2023廣東版物理高考第二輪復習專題十六光學、電磁波和相對論一、選擇題.物理探索（2022河南名校聯盟1月聯考）（多選）下列說法中正確的是（）A.單絳衍射實驗中，算越寬,條紋越亮,衍射現象越明顯B.在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下,衍射現象不明顯C.照相機鏡頭表面涂上增透膜,以增強透射光的強度,是利用了光的衍射現象D.雙算干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為紫光,則條紋間距一定變窄E.水中的氣泡看起來特別明亮,是因為光從水射向氣泡時，一部分光在界面上發生了全反射答案BDE單舞衍射中,建越寬，衍射現象越不明顯，選項A錯誤;在障礙物的尺寸與光的波長差不多或比光的波長短時,能發生明顯的衍射現象,在比光的波長大得多的情況下,衍射現象不明顯,選項B正確;照相機鏡頭表面涂的增透膜,是利用膜的內外表面反射光發生干涉,從而減少鏡頭表面的反射光損失,增強透射光的強度,選項C錯誤;在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由紅光改為紫光,根據條紋間距公式波長變短,則干涉條紋間距變窄,選項D正確；水中的氣泡看起來特別明亮,是因為光從水射向氣泡時,即從光密介質射向光疏介質時,一部分光在界面上發生了全反射,選項E正確。.物理生活I（2022河南新鄉二模）（多選）下列說法正確的是（）A.紫外線在生活上可以對碗筷進行消毒B.光導纖維的內芯是光密介質，外套是光疏介質C.攝影機鏡頭前加一個偏振片,這樣做是為了增加透射光D.頻率相同的激光在折射率不同的介質中傳播時的波長不同E.水面上的油膜呈現彩色條紋,是油膜表面反射光與入射光疊加的結果答案ABD紫外線有殺菌消毒的作用,在生活上可以對碗筷進行消毒，故A正確;光導纖維傳輸信息利用光的全反射原理,所以內芯是光密介質,外套是光疏介質，故B正確;攝影機鏡頭前加一個偏振片,以減弱反射光的強度,不是為了增加透射光,故C錯誤;由n4,v=入v,兩式聯立可得X可知頻率相同的激光在折射率不同的介質中傳播時的波長不同,故D正確;水面上的油膜呈現彩色條紋,是光在油膜的前后表面的反射光干涉的結果,故E錯誤。3.物理科技；（2022浙江臺州二模）1966年,33歲的華裔科學家高餛提出:光通過直徑幾微米的玻璃纖維就可以傳輸大量信息。根據這一理論制造的光導纖維已經普遍應用到通信領域。目前光纖信號傳輸主要采用850nm、1310nm、1550nm三種波長的激光，均大于紅光波長（630~760nm）0下列說法中正確的是（）A.三種激光中,波長1550nm的激光光子能量最大B.光纖內芯和外套都是玻璃材質，且外套折射率比內芯大C.若用紅光照射某光電管能產生光電效應,這三種激光也一定可以D.若換用可見光傳輸信號,其在光纖中的傳播速度比這三種激光都小答案D由c=入v可知,波長為1550nm的激光的頻率最小,再根據e=hv,可知波長為1550nm的激光光子能量最小,A錯誤;光發生全反射的條件是從光密介質進入光疏介質,且入射角大于等于臨界角,所以內芯的折射率應大于外套的折射率,光傳播時在內芯和外套的界面上發生全反射,B錯誤;三種激光的波長均大于紅光的波長,則三種激光的頻率均小于紅光的頻率,若用紅光照射某光電管能產生光電效應現象,這三種激光不一定可以,C錯誤;三種激光的波長均大于可見光的波長，則三種激光的折射率均小于可見光的折射率,根據可知,若換用可見光傳輸信號,其在光纖中的傳播速度比這三種激光都小,D正確。4.自然現象（2022天津和平一模）雨后太陽光射入空氣中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面發生反射,最后離開水滴時再折射一次，就形成了彩虹。如圖，太陽光從左側射入球形水滴,a、b是其中的兩條出射光線，在這兩條出射光線中,一條是紅光,另一條是紫光，下列說法正確的是（）太陽光A.a光線是紅光,b光線是紫光B.遇到同樣的障礙物,b光比a光更容易發生明顯衍射現象C.a光在水滴中的傳播時間比b光在水滴中的傳播時間短D.增大太陽光在水滴表面的入射角，則可能沒有光線從水滴中射出答案B由光路圖可知，發生第一次折射時a光線的偏折程度較大，則折射率較大，頻率較大，故a光線是紫光,b光線是紅光,A錯誤;紅光的波長比紫光長，則遇到同樣的障礙物,b光比a光更容易發生明顯衍射現象,B正確;根據v=：可知,a光在水滴中的傳播速度較小,且在水滴中的傳播距離較大，則a光在水滴中的傳播時間比b光在水滴中的傳播時間長,C錯誤;增大太陽光在水滴表面的入射角，則光線在水滴背面的入射角變大,光線仍能在水滴的背面發生全反射,再從水滴中射出,D錯誤。5.物理科技：（2022北京海淀一模）通過“喟啾激光脈沖放大技術（CPA）”可以獲得超強超短激光,為開展極端物理條件下物質結構、運動和相互作用等的研究提供了科學基礎。超強超短激光經聚焦后最高光強可以達到IO???io*w/cm；是已知的最亮光源。已知太陽輻射的總功率約為4X1026W。如圖所示，“D周啾激光脈沖放大技術”原理可以簡化為:利用色散將脈沖時長為飛秒（10⑹s）級激光脈沖通過展寬器在時間上進行展寬;展寬后的脈沖經過激光增益介質放大,充分提取激光介質的儲能;最后使用壓縮器將脈沖寬度壓縮至接近最初的脈寬值。根據以上信息,下列說法錯誤的是（）在時間上 經增益介八經壓縮器A進行展寬質放大/\壓縮脈寬,I

八=）\=_LL

種子激

光脈沖A.激光脈沖通過展寬器在時間上進行展寬,其頻率不變B.利用CPA技術獲得的超短超強激光脈沖可用于眼部手術,用激光做“光刀”是利用激光平行度好的特點C.超強超短激光經聚焦后最高光強相當于將單位時間內太陽輻射總能量聚焦到一張書桌上D.通過周啾激光脈沖放大技術”獲得的激光與輸入激光能量幾乎相同答案D激光脈沖通過展寬器改變的是傳播速度，而不改變頻率,A正確;利用CPA技術獲得的超短超強激光脈沖可用于眼部手術,用激光做“光刀”是利用激光平行度好的特點,B正確;書桌的面積大約為60cmX60cm,因此太陽輻射總能量聚焦到一張書桌上的光強約為登翳W/cm^l.1X102;,W/cm；C正60x60確;根據“展寬后的脈沖經過激光增益介質放大,充分提取激光介質的儲能;最后使用壓縮器將脈沖寬度壓縮至接近最初的脈寬值”可知，通過“喟啾激光脈沖放大技術”獲得的激光的能量大于輸入激光的能量,D錯誤。（2022山東青島一模,4）2016年在貴州建成了500米口徑的球面射電望遠鏡一一“中國天眼”，這是世界上單口徑最大、靈敏度最高的射電望遠鏡,它對電磁波的各個波段都具有良好的接收能力。下列關于電磁波的說法正確的是（）A.頻率越高的電磁波越容易發生明顯的衍射現象B.頻率越高的電磁波在真空中的傳播速度越大C.在水中紫外線的傳播速度小于紅外線的傳播速度D.紅外線的顯著作用是熱效應,溫度較低的物體不能輻射紅外線答案C頻率越高的電磁波，波長越短，越不容易發生明顯的衍射現象，故A錯誤;電磁波在真空中的傳播速度大小都一樣,故B錯誤;紫外線的頻率比紅外線的頻率大,在水中折射率較大,根據v=5可知在水中紫外線的傳播速度小于紅外線的傳播速度，故C正確;紅外線的顯著作用是熱效應，任何溫度的物體均可以輻射紅外線，故D錯誤。（2022山東青島一模,9）（多選）如圖，有一透明材料制成的空心球體,內徑R=1m,外徑為2R,在過球心的某截面內有一束單色光從球面上A點射入,光線與A0間夾角i=60。，經折射后恰好與內球面相切,已知光速c=3X10"m/s,下列說法正確的是（）A.光線射入球體后頻率變小B.光線射入球體后波長變大C.透明材料對該單色光的折射率為百D.從A點射入球體的光線經反射再次回到A點所用時間為6XW8s答案CD光線射入球體后頻率不變，故A錯誤;光線射入球體后速度變小，根據A=vf,可知波長變小,故B錯誤;根據幾何關系得在透明材料中的折射角的正弦值sinr嗯弓，根據折射定律得n?=百，故C正確;由幾何關系可得光在透明材料中的路程為s=6X2Rcos30°=6百明光在透明材料中的傳播速度為v=^=V3X10、m/s,則時間為t=^=6X10ss,故D正確。（2022株洲南方中學3月調研,17）（多選）小剛同學用光傳感器完成如圖甲有關光的實驗,某次實驗中,得到了如圖乙所示的光強分布圖,則下列說法正確的是（）A.該同學觀察到的是光的干涉圖樣B.該同學觀察到的是光的衍射圖樣C.若僅減小激光器到中間縫屏的距離，則觀察到條紋的寬度將不變D.若換用光強更大、頻率更低的激光,則觀察到條紋的寬度將變大E.該實驗證明了光的波粒二象性答案BCD根據光強分布圖可知，中央條紋比兩側條紋寬，所以該同學觀察到的是光的衍射圖樣，故A錯誤,B正確;衍射圖樣中條紋的寬度與縫屏到光屏的距離有關,與激光器到舞屏的距離無關，若僅減小激光器到中間縫屏的距離，則觀察到條紋的寬度將不變,故C正確;若換用光強更大、頻率更低的激光，則激光的波長更長,衍射現象將更加明顯，則觀察到條紋的寬度將變大,故I）正確;該實驗說明光具有波動性,但不能說明光具有粒子性,故E錯誤。（2022常德一模,17）（多選）彩虹是由陽光進入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后離開水滴時再折射一次形成的。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光L由左側射入水滴,a、b是白光射入水滴并經過反射和折射后的兩條出射光線（a、b是單色光）。下列關于a光與b光的說法正確的是（）/)A.水滴對a光的折射率大于對b光的折射率B.a光在水滴中的傳播速度等于b光在水滴中的傳播速度C.用同一臺雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗,a光相鄰的亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距D.a、b光在由空氣進入水滴后波長要變長E.若a光、b光在同一介質中,以相同的入射角由介質射向空氣，若b光能夠發生全反射，則a光也一定能夠發生全反射答案ACE由圖可知,b光的折射角大于a光的折射角，根據n案可知，水滴對a光的折射率大于對b光的折射率,故A正確;因為水滴對a光的折射率大于對b光的折射率,根據公式n，可知,a光在水滴V中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度，故B錯誤;折射率越大,波長越短，則a光波長比b光的波長短,根據雙算干涉條紋間距公式Ax=X;可知，用同一臺雙縫干涉儀做光的雙算干涉實驗,a光相鄰的亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距,故C正確;設光在真空中的波長為X。，光在介質中的波長為X,根據公式n，可得n書則入產n入，故a、b光在由空氣進入水滴后波長要變短，故D錯誤;因為水滴對a光的折射率大于對b光的折射率,根據公式sinC=；可知,a光的臨界角小于b光的臨界角,若a光、b光在同一介質中,以相同的入射角由介質射向空氣，若b光能夠發生全反射,則a光也一定能夠發生全反射,故E正確。（2022南開一模,3）如圖所示,有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的復色光從空氣射向AB邊的中點D,入射方向與邊AB的夾角為。=30。，經三棱鏡折射后分為a、b兩束單色光,單色光a偏折到BC邊的中點E,單色光b偏折到F點,則下列說法正確的是（A.a光的頻率小于b光的頻率B.棱鏡對單色光b的折射率小于百C.在棱鏡中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D.分別通過同一雙縫干涉裝置,a光的相鄰亮條紋間距大答案B頻率越高,折射率越大,由于棱鏡對b光的折射率小于棱鏡對a光的折射率,因此a光的頻率大于b光的頻率,A錯誤;如圖,由幾何關系可知,入射角i=60。，a光的折射角廠30。，因此棱鏡對a光的折射率乙號翳=b,由于棱鏡對b光的折射率小于棱鏡對a光的折射率,因此棱鏡對單色光b的折射率小于b,B正確;折射率越大，傳播速度越小,由于棱鏡對b光的折射率小于對a光的折射率,因此在棱鏡中,a光的傳播速度較小,C錯誤;由于a光的頻率高,因此a光的波長短,根據△x］入可知，通過同一雙縫干涉裝置,a光的相鄰亮條紋間距小,D錯誤。（2022十二區模擬,6）（多選）關于教科書中出現的以下四張圖片，下列說法正確的是（）圖1圖2圖3 圖4A.圖1所示疾馳而過的急救車使人感覺音調變化，是由多普勒效應引起的B.圖2所示豎直的肥皂膜看起來常常是水平彩色橫紋,是由光的衍射產生的C.圖3所示泊松亮斑現象是由光的偏振產生的D.圖4所示水中的氣泡看上去特別明亮,是由光的全反射引起的答案AD圖1所示疾馳而過的急救車使人感覺音調發生變化,當急救車靠近時,感覺聲調變高,當急救車遠離時,感覺聲調變低，這是由多普勒效應引起的，故A正確;圖2所示豎直的肥皂膜看起來常常是水平彩色橫紋,是由光的干涉產生的，故B錯誤;圖3所示泊松亮斑現象是由光的衍射產生的，故C錯誤;圖4所示水中的氣泡看上去特別明亮,是由于光從水進入氣泡時發生了全反射引起的,故D正確。（2022河西一模,2）下列現象中可以用薄膜干涉來解釋的是（）A.雨后的彩虹B.水面上的油膜在陽光照射下呈彩色C.透過昆蟲的翅膀看陽光呈彩色D.荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮答案B雨后的彩虹是色散現象，故A錯誤。水面上的油膜在陽光照射下呈彩色，是干涉現象，故B正確。透過昆蟲的翅膀看陽光呈彩色，是衍射現象，故C錯誤。荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮,是光的全反射的結果，故D錯誤.圖3圖3圖4A.圖1中，用自然光照射透振方向（箭頭所示）互相垂直的前后兩個豎直放置的偏振片,光屏依然發亮B.圖2為光導纖維示意圖,內芯的折射率比外套的折射率小C.圖3所示的雷達測速利用了多普勒效應D.圖4所示的照相機鏡頭上呈現的淡紫色是由光的衍射現象引起的答案C自然光通過偏振片后形成偏振光，因兩個偏振片的透振方向相互垂直,所以沒有光射到光屏上，光屏發黑，故A錯誤;依據光的全反射條件,需要從光密介質進入光疏介質可知，內芯的折射率比外套的折射率大，故B錯誤;雷達測速儀是借助頻率的改變數值,計算出目標與雷達的相對速度,利用了多普勒效應,C正確;照相機鏡頭在陽光下呈現淡紫色,是光的薄膜干涉現象,故D錯誤。（2022北京西城一模,2）如圖所示,光束沿AO方向從空氣射向某種介質，折射光線沿0B方向。已知空氣中光速C,下列說法正確的是（）N空氣N'A.這束光從空氣進入介質后頻率會增大B.這束光從空氣進入介質后波長會增大C.這束光在該介質中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度D.若這束光沿B0方向從介質射向空氣,可能會發生全反射現象答案C光的頻率由自身性質決定,與介質無關,A錯。波長A=}nq,由空氣進入介質v變小，人減小,B錯,C對。若光沿B0從介質射向空氣,發生全反射，匕應為90°,由光路可逆知沿BO方向從介質射向空氣不發生全反射,D錯。（2022北京豐臺一模,2）有關紅、綠、紫三束單色光，下述說法正確的是（）A.紅光頻率最大B.在空氣中紅光的波長最小C.紅光光子的能量大于綠光光子的能量D.用同一雙絳干涉裝置看到的紫光相鄰兩條亮條紋間距最小答案D紅、綠、紫三種單色光，紫光頻率最大,A錯。空氣中紅光波長最長,B錯。根據E=hv,紫光光子能量最強,紅光光子能"弱,C錯。發生雙縫干涉時,根據紫光條紋間距最小，故選幾16.易混:干涉圖樣和衍射圖樣I（2019北京理綜,14,6分）利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關于P處放置的光學元件說法正確的是（）光屏TOC\o"1-5"\h\z光源口 1圖1 ?mmlimn甲 乙A.甲對應單縫,乙對應雙縫B.甲對應雙縫,乙對應單縫C.都是單縫，甲對應的縫寬較大D.都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大答案A單縫衍射圖樣中心亮紋較寬，兩側亮紋寬度逐漸變窄,故甲圖樣為單縫衍射圖樣;雙縫干涉圖樣相鄰兩條亮紋的寬度相同，對應乙圖樣。故A正確,B、C、D均錯。易混提醒單色光雙縫干涉圖樣是明暗相間的等間距的條紋;單色光的衍射圖樣為中間寬且亮的單色條紋,兩側是明暗相間的條紋,條紋寬度比中央的窄且暗。17.易錯:LC振蕩電路的頻率|（多選）LC振蕩電路的固有頻率為f,則（）A.電容器內電場變化的頻率為fB.電容器內電場變化的頻率為2fC.電場能和磁場能轉化的頻率為fD.電場能和磁場能轉化的頻率為2f答案AD電場能和磁場能是標量，只有大小在做周期性變化，所以電場能和磁場能轉化的周期是電磁振蕩周期的一半,轉化的頻率為電磁振蕩頻率的兩倍,電容器內電場變化的頻率等于電磁振蕩的頻率。故選A、D.易錯警示在一個振蕩周期過程中,電容器正向充電（或放電）和反向充電（或放電）各一次，所以在一個振蕩周期內正向電場強度（或反向電場強度）變化也是一次,即LC振蕩電路的頻率為f時,電容器的正向電場強度的變化頻率為f.在一個振蕩周期內，電容器正向充電（或放電）和反向充電（或放電）各一次,所以在一個振蕩周期內電場能和磁場能的變化為兩次,即LC振蕩電路的頻率為f時,電場能和磁場能轉化的頻率為2f.18.（2022江蘇南京三模,6）一束激光沿光路1從空氣射入盛水的側壁厚度相同的方形玻璃容器中,并沿光路4射出玻璃,如圖所示。該激光在空氣中的折射率設為1.00,在水中的折射率為1.33,在玻璃中的折射率為L65。若不考慮每個界面的反射光，則（）A.增大入射角0,激光可能在空氣和水的界面發生會全反射B.減小入射角。，激光可能在水和玻璃的界面發界發生全反射C.激光在水中的光路2和在空氣中的光路4一定不平行D.激光在水中的速度比在玻璃中的速度小答案c光必須從光密介質進入光疏介質才可能發生全反射，故A、13錯誤;當光從空氣透過平行玻璃板再進入空氣時,入射光和透射光是平行的,故此處的光路2和光路4一定是不平行的,C正確;由v彳可知D錯誤。19.學習探索（2022江蘇南通如皋二模,7）“水流導光”實驗裝置如圖所示，長直開口透明塑料瓶內裝有適量清水,在其底側開一小孔,水從小孔流出形成彎曲不散開的水流,用細激光束透過塑料瓶水平射向該小孔，觀察實驗現象。則（）A.減小激光強度，“水流導光”現象更明顯B.改用頻率更低的激光，“水流導光”現象更明顯C.改用折射率較大的液體，“水流導光”現象更明顯D.隨著瓶內清水高度的降低，“水流導光”現象更明顯答案C減小激光的強度，激光全反射的臨界角不變，現象不會改變，故A錯誤;改用頻率更低的激光，激光全反射的臨界角變大，“水流導光”現象減弱,故B錯誤;改用折射率較大的液依激光全反射的臨界角變小，“水流導光”現象更明顯，故C正確;隨著瓶內清水高度的降低，則從孔中射出的水流速度會變小,水流軌跡會變得彎曲,激光在水和空氣界面處的入射角會變小，“水流導光”現象會減弱,故D錯誤。二、非選擇題20.物理模型（2022安徽宣城二調）如圖所示是一個水平橫截面為圓形的平底玻璃缸，玻璃缸深度為2h,缸底面圓心處有一單色點光源S,缸中裝有某種液體,深度為h,0點為液面的圓心,OS垂直于水平面。

用面積為Bh」的黑紙片覆蓋在液面上，則液面上方恰好無光線射出。若在上述黑紙片上，以0為圓心剪出一個面積為gXh'的圓孔,把余下的黑紙環仍放置在液面上原來的位置，使所有出射光線都從缸口射出,則缸口的最小面積為多少?解析用面積為S,=nh-的黑紙片覆蓋在液面上,液面上方恰好無光線射出,則從點光源S發出的光線射到黑紙片的邊緣處恰發生全反射，臨界角為C光路圖如圖甲所示甲甲Sfnr^-nh2由幾何關系得tanC4由全反射知識有sinC二H解得n=V2剪出一個面積為sknh二的圓孔后,設透光部分的半徑為r;,射出光線的最大入射角為i,對應的折射角為0,光路圖如圖乙所示乙乙S2=nnh2由幾何關系得tani邛根據折射定律有『瞿缸口的最小半徑r,3=r2+htan8缸口的最小面積S.FJi號解得SF宇“h,21.物理科技(2022重慶二模)如圖甲為微棱鏡增亮膜的工作原理示意圖,光源通過入光面及透明的基材層，在棱鏡層透過其表層精細的棱鏡結構時，將光線經過折射、全反射、光累積等來控制光強分布，進而將光源散射的光線向正面集中，并且將視角外未被利用的光通過光的反射實現再循環利用,減少光的損失，同時提升整體輝度與均勻度,對液晶顯示屏(LCD)面板顯示起到增加亮度和控制可視角的效果。如圖乙,AABC為棱鏡層中的一個微棱鏡的橫截面,ZA=90°,AB=AC,用放在BC邊上P點的單色點光源來模擬入射光對增亮膜進行研究,PC=3PB,已知微棱鏡材料的折射率n1,sin37。=0.6,只考慮從P點發出照射到AB邊和AC邊上的光線。⑴若經AB邊折射出的光線與BC邊垂直,求該光線在微棱鏡內入射角的正弦值；⑵求從P點發出的光能從AB邊和AC邊射出棱鏡區域的長度