电容器的电场中D.在O→a和c→d时间内，电容器被充电【解析】在b和d时刻，q为0，但q随t的变化率最大，电流最大，不为0，故A错误；在O→a时间内，q从0逐渐增大至最大值，而电流从最大值减小至0，电容器充电，磁场能转变为电场能，故B错误；在a和c时刻，电容器均完成充电过程，电路里的能量全部储存在电容器的电场中，故C正确；在O→a时