高三二轮高效复习主题巩固卷物理光电磁波

[课下巩固检测练(十一)]光电磁波【基础练】1．(2025·北京高考)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解析：选B。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；通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光通过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意；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；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。2．(2025·云南昆明期末)我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统，雷达发射的X波段的电磁波频率为8GHz～12GHz，S波段的电磁波频率为2GHz～4GHz，下列说法正确的是()A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的传播速度B．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量大C．S波段和X波段的频率都比紫外线的大D．在空气中S波段的波长比X波段的短解析：选B。X波段和S波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，故A错误；电磁波的能量与其频率成正比，则X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量，故B正确；根据电磁波谱可知S波段和X波段的频率都比紫外线的小，故C错误；根据c＝fλ，S波段的频率较小，可知在空气中S波段的波长比X波段的更长，故D错误。3．(2025·山东高考)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO′轴对称，光屏垂直于OO′轴放置。将偏振片P1垂直于OO′轴置于双缝左侧，单色平行光沿OO′轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于双缝右侧，P1、P2透振方向平行。保持P1不动，将P2绕OO′轴转动90°的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是()A．条纹间距不变，亮度减小B．条纹间距增大，亮度不变C．条纹间距减小，亮度减小D．条纹间距不变，亮度增大解析：选A。初始时P2与P1的透振方向平行，则光屏上的干涉条纹亮度最大，P2绕OO′轴转动90°的过程中，亮度逐渐减小，B、D错误；转动P2不会影响光的波长λ、双缝间距d和光屏到双缝的距离L，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ4．(2025·广东高考)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α的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为β，该折射率为()A．sinα+C．sinαsin解析：选A。作出光射出玻璃时界面的法线如图所示，由几何关系可知，光射出玻璃时的折射角(在空气中的光线与法线的夹角)为α＋β，入射角(在玻璃中的光线与法线的夹角)为α，由折射定律n＝sinisinr可知，该折射率为n5．(2025·青海海东模拟)如图所示，一圆柱形筒的直径为8cm、高为6cm。人眼在筒的斜上方某处观察时，恰好能看到桶底，当筒中装满某种液体时，恰能看到筒底圆心。则光在此液体中的折射率为()A．3B．2C．2155解析：选B。根据题意画出光路图如图所示，根据图中几何关系有入射角α的正弦值为sinα＝862+82＝45，折射角γ的正弦值为sinγ＝446．(多选)(2024·甘肃高考)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ＝30°时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是()A．该材料对红光的折射率为3B．若θ＝45°，光线c消失C．若入射光a变为白光，光线b为白光D．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直解析：选ABC。如图所示，根据几何关系可知，当入射角θ＝30°时，折射角β＝90°－θ＝60°，根据折射定律可得n＝sinβsinθ＝3，A正确；根据全反射临界角公式可知sinC＝1n＝33，由于sin45°＝2【综合练】7．(2025·四川遂宁预测)城市停车自动收费系统如图甲所示，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。当车靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间的变化如图乙所示，下列说法正确的是()A．t2时刻电容器C所带电荷量为零B．t1～t2过程，线圈L中磁场能在减小C．t1～t2过程，线圈L的自感电动势在减小D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位解析：选B。t2时刻电流为零，此时电容器C所带电荷量最大，故A错误；t1～t2过程，电流逐渐减小，电容器充电，磁场能向电场能转化，线圈L中磁场能在减小，故B正确；t1～t2过程，电流变化的速率越来越大，线圈L的自感电动势在增大，故C错误；由题图乙可知，振荡电路的周期变大，根据T＝2πLC，可知线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误。8．(2025·广东广州三模)彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。如图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则()A．a光的频率小于b光的频率B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长C．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射D．通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大解析：选C。由题图可知，a光的偏折程度大于b光，可知水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误；a、b光在由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据λ＝vf，可知波长变短，故B错误；根据sinC＝1n可知，a光的临界角小于b光的临界角，即a光比b光容易发生全反射，故C正确；由于a光的频率大于b光的频率，所以a光的波长小于b光的波长，根据Δx＝l9．(2025·河北5月模拟)如图甲为水晶透明“平安扣”，由同材质同心环形材料组成，将“平安扣”平放在水平桌面上，过环心的横截面如图乙所示，外环的半径为R。细光束从P点射入“平安扣”时，经一次折射后，恰好在内环上发生全发射，且从外环上第一次的射出点为Q(图中未画出)，并测得圆心角POQ为2θ，已知光在真空中的传播速度为c，水晶的折射率为n。细光在“平安扣”中由P点入射到Q点出射所经历的时间为()A．2n2C．2n2解析：选A。作出光在水晶中的光路图如图所示，设P点到内表面发生全发射的点距离为l，根据图中几何关系和正弦定理有Rsinπ−C＝lsinθ，光在内环上刚好发生全反射，则sinC＝1n，由对称性可知，光从P点射入到从Q点射出的时间为t＝2l10．如图所示，某同学为了测量某浓度糖水的折射率，将圆柱形透明薄桶放在水平桌面上，倒入半桶糖水；再将圆柱体竖直插入水中，圆柱体的中轴线与圆桶的中轴线重合；用刻度尺测量圆柱体在糖水中成的像的直径d2＝5.80cm；已知圆柱体截面直径为d1＝4.00cm，透明圆桶直径d3＝10.00cm。则该糖水的折射率为()A．1.45B．1.72C．2.00D．2.50解析：选A。作出对应的光路图如图所示，根据几何关系可得sini＝d22d32，sinr＝d11．(2025·安徽高考)如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为22R，P、Q间的距离为3R(1)求玻璃砖的折射率；(2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。解析：(1)连接OP、OQ并延长，这两条线分别为P、Q两点所在界面的法线，过P点作PM垂直于x轴并交x轴于M点，过O点作ON垂直于PQ并交PQ于N点，如图所示由于在P点的入射光线平行于x轴，则由同位角相等可知光在P点的入射角等于∠MOP，又光在P点的折射角为∠OPN，则由折射定律可得玻璃砖的折射率为n＝sin由几何关系可知sin∠MOP＝PMsin∠OPN＝ON联立可得n＝2。(2)由于圆弧上任意点所在界面的法线均过圆心O，所以为了使激光能在圆心O点发生全反射，入射光线应沿半径方向射入玻璃砖，且光线在O点的入射角应大于等于全反射的临界角，由全反射临界角公式可知sinC＝1则临界角C＝45°则光线在O点的入射角应大于等于45°，又入射光线与x轴之间的夹角与光线在O点的入射角互余，故入射光线与x轴之间的夹角范围为(0°，45°]。答案：(1)2(2)(0°，45°]【创新练】12．(2025·甘肃高考)已知一圆台容器，高H＝15cm，上口径R＝13cm，容器底部中心有一质点，未装入水时，人眼从容器边缘无法观测到该质点，装入某种液体后，恰好可以看到，此时液面高度h＝12cm，人眼观测角度α满足sinα＝35，人眼到入射处距离为5cm。光在真空中的传播速度c＝3×108(1)该液体的折射率；(2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。解析：