專題16光學(xué)電磁波相對(duì)論考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢考點(diǎn)1光學(xué)2024、2023近五年光學(xué)考點(diǎn)持續(xù)穩(wěn)定覆蓋，凸顯其基礎(chǔ)地位。核心聚焦幾何光學(xué)中的反射折射定律與波動(dòng)光學(xué)的典型現(xiàn)象，命題常結(jié)合生活場景與前沿科技（光纖通信、激光技術(shù)），強(qiáng)調(diào)光路分析與現(xiàn)象解釋。電磁波雖在2021年獨(dú)立命題，但近年未單獨(dú)設(shè)題，潛在考查方向可能轉(zhuǎn)向與光學(xué)的交叉滲透，例如電磁波譜應(yīng)用或光作為電磁波的本質(zhì)屬性。未來命題將延續(xù)"情境驅(qū)動(dòng)"模式，深化物理建模能力，如借助無人機(jī)航拍、VR設(shè)備等真實(shí)案例綜合考查光的傳播特性與電磁技術(shù)原理，題型以選擇題為主，側(cè)重概念關(guān)聯(lián)與現(xiàn)象辨析，計(jì)算難度適中但強(qiáng)化物理思想遷移，需關(guān)注光學(xué)儀器原理與電磁波實(shí)際應(yīng)用的整合命題趨勢?？键c(diǎn)2電磁波2021考點(diǎn)01光學(xué)1．（2023·福建·高考）如圖，一教師用側(cè)面開孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)。瓶內(nèi)裝有適量清水．水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流傳播的是（）A．減弱激光強(qiáng)度B．提升瓶內(nèi)液面高度C．改用折射率更小的液體D．增大激光器與小孔之間的水平距離【答案】B【詳解】若想使激光束完全被限制在液流內(nèi)，則應(yīng)使激光在液體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，根據(jù)全反射臨界角n=1A．減弱激光的強(qiáng)度，激光的臨界角，折射率均不會(huì)改變，故A錯(cuò)誤；B．提升瓶內(nèi)液面的高度，會(huì)造成開口處壓強(qiáng)增大，水流的速度增大，水流的更遠(yuǎn)，進(jìn)而增大了激光束的入射角，則會(huì)有大部分光在界面處發(fā)生全反射，有助于光束更好的沿液流傳播，故B正確；C．若改用折射率更小的液體，臨界角變大，更不容易發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D．增大激光器與小孔之間的水平距離不能改變液體的折射率或激光束的入射角，現(xiàn)象不會(huì)改變，故D錯(cuò)誤。故選B。2．（2024·福建·高考）鍍有反射膜的三棱鏡常用在激光器中進(jìn)行波長的選擇。如圖，一束復(fù)色光以一定入射角i（i≠0）進(jìn)入棱鏡后，不同顏色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光輸出。若復(fù)色光含藍(lán)、綠光，已知棱鏡對(duì)藍(lán)光的折射率大于綠光，則藍(lán)光在棱鏡中的折射角（填“大于”“等于”或“小于”）綠光的折射角；若激光器輸出的是藍(lán)光，當(dāng)要調(diào)為綠光輸出時(shí)，需將棱鏡以過入射點(diǎn)O且垂直紙面的軸（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度?！敬鸢浮啃∮谀鏁r(shí)針【詳解】[1]由于透鏡對(duì)藍(lán)光折射率大于綠光，根據(jù)折射定律n=sin[2]此時(shí)輸出激光為藍(lán)光，要變?yōu)榫G光，即由藍(lán)光的折射光線垂直入射到反射膜改為綠光的折射光線垂直入射到反射膜，根據(jù)折射定律n=sinisin考點(diǎn)02電磁波3．（2021·福建·高考）（多選）以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造了10909米深潛紀(jì)錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進(jìn)行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說法正確的是（）A．“奮斗者”號(hào)與“探索一號(hào)”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號(hào)與“滄?！碧?hào)通信的信息載體屬于橫波C．“探索一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信可以通過機(jī)械波實(shí)現(xiàn)D．“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”的通信過程也是能量傳播的過程【答案】BD【詳解】A．由題知，“奮斗者”號(hào)與“探索一號(hào)”通信是通過水聲音通信，聲音在水下是縱波，故信息載體屬于縱波，故A錯(cuò)誤；B．由題知，“奮斗者”號(hào)與“滄?！碧?hào)通信是通過無線藍(lán)綠光通信，光是電磁波屬于橫波，故信息載體屬于橫波，故B正確；C．因?yàn)樘罩袥]有介質(zhì)，故機(jī)械波無法傳播，所以“探索一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信只能通過電磁通信來實(shí)現(xiàn)，故C錯(cuò)誤；D．在傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。故選BD。一、單選題1．（2025·福建福州三中·模擬預(yù)測）下列關(guān)于光的說法合理的是（）A．圖甲是光導(dǎo)纖維的工作原理示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小B．圖乙是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”C．圖丙中的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動(dòng)、N緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光屏P上光斑的亮度出現(xiàn)明、暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是縱波D．圖丁是空氣中雙縫干涉原理圖，若P1到S1、S2（S1、S2到S等距）的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P【答案】D【詳解】A．圖甲是光導(dǎo)纖維的工作原理示意圖，利用的是光在內(nèi)芯中發(fā)生全反射，所以內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大，故A錯(cuò)誤；B．圖乙是“牛頓環(huán)”，一種薄膜干涉現(xiàn)象，不是“泊松亮斑”，“泊松亮斑”是圓盤衍射，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中的M、N是偏振片，P是光屏。當(dāng)M固定不動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光度將明、暗交替變化，即偏振現(xiàn)象，只有橫波才有偏振現(xiàn)象，表明光波是橫波，故C錯(cuò)誤；D．圖丁是空氣中雙縫干涉原理圖，若P1到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，即為波長的整數(shù)倍，說明P1點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，即P1處是亮條紋，故D正確。故選D。2．（2025·福建漳州·四檢）光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用，下列說法中正確的是（

）A．泊松亮斑是光的直線傳播現(xiàn)象B．激光全息照相利用了激光相干性好的特性C．佩戴特殊眼鏡觀看立體電影是利用光的干涉現(xiàn)象D．眼鏡鏡片上的防藍(lán)光鍍膜是利用光的衍射現(xiàn)象【答案】B【詳解】A．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．激光全息照相利用了激光相干性好的特性，故B正確；C．立體電影利用了光的偏振，故C錯(cuò)誤；D．照相機(jī)鏡頭涂上增透膜是光的干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；故選B。3．（2025·福建·適應(yīng)性練習(xí)）下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說法正確的是（）A．圖（a）所示的射線“1”為β射線B．圖（b）所示為圓盤衍射而成的柏松亮斑C．圖（c）查德維克進(jìn)行粒子散射實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子直接穿過金箔D．圖（d）中一個(gè)處于基態(tài)的氫原子吸收能量為12.09eV的光子后最多能輻射出2種光譜線【答案】D【詳解】A．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子與β粒子相比，運(yùn)動(dòng)半徑較大，故A錯(cuò)誤；B．圖（b）所示為牛頓環(huán)圖樣，并非圓盤衍射而成的柏松亮斑，故B錯(cuò)誤；C．盧瑟福通過圖（c）進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后運(yùn)動(dòng)方向幾乎不變，少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)被彈回，故C錯(cuò)誤；D．圖（d）中一個(gè)處于基態(tài)的氫原子吸收能量為12.09eV的光子后，躍遷到3能級(jí)，最多能輻射出n=3?1=2種光譜線，故D正確。故選D。4．（2025·福建福州·四檢）下面是某單色光由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣的光路圖，點(diǎn)O是半圓形玻璃磚的圓心?？赡苷_的光路圖是（

）A． B．C． D．【答案】B【詳解】AB．光線在圓心處發(fā)生折射，當(dāng)光線由空氣進(jìn)入玻璃磚中時(shí)，入射角大于折射角，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由玻璃磚射入空氣時(shí)，入射角小于折射角，故CD錯(cuò)誤。故選B。5．（2025·福建福州一中·最后一模）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，則（）A．玻璃對(duì)a的折射率比對(duì)b的折射率小B．在真空中傳播，b光的傳播速度較大C．分別通過同一雙縫干涉裝置，b光的相鄰亮條紋間距大D．若a光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，b光也一定能【答案】C【詳解】A．由題，玻璃半球面上只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出，說明光線在P、Q兩點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，由幾何知識(shí)得到，光線在P、Q兩點(diǎn)的臨界角為Ca=30°，換成平行光b，光射出的范圍變大，則Ca<Cb，由n=1sinC，有naB．在真空中傳播，光的傳播速度都為c，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)閚a>nb，故λa<λb，根據(jù)Δx=ldD．因?yàn)閚a>nb，故νa>νb，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=?v?W故選C。6．（24-25高三下·福建·二模）如圖所示，某足夠大的容器內(nèi)裝有某種透明液體，一束單色光斜射到液面上的A點(diǎn)，入射角為θ（已知sinθ=58，折射光線垂直照射到平面鏡P上的B點(diǎn)，讓平面鏡繞B點(diǎn)在豎直面內(nèi)沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)18.5°，此時(shí)鏡面反射光線照射到液面時(shí)恰好發(fā)生全反射。液面足夠大，已知sinA．43 B．53 C．2524【答案】C【詳解】設(shè)光在A點(diǎn)的折射角為r，則n=sinθsin則sinr+37°=1n故選C。二、多選題7．（2025·福建莆田·三模）如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射到一長方體玻璃磚上表面后分成兩束單色光a、b，復(fù)色光在A點(diǎn)的入射角為i，光束a的折射角為ra，光束b的折射角為rb，且A．玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度小于b光的傳播速度C．兩單色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A點(diǎn)入射的復(fù)色光D．增大復(fù)色光在A點(diǎn)的入射角，單色光a在玻璃的下表面有可能發(fā)生全反射【答案】BC【詳解】AB．根據(jù)光的折射定律n=sinisinr及公式n=cv可知，玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)CD．根據(jù)對(duì)稱性和光路的可逆性可知，兩單色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A點(diǎn)入射的復(fù)色光，增大復(fù)色光在A點(diǎn)的入射角，單色光a在玻璃的下表面不可能發(fā)生全反射，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。8．（2025·福建漳州·三測）光導(dǎo)纖維在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要作用。如圖所示，長為L的直光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層介質(zhì)組成，一束激光從端面AB以某一入射角α射向內(nèi)芯，在內(nèi)芯的內(nèi)側(cè)面入射角為θ，此時(shí)恰好發(fā)生全反射。設(shè)內(nèi)芯的折射率為n，光在真空中的傳播速度為c，則（）A．sinB．激光在內(nèi)芯中的傳播路程為LC．若α=0，則激光在內(nèi)芯中傳播的時(shí)間為nLD．若增大α，激光在內(nèi)芯中仍能發(fā)生全反射【答案】AC【詳解】A．根據(jù)折射定律得n=sinαsin（90B．由幾何關(guān)系可知激光在內(nèi)芯中的傳播路程L0=C．由n=cv，解得激光在內(nèi)芯中傳播的速度v=cn，故C正確；D．若增大α，則折射角增大，激光在內(nèi)芯的內(nèi)側(cè)面入射角減小，小于臨界角，則激光不會(huì)發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選AC。9．（2025·福建寧德·三模）如圖，在研究Low?e玻璃（低輻射玻璃）光學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中，一束復(fù)色光以45°角入射玻璃表面，經(jīng)Low?e玻璃折射后射出兩條平行光a、b，下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)光的折射率大于b光B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度大于b光C．a(chǎn)、b兩束單色光通過同一單縫，a光的衍射現(xiàn)象更明顯D．a(chǎn)、b兩束單色光通過同一雙縫干涉時(shí)，b光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大【答案】AD【詳解】A．根據(jù)n=sinisinr，相同入射角時(shí)，a光折射角較小，可知B．根據(jù)v=cn，可知，a光在玻璃中的傳播速度小于C．b光折射率較小，則頻率較小，波長較大，則a、b兩束單色光通過同一單縫，b光的衍射現(xiàn)象更明顯，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)Δx=ldλ，因b光波長較大，可知a、故選AD。10．（2025·福建·百校聯(lián)考押題）中國光刻機(jī)在近年來取得了顯著的進(jìn)展和突破，這些光刻機(jī)在性能和技術(shù)指標(biāo)上已經(jīng)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。以下關(guān)于波和光的說法正確的是（

）A．圖甲中音樂噴泉中的光能“沿水傳播”，主要是利用了光的折射原理B．圖乙中肥皂膜呈現(xiàn)出彩色條紋，是光的衍射現(xiàn)象C．圖丙中當(dāng)聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的聲音的頻率小于波源的頻率D．圖丁中觀眾觀看3D電影時(shí)，戴的眼鏡鏡片利用了光的偏振原理【答案】CD【詳解】A．音樂噴泉中的光能“沿水傳播”，是光在水這種介質(zhì)表面發(fā)生了全反射，并非折射原理，故A錯(cuò)誤；B．肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是因?yàn)榉试砟で昂蟊砻娴姆瓷涔獍l(fā)生干涉，屬于光的干涉現(xiàn)象，不是衍射，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，根據(jù)多普勒效應(yīng)，觀察者接收到的聲音的頻率小于波源的頻率，故C正確；D．觀眾觀看3D電影時(shí)戴的眼鏡鏡片利用了光的偏振原理，讓不同偏振方向的光進(jìn)入雙眼，從而產(chǎn)生立體視覺，故D正確。故選CD。三、填空題11．（2025·福建多地市·二模）如圖甲所示為發(fā)光二極管，可將電能高效轉(zhuǎn)化為光能，廣泛應(yīng)用于電子顯示及新型照明設(shè)備。二極管的發(fā)光帽為透明材料，其結(jié)構(gòu)原理簡化為如圖乙所示，由半徑為R的半球體和圓柱體組成，二極管發(fā)光部分視為點(diǎn)光源，位于距半球體球心O正下方為R的A點(diǎn)處，已知光在真空中的傳播速度為c，發(fā)光帽透明材料折射率為n，則光在透明材料中的傳播速度v=；若光線AB恰好未從半球體的B點(diǎn)射出，則折射率n=。【答案】cn【詳解】[1]根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度公式可得，光在透明材料中的傳播速度v=[2]根據(jù)幾何關(guān)系可得臨界角為45°，根據(jù)折射率公式可得n=12．（24-25高三下·福建泉州·三檢）如圖，一長方體玻璃磚放在書本上，透過玻璃磚看到的字母會(huì)有所變化。如果垂直于玻璃磚向下看，字母的視深比實(shí)深更（選填“深”或“淺”），這是光的（選填“折射”或“全反射”）現(xiàn)象，已知玻璃的折射率為1.5，則光在玻璃磚中的傳播速度與在真空中的傳播速度之比為?！敬鸢浮繙\折射2：3【詳解】[1][2]由題意，可畫出如圖所示光路圖由光路圖可看出，字母的視深比實(shí)深更淺，這是光的折射現(xiàn)象所導(dǎo)致的[3]已知玻璃的折射率為1.5，則光在玻璃磚中的傳播速度與在真空中的傳播速度之比為v13．（2025·福建福州三中·模擬預(yù)測）如圖所示，a、b是兩種單色光射入正六邊形冰晶，則冰晶對(duì)單色光a的折射率（填“大于”或“小于”）冰晶對(duì)單色光b的折射率，單色光a在冰晶中的傳播速度比單色光b在冰晶中的傳播速度（填“大”或“小”）。如果讓太陽光從冰晶射向空氣，逐漸增大入射角，則a、b兩種單色光中，單色光（填“a”，或“b”）更容易發(fā)生全反射?！敬鸢浮啃∮诖骲【詳解】[1]光從空氣斜射到冰晶上，由題圖可知，單色光b偏折較大，單色光a偏折較小，所以此冰晶對(duì)單色光a的折射率小于對(duì)單色光b的折射率；[2]根據(jù)v=cn可知單色光a在冰晶中的傳播速度比單色光[3]根據(jù)sinC=1n知單色光b的臨界角較小，所以單色光b14．（2025·福建南平·質(zhì)檢）現(xiàn)有兩束平行單色光a、b通過等腰直角棱鏡ABC，其光路如圖所示。a、b光線在AB邊上的折射角分別為α、β，在BC邊上發(fā)生全反射，經(jīng)AC邊出射。則a、b光線在棱鏡中的折射率之比na:nb=【答案】sinβ【詳解】[1]由光的折射定律n=sinisinγ，有na=sin45°[2]由光的反射定律和折射定律可知兩出射光線平行于入射光線，則出射光線平行。