專題16光學(xué)電磁波目錄TOC\o"1-2"\h\u01模擬基礎(chǔ)練 2題型一：折射定律及折射率的應(yīng)用 2題型二：光的折射和全反射的綜合應(yīng)用 5題型三：光的波動(dòng)性電磁波 8題型四：光學(xué)計(jì)算題專練 1102重難創(chuàng)新練 14題型一：折射定律及折射率的應(yīng)用1．（2024·四川成都·模擬預(yù)測(cè)）一個(gè)半徑為、球心為的半球形儲(chǔ)油桶固定在水平面上，桶口平面保持水平，其右端點(diǎn)為點(diǎn)，且。當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有油時(shí)，從某點(diǎn)恰能看到弧形桶底的點(diǎn)，連線與水平方向的夾角。當(dāng)桶內(nèi)裝滿油時(shí)，仍沿方向看去，恰能看到桶底的最低點(diǎn)點(diǎn)，已知光速為。則下列說(shuō)法正確的是（）A．油的折射率為B．油的折射率為C．裝滿油時(shí)，光從點(diǎn)出發(fā)傳播到點(diǎn)所用時(shí)間為D．裝滿油時(shí)，光從點(diǎn)出發(fā)傳播到點(diǎn)所用時(shí)間為2．（2024·河南濮陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，半圓為某種透明材料的截面，點(diǎn)到的距離等于半徑的一半。一細(xì)光束從點(diǎn)以角射入材料，折射光線剛好照射在點(diǎn)，一細(xì)光束從點(diǎn)以平行于的方向射入材料，折射光線剛好照射在點(diǎn)。光在真空中傳播的速度為，則細(xì)光束和在透明材料中傳播的速度大小分別為（

）A． B． C． D．3．（2024·河北保定·三模）如圖所示，ABC為一玻璃磚的截面，由直角三角形AOC和半徑為R的四分之一圓BOC組成，O為圓心，，一束單色光沿平行于AB的方向射到AC邊上的D點(diǎn)，折射光線剛好照射到B點(diǎn)，測(cè)得AD長(zhǎng)為，光在真空中的傳播速度為c，則光從D點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所用的時(shí)間為（）A． B．C． D．4．（2024·河北邯鄲·三模）如圖所示，一束單色光平行于平面且與成角（）射入長(zhǎng)方體玻璃磚，在玻璃磚的上下表面均發(fā)生了反射和折射。A、B、C、D為光線上的四個(gè)點(diǎn)，其中A為入射光線上的點(diǎn)且到的距離為3cm，B到A的水平距離為14cm，B、C連線平行于且B、C兩點(diǎn)的距離為4cm，C、D連線垂直于且C、D兩點(diǎn)的距離為13cm，已知光在真空中傳播的速度為，下列說(shuō)法正確的是（）A．玻璃磚的厚度為4cmB．玻璃磚的折射率為1.5C．光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為D．過(guò)C點(diǎn)的光線在玻璃磚中傳播的時(shí)間為5．（2024·海南省直轄縣級(jí)單位·模擬預(yù)測(cè)）帶圓孔的遮光板M和光屏N平行放置，O點(diǎn)為圓孔的圓心，O'O連線垂直于光屏N，在O'O連線的延長(zhǎng)線上放置一個(gè)點(diǎn)光源S，如圖。S到光屏N的距離，在光屏N上形成的圓形光斑的半徑（不考慮光的衍射）。將厚度、表面足夠大的長(zhǎng)方體玻璃磚放置在M、N之間，玻璃磚上、下表面與M、N平行，若光屏N上的圓形光斑的半徑變?yōu)?，則玻璃磚的折射率為（

）A． B． C．1.5 D．6．（2024·江西上饒·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，ABC為等腰三棱鏡，頂角，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一束單色光以平行于AC邊的方向照射在AB邊上的D點(diǎn)，折射光線剛好照射在C點(diǎn)，已知棱鏡對(duì)單色光的折射率為，則D點(diǎn)到BC邊的距離為（）A． B． C． D．7．（2024·浙江寧波·三模）截面如圖所示的直角棱鏡ABC，其中BC邊和CA邊鍍有全反射膜。一細(xì)束白光以入射角從AB邊入射，然后經(jīng)過(guò)BC、CA反射，又從AB邊射出。已知三角形AB邊的高為h，真空光速為c。對(duì)經(jīng)過(guò)兩次反射，并從AB邊射出的光束，有（）A．出射方向相對(duì)于入射方向的轉(zhuǎn)角大小與光的顏色有關(guān)B．紫光在出射位置與入射位置間距最大C．光在棱鏡中用時(shí)最短的光的折射率為D．光在棱鏡當(dāng)中傳播用時(shí)最短為8．（2024·浙江金華·三模）單反就是指單鏡頭反光相機(jī)。相機(jī)在毛玻璃的上方安裝了一個(gè)五棱鏡。這種棱鏡將光線多次反射改變光路，將其影像送至目鏡，這時(shí)的影像就是上下正立且左右校正的了。圖為單反相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，。某一束單色光光線經(jīng)平面鏡反射后從AB邊的F點(diǎn)垂直AB入射，其中、，最后剛好在BC中點(diǎn)垂直BC出射，已知在CD與AE兩個(gè)面上發(fā)生全反射，且兩次全反射的入射角相等，則下列說(shuō)法正確的是（）（已知）A．五棱鏡的折射率一定為B．五棱鏡的折射率一定為C．光在五棱鏡中的傳播時(shí)間為D．左右平移平面鏡，只要光仍從BC面垂直射出，則光在五棱鏡中的傳播時(shí)間不變題型二：光的折射和全反射的綜合應(yīng)用9．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，半圓柱體玻璃磚橫截面半徑為，高為。有單色光垂直平面射入玻璃磚，為了避免光從圓弧面射出，需要在圓弧面上涂抹一層不透光的反光材料。已知玻璃磚對(duì)該單色光的折射率為，則涂抹層的最小面積為（

）A． B． C． D．10．（2024·湖南長(zhǎng)沙·模擬預(yù)測(cè)）夏天的雨后經(jīng)?？梢钥吹矫利惖牟屎?，古人對(duì)此有深刻認(rèn)識(shí)，唐代詞人張志和在《玄真子濤之靈》中寫(xiě)道：“雨色映日而為虹”。從物理學(xué)角度看，虹和霓是兩束平行太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成的，人們?cè)诘孛嫔夏嬷饩€看過(guò)去就可看到霓虹現(xiàn)象。如圖甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，經(jīng)過(guò)兩次折射和一次反射后射出形成光帶MN，出射光線與水平面的夾角稱為彩虹角。如圖乙所示，從球心O的正下方C點(diǎn)射出的某單色光的入射角，已知，，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該單色光的彩虹角B．該單色光在水滴內(nèi)部B點(diǎn)處發(fā)生全反射C．水滴對(duì)該單色光的折射率約為1.42D．若分別用圖甲中M、N所對(duì)應(yīng)的兩種光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，則M所對(duì)應(yīng)的光的條紋間距更大11．（24-25高三上·河南·開(kāi)學(xué)考試）在某戶外大型實(shí)景演出中，為了做出燈光特效，工作人員在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長(zhǎng)度為6m，已知水的折射率，要想在水面看到如圖所示的燈光效果，細(xì)燈帶到水面的最遠(yuǎn)距離為（）A．m B．m C．m D．m12．（2024·遼寧·一模）倒掛的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均勻的卷云里面大量扁平的六角片狀冰晶（如圖甲所示）折射形成。光線從冰晶的上表面進(jìn)入，經(jīng)折射從側(cè)面射出，當(dāng)太陽(yáng)高度角增大到某一臨界值，側(cè)面的折射光線因發(fā)生全反射而消失不見(jiàn)，簡(jiǎn)化光路如圖乙所示，以下分析正確的是（

）A．光線有可能在下表面發(fā)生全反射B．光線從空氣進(jìn)入冰晶后傳播速度變大C．紅光在冰晶中的傳播速度比紫光在冰晶中的傳播速度大D．隨太陽(yáng)高度角增大，紅光比紫光先在側(cè)面發(fā)生全反射13．（2024·山東濟(jì)寧·三模）五一假期濟(jì)寧太白湖公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置于湖水下方處，該光源發(fā)出紅光時(shí)，可在水面上觀察到紅色亮環(huán)，如圖所示。已知水對(duì)紅光的折射率為，則亮環(huán)的寬度d為（）A．0.3m B．0.4m C．0.5m D．0.6m14．（2024·江蘇蘇州·三模）球心在O點(diǎn)，半徑為R，折射率為的勻質(zhì)透明球，球內(nèi)邊緣有一點(diǎn)光源S。光在真空中傳播速度為c，則S發(fā)出的光線，經(jīng)多次全反射后回到S點(diǎn)的最短時(shí)間為（）A． B． C． D．15．（2024·山東煙臺(tái)·三模）如圖所示，一裝滿水的長(zhǎng)方體玻璃容器，高度為，上下兩個(gè)面為邊長(zhǎng)的正方形，底面中心O點(diǎn)放有一單色點(diǎn)光源，可向各個(gè)方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)點(diǎn)的小甲蟲(chóng)，已知水對(duì)該單色光的折射率為，則小甲蟲(chóng)能在水面上看到點(diǎn)光源的活動(dòng)區(qū)域面積為（

）A． B． C． D．16．（2024·安徽·三模）如圖所示，某柱狀透明介質(zhì)的橫截面為四分之一圓環(huán)ABCD，圓環(huán)內(nèi)徑為R，外徑為（未知）。一束與底邊CD平行且相距CD為d的光從介質(zhì)外表面上的E點(diǎn)射入，調(diào)整d的大小，存在某一臨界值，使得無(wú)論及介質(zhì)的折射率為多少，該光束一定會(huì)在BC表面發(fā)生全反射，則等于（

）A． B． C． D．R題型三：光的波動(dòng)性電磁波17．（2024·山東濟(jì)寧·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，縫光源S與平面鏡M平行。某次實(shí)驗(yàn)，S發(fā)射波長(zhǎng)為400nm的單色光，光屏上形成干涉條紋，虛線OO′上方的第3條亮條紋出現(xiàn)在N處。不考慮半波損失，下列說(shuō)法正確的是（）A．光屏上的干涉條紋與平面鏡垂直B．若撤去平面鏡M，光屏上不再出現(xiàn)明暗相間的條紋C．若將平面鏡M右移一小段距離，光屏上的條紋間距將變大D．若S發(fā)射波長(zhǎng)為600nm的單色光，光屏上N處將出現(xiàn)第2條亮條紋18．（2024·山東·模擬預(yù)測(cè)）圖（a）所示為研究牛頓環(huán)的裝置示意圖，將一曲率半徑很大的平凸透鏡放在一玻璃平板上，用單色激光垂直照射透鏡，在透鏡上方可以觀察到如圖（b）所示的明暗相間的同心圓環(huán)。若將下方的玻璃平板換成平凸透鏡，如圖（c）所示，則從上方觀察到的條紋可能是（

）A．B．C． D．19．（2024·山東淄博·模擬預(yù)測(cè)）“冷光燈”照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低。這種燈是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示此紅外線在真空中的波長(zhǎng)，n為薄膜對(duì)該光的折射率，不計(jì)半波損失，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為（）A． B． C． D．20．（2024·廣西貴港·模擬預(yù)測(cè)）利用薄膜干涉可以測(cè)量圓柱形金屬絲的直徑。已知待測(cè)金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑相差很?。s為微米量級(jí)），實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，和是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為；A為待測(cè)金屬絲，直徑為D；兩者中心間距為。實(shí)驗(yàn)中用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖2所示，測(cè)得相鄰明條紋的間距為。下列關(guān)系式正確的是（）A． B．C． D．21．（2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，用紅色激光照射時(shí)，光屏上有明暗相間的條紋，則（）A．減小屏與雙縫的距離，條紋間距變大 B．減小屏與雙縫的距離，條紋間距不變C．換成綠色激光，條紋間距變大 D．換成綠色激光，條紋間距變小22．（2024·山東·模擬預(yù)測(cè)）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示，光源S到，的距離相等，O點(diǎn)為，連線的中垂線與光屏的交點(diǎn)，光源S發(fā)出波長(zhǎng)為的光，P為光屏上的第1級(jí)亮條紋。若在縫的后方放一厚度的玻璃片，光經(jīng)出射后垂直穿過(guò)玻璃片傳播到P點(diǎn)，經(jīng)出射后直接傳播到P點(diǎn)。玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計(jì)光在玻璃片內(nèi)的反射。與不放玻璃片時(shí)相比，，的光到P點(diǎn)的時(shí)間差變化情況及關(guān)于P點(diǎn)干涉條紋的說(shuō)法正確的是（

）A．時(shí)間差變大，P點(diǎn)為亮條紋 B．時(shí)間差變小，P點(diǎn)為暗條紋C．時(shí)間差不變，P點(diǎn)為亮條紋 D．時(shí)間差變大，P點(diǎn)為暗條紋23．（2024·遼寧阜新·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，AB、CD、DE為三個(gè)透明平板固定放置，AB水平，CD的傾角比DE的傾角大。一束平行光豎直向下入射，下列干涉條紋的圖像可能正確的是（）A． B．C． D．24．（2024·黑龍江·模擬預(yù)測(cè)）如圖為檢驗(yàn)工件平整度的裝置，利用了薄膜干涉的原理，斜面為平整標(biāo)準(zhǔn)面，下面水平放置的為被檢測(cè)面，在標(biāo)準(zhǔn)面與被檢測(cè)面保持相對(duì)靜止時(shí)，圖中PQ條紋凸凹部表示被檢測(cè)面不平整。若此裝置中，標(biāo)準(zhǔn)面保持靜止，被檢測(cè)面做上下的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅大于入射光波的波長(zhǎng)。下列說(shuō)法正確的是（）A．干涉條紋整體不動(dòng)B．干涉條紋整體做左右的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C．干涉條紋整體周期性疏密變化D．凸凹部分周期性左右翻轉(zhuǎn)題型四：光學(xué)計(jì)算題專練25．（2024·廣東湛江·模擬預(yù)測(cè)）如圖為空氣中兩個(gè)完全相同的透明半球體介質(zhì)，半徑均為R，底面水平平行錯(cuò)開(kāi)放置且豎直間距為，其折射率未知。一束單色光與豎直方向成角沿半球體甲的半徑射入，射出后恰好射向另一半球體乙底面的圓心處，并從半球體乙射出；當(dāng)該單色光與豎直方向成角同樣沿半球體甲的半徑射入時(shí)，光線恰好未從半球體甲的底面射出。，，求：(1)該介質(zhì)的折射率n；(2)兩半球體球心錯(cuò)開(kāi)的水平距離s。26．（2024·云南·模擬預(yù)測(cè)）圖甲為某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量透明液體折射率的裝置圖，正方體玻璃容器邊長(zhǎng)為20.00cm，薄刻度尺平行于BC邊放置在容器內(nèi)底部，零刻度與棱邊上的O點(diǎn)重合，截面圖如圖乙所示。容器中不加液體時(shí)，從P點(diǎn)發(fā)出的激光恰好在O處形成光斑。保持入射角不變，向容器中注入10.00cm深的某種液體，激光在N點(diǎn)形成光斑，N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為5.00cm。真空中光速為，取，求：(1)該液體的折射率和該液體中的光速（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；(2)容器中注滿該液體后（液面水平），光斑到O點(diǎn)的距離。27．（2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè)）“道威棱鏡”廣泛地應(yīng)用在光學(xué)儀器當(dāng)中，如圖所示，ABCD是棱鏡的橫截面，是底角為的等腰梯形。一束平行于底邊的單色光從邊的點(diǎn)射入，已知棱鏡對(duì)單色光的折射率，邊長(zhǎng)為。（1）通過(guò)計(jì)算判斷光線能否從邊射出；（2）若上述單色光從邊的點(diǎn)垂直于底邊射入，被底邊反射后恰好射向A點(diǎn)，求兩點(diǎn)之間的距離。28．（2024·湖南長(zhǎng)沙·三模）為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標(biāo)，在坦克頂部開(kāi)了一個(gè)圓形小孔。假定坦克壁厚，圓形小孔的直徑為12cm。孔內(nèi)安裝一圓柱形玻璃，厚度與坦克壁厚相同，為玻璃的直徑所在的截面，如圖甲所示。（1）如圖乙所示，為了測(cè)定玻璃磚的折射率，讓一束激光從玻璃磚側(cè)面的圓心垂直入射，逐漸增大其入射角，當(dāng)入射角為時(shí)，剛好可以觀測(cè)到有光從玻璃磚圓柱面射出，求玻璃磚的折射率（結(jié)果用根號(hào)表示）；（2）在玻璃圓柱側(cè)面涂上吸光材料，并裝入圓形小孔，士兵通過(guò)小孔觀察敵方無(wú)人機(jī)，若無(wú)人機(jī)的飛行高度為300米，求能夠發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的位置離坦克的最遠(yuǎn)距離。（忽略坦克大?。?）（2）問(wèn)中玻璃材質(zhì)相同）29．（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測(cè)）一圓柱形透明介質(zhì)放在水平地面上，其橫截面如圖所示，點(diǎn)為圓心，半徑為0.5m，直徑豎直，右側(cè)半圓面鍍銀。一光線從離地高度為的A點(diǎn)水平向右射入介質(zhì)，在鍍銀處發(fā)生一次反射后射出介質(zhì)，且射出時(shí)光線水平向左，已知光在真空中的傳播速度為。（1）畫(huà)出光在介質(zhì)中傳播的光路圖并求介質(zhì)的折射率；（2）求光在介質(zhì)中傳播的時(shí)間。30．（2024·遼寧沈陽(yáng)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一個(gè)三棱鏡的橫截面為直角三角形，A、B、C分別為三條棱的中點(diǎn)，，，AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，該三棱鏡材料的折射率?，F(xiàn)有一細(xì)光束，其入射方向始終保持與A、B連線平行，入射點(diǎn)從A點(diǎn)沿A、C連線向C點(diǎn)移動(dòng)，僅考慮光線在三棱鏡內(nèi)的一次反射。（1）請(qǐng)?jiān)贏BC平面內(nèi)畫(huà)出能從BC和AB出射的典型光線的光路圖；（2）求光線從A點(diǎn)向C點(diǎn)平移的過(guò)程中，在AB邊能有光線射出的范圍。31．（2024·山東濟(jì)南·三模）2024年國(guó)產(chǎn)智能手機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，某一國(guó)產(chǎn)手機(jī)首次配備了超聚光伸縮攝像頭，某同學(xué)用一塊截面為等腰直角三角形的透明材料替代透鏡模擬該攝像頭的工作原理。如圖所示，光屏與邊平行，過(guò)中點(diǎn)與頂點(diǎn)A的虛線與光屏交于點(diǎn)。兩束單色光平行于射入透明材料。已知透明材料的折射率為，邊長(zhǎng)為，兩束單色光射入點(diǎn)到的距離均為，的距離為，不考慮在直角邊上發(fā)生的反射，真空中的光速為，，求（1）光穿過(guò)透明材料所用的時(shí)間；（2）要使兩束單色光經(jīng)過(guò)透明材料后匯聚到光屏上的點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)將透明材料沿向左還是向右移動(dòng)。32．（2024·廣東茂名·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，手機(jī)防窺膜的原理可以解釋為“超微細(xì)百葉窗技術(shù)”，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對(duì)光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)像素單元的可視角度的控制。發(fā)光像素單元緊貼手機(jī)屏幕，可視為點(diǎn)光源，位于相鄰兩屏障的正中間。若屏障的高度為，相鄰屏障的間隙為。求：(1)點(diǎn)光源在透明介質(zhì)中對(duì)應(yīng)的最大入射角；(2)若要使最大入射角的光線能從透明介質(zhì)射入空氣中，透明介質(zhì)的折射率應(yīng)該滿足什么條件？33．（2024·湖北·三模）如圖甲為一玻璃半球的截面圖，其半徑為R，O為球心，AB為直徑，現(xiàn)有均勻分布的紅光垂直入射到半球的底面。已知球冠（不含圓底面）的表面積為（如圖乙，其中R為球的半徑為球冠的高），光在真空中傳播的速度為c，玻璃對(duì)紅光的折射率為，若只考慮首次射到球面的光，則下面說(shuō)法正確的是（）A．從半球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播時(shí)間最短為B．整個(gè)半球面透光的面積為C．所有射入到半球底面的光，有的會(huì)發(fā)生全反射D．若將入射光由紅光換成紫光，則半球面透光的面積增大34．