熱點16　光學　電磁波-2025高考物理

熱點16光學電磁波［分值：50分］1~4題每題5分，5~9題每題6分，共50分1.(多選)(2024·湖南長沙市雅禮中學一模)關于如圖所示的現象或解釋，說法正確的是()A.甲圖中光學鏡頭上的增透膜利用的是光的衍射現象B.乙圖中光導纖維內芯的折射率大于外套的折射率C.丙圖中的“泊松亮斑”，是小圓孔衍射形成的圖樣D.丁圖是利用偏振眼鏡觀看立體電影，說明光是橫波答案BD解析甲圖中光學鏡頭上的增透膜利用的是光的干涉現象，故A錯誤；乙圖中光導纖維利用光的全反射，內芯的折射率大于外套的折射率，故B正確；丙圖中的“泊松亮斑”，是不透光的小圓盤衍射形成的圖樣，故C錯誤；丁圖是利用偏振眼鏡觀看立體電影，說明光是橫波，故D正確。2.(2024·安徽合肥市二模)虹和霓均是太陽光在小水滴內經折射和反射而產生的光學現象。如圖為霓形成的簡化模型，太陽光射入大氣中的球形水滴，經過兩次折射和兩次反射后返回大氣。圖中三束光分別為紫光、綠光和紅光，下列說法正確的是()A.a是綠光 B.b是紅光C.c是紫光 D.c是紅光答案C解析由光路圖可知，c光的偏折程度最大，折射率最大，頻率最大，a光的偏折程度最小，折射率最小，頻率最小，所以a是紅光，b是綠光，c是紫光，故選C。3.(多選)(2024·廣東中山市模擬)在超聲波懸浮儀中，由LC振蕩電路產生高頻電信號，通過壓電陶瓷轉換成同頻率的超聲波，利用超聲波最終實現小水珠的懸浮。若LC振蕩電路某時刻線圈中的磁場及電容器兩極板所帶的電荷如圖所示，下列說法正確的是()A.此時電容器的電壓正在增大B.此時電場能正向磁場能轉化C.在線圈中插入鐵芯，LC振蕩電路的頻率減小D.增大平行板電容器極板間的距離，LC振蕩電路的頻率減小答案BC解析由題圖可知，此時電流方向由上極板流向下極板，則此時電容器正在放電，電容器的電壓正在減小，電場能正向磁場能轉化，故A錯誤，B正確；根據f=12πLC，在線圈中插入鐵芯，則L增大，LC振蕩電路的頻率減小，故C正確；根據f=12πLC，C=εr4.(多選)(2024·福建莆田市三模)豎直鐵絲環(huán)中的肥皂液膜由于受重力作用，呈上薄下厚的楔形，如圖甲所示。當白光照射肥皂液膜時，會出現水平彩色條紋，如圖乙。以下說法正確的是()A.觀察者是透過肥皂液膜對著光源觀察B.若將鐵絲環(huán)在豎直面內緩慢轉過90°，會出現豎直彩色條紋C.不同顏色的光在液膜的不同位置產生亮條紋，這些亮條紋相互交錯，出現彩色條紋D.若分別用黃光和紫光照射同一液膜，黃光相鄰亮條紋的間距更大答案CD解析薄膜干涉是薄膜前后兩個面的反射光疊加產生的，肥皂液膜上形成相互平行的橫條紋，應該從入射光的同側觀察，故A錯誤；肥皂液膜干涉是等厚干涉，同一干涉條紋對應的肥皂液膜厚度相同，若將鐵絲環(huán)在豎直面內緩慢轉過90°，仍會出現水平彩色條紋，故B錯誤；任意兩相鄰亮條紋處對應的薄膜厚度之差是λ2，不同顏色的光在液膜的不同位置產生亮條紋，這些亮條紋相互交錯，出現彩色條紋，故C若分別用黃光和紫光照射同一液膜，黃光波長較長，則黃光相鄰亮條紋的間距更大，故D正確。5.(2024·貴州安順市二模)某光學器材為透明球體，其橫截面如圖所示，該橫截面的半徑為R，AB是直徑?，F有一束單色激光由C點沿平行AB的方向射向球體，激光經折射后恰好經過B點，已知B點到足夠大的光屏的距離L=3R，光學器材的折射率n=3，激光在真空中的傳播速度大小為c，則激光從入射點傳播到光屏所用的時間為()A.4Rc B.5Rc答案D解析設激光的入射角為i，如圖所示：由幾何關系可得i=2θ，由折射定律可得sinisinθ=n，解得i=60°，θ=30°，激光在介質中的傳播速度為v=cn，激光在介質中傳播的時間為t1=2Rcosθv=3Rc，激光從B點進入空氣中的折射角也為i=60°，激光從B到MN的時間為t2=Lcos60°c=6R6.(2024·T8聯(lián)考質量評價)2023年我國光纜線路建設取得顯著成果，新建光纜線路長度達473.8萬公里，使得全國光纜線路總長度一舉突破6432萬公里。光纜線路主要用于光信息傳輸，在鋪設的過程中，盡量不要彎曲。如圖所示，一段折射率為n、橫截面是圓面的光導纖維，截面半徑為r，在鋪設的過程中彎曲成了一段圓弧，圓弧的圓心到光導纖維的中心軸線的距離為R，光導纖維外部可認為是真空區(qū)域?，F有一束光垂直于光導纖維左端截面射入，為了保證這束光經反射后均能從右端面射出，則光導纖維的折射率n至少為()A.RR-r B.R+答案B解析如圖所示，最下端入射的光在界面的入射角最小，故臨界狀態(tài)為最下端入射的光恰好不發(fā)生全反射，根據全反射的公式n=1sinC，由幾何關系sinC=R-rR+r7.(2023·湖北卷·6)如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點光源S到頂點O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長度為()A.12d B.22d C.d D.答案C解析設光線在OQ界面的入射角為α，折射角為β，由幾何關系可知α=30°，則由折射定律n=sinβsinα=2，光線射出OQ界面的臨界為發(fā)生全反射，光路圖如圖所示，其中CS⊥OB，光線在A、B兩點發(fā)生全反射，由全反射定律sinC=1n=22可得，全反射的臨界角為45°，AB之間有光線射出，由幾何關系可知AB=2AC=2CS=OS8.(2023·山東卷·5)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是()A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動答案A解析由題知，C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣層向劈尖移動，則條紋向左移動。故選A。9.(2024·浙江臺州市二模)如圖甲所示，在水池中水平放置一條細燈帶圍成的直徑為d1=0.6m的圓環(huán)發(fā)光體，水的折射率n=43，細燈帶到水面的距離h可以調節(jié)，緊貼水面的上方水平放置一光傳感器。調節(jié)h=h1時，傳感器檢測到有光強的區(qū)域恰好為一個完整的圓形。調節(jié)h為h2=74m時，傳感器上光強隨x軸位置變化如圖乙所示，圖中光強最強的區(qū)域對應傳感器部分為直徑d2的圓形區(qū)域，檢測到有光強的區(qū)域為直徑d3的圓形區(qū)域。下列說法正確的是(A.h1=75m B.d2=0.C.d3=1.5m D.h越小，d3越大答案B解析傳感器檢測到有光強的區(qū)域恰好為一個完整的圓形時，燈帶上發(fā)出的光在O點恰好發(fā)生全反射，如圖甲則sinC=1n=34，由幾何知識得tanC=d12h1，解得hh2=74m時，燈帶上發(fā)出的光在傳