2021-2023年浙江省高考物理模拟试题分类——专题14光 电磁波 选择题

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2021-2023年浙江省高考物理模拟试题分类——专题14光 电磁波 选择题
一．选择题（共29小题）
1．（2023•浙江模拟）图甲展现了在医院用某频段电磁波进行医学成像诊断的场景，图乙是技术所成的相片。关于该成像技术，下列说法中正确的是（　　）

A．该频段的电磁波属于γ射线
B．可以利用该频段的电磁波进行灭菌消毒
C．可以利用该频段的电磁波制成不需要与身体接触的温度计
D．可以利用该频段的电磁波在车站、机场等地探测箱内的物品
2．（2023•温州模拟）如图所示ABCD是底角为45°的等腰梯形的棱镜横线面，与底边BC平行两束单色光a、b（间距可调）从AB边射入，经BC边反射从CD边射出（图中未画出）。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足na＞nb＞2，下列说法正确的是（　　）

A．a、b两束光不可能从CD边同一位置射出
B．a光从CD边射出位置一定离底边BC更近
C．b光从AB边射入到CD边射出时间一定更短
D．a，b两束光从AB边射入到CD边射出时间可能一样长
3．（2021•绍兴二模）下列说法正确的是（　　）
A．声波能发生干涉，电磁波不能发生衍射
B．英国物理学家托马斯•杨的干涉实验证明了光具有波动性
C．实际的LC振荡电路中，振荡电路的能量将变小但振幅保持不变
D．玻尔理论不但解释了氢原子光谱的实验规律而且完全揭示了微观粒子的运动规律
4．（2021•宁波二模）2021年3月的两会上，“5G+北斗”成为社会各界高度关注的热词，其将成为智能时代最重要的基础设施之一。5G网络使用的无线电波通信频率是3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是（　　）
A．衍射的本领比4G更强
B．在真空中的传播速度比4G更快
C．会与真空中传播的4G信号发生干涉
D．相同时间传递的信息量比4G更大
5．（2021•义乌市模拟）近日，由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年，义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号，下列判断正确的是（　　）

A．5G信号的光子能量更大 B．5G信号的衍射更明显
C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波长更长
6．（2021•嘉兴二模）雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波发射时需要进行调谐和解调
C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
7．（2023•浙江模拟）如图，一束红、蓝复色光沿平行底面的方向从左侧面射入底面镀银的等腰棱镜，进入棱镜的光经底面反射后到达右侧面，对于两列可能的出射光，下列说法正确的是（　　）

A．出射光仍为一束复色光，出射光方向与入射光方向平行
B．可能只有红光出射，蓝光在到达右侧面时发生了全反射
C．两列光都出射，且出射光次序为红光在上，蓝光在下
D．两列光都出射，且出射点的高度差与入射点的位置无关
8．（2023•浙江模拟）如图所示，两束相同的单色光A和B从介质Ⅰ垂直射入扇形介质Ⅱ，都在点P处发生折射，折射角分别为θA和θB。A和B在扇形介质Ⅱ的入射点距O点的距离分别为3d和2d，下列选项中正确的是（　　）

A．sinθAsinθB=32
B．单色光A在介质Ⅱ中的波长比其在介质Ⅰ中的长
C．单色光B在介质Ⅱ中的频率比其在介质Ⅰ中的大
D．若将单色光A换成另一束频率更大的单色光C，则C依然能从P点射入介质Ⅰ
9．（2023•浙江模拟）以往，已知材料的折射率都为正值（n＞0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n＜0），成为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sinisinr=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．若该材料对电磁波的折射率n＝﹣1，则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2022•浙江模拟）如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处﹣﹣马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（　　）

A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
B．无线电波比红外线更容易发生衍射
C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用
D．在真空中电磁波的传播速度小于光速
11．（2023•温州三模）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图，棱镜由一种负折射率的介质制成。负折射率介质仍然满足折射定律，只是入射光线和折射光线位居法线同侧。一束单色光从直角边AB以θ1角入射，经BC反射，再经AC折射出棱镜，经AC折射出的光线与法线夹角为θ2，下列说法正确的是（　　）

A．θ1一定等于θ2
B．θ2与光的颜色有关
C．θ2与棱镜的负折射率有关
D．改变θ1，有可能在AC界面发生全反射
12．（2023•浙江模拟）2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图乙所示。图中MN是过环心的一条直线，一束光线与MN平行射入玻璃砖，它与MN之间的间距为x，已知玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为2R，折射率为2，光在真空中传播速度为c，不考虑反射光线在玻璃砖内的传播，下列关于该光线的说法正确的是（　　）

A．当x＞2R时，光线会进入内圆传播
B．当x=2R时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°
C．只要调整好光线与MN之间的距离，就能在内球面发生全反射
D．只要调整好光线与MN之间的距离，就能在外球面发生全反射
13．（2023•浙江模拟）在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图像的翻转，其横截面如图所示，ABCD是底角为45°的等腰梯形。现有与BC平行的三条相同的单色光线1、2、3射入AB，经BC面反射后，直接射到CD面上，已知棱镜材料的折射率n=2。下列有关说法正确的是（　　）

A．光线在棱镜中传播时频率减小
B．BC面上有光线射出棱镜
C．从CD面上射出的光线一定与入射光线平行
D．从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线3
14．（2022•柯桥区模拟）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　）

A．指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线
B．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线
C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射
15．（2021•浙江模拟）如图所示为玻璃砖横截面，上表面为半圆，ABCD为正方形，一束平行光线垂直于CD边射入玻璃砖，在半圆面AB上恰好有三分之一圆弧可看到透光，则玻璃砖的折射率为（　　）

A．2 B．2 C．3 D．3
16．（2021•金华模拟）一束复色光沿AO方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，AO与界面的夹角为30°。两条出射光OB光、OC光与法线的夹角分别为30°和45°，半圆形玻璃砖的半径为R，真空中光速为c。则下列说法正确的是（　　）

A．玻璃砖对OC光的折射率大于对OB光的折射率
B．在玻璃砖中OC光的速度小于OB光的速度
C．在玻璃砖中OC光光子的动量大于OB光光子的动量
D．OB光与OC光在玻璃砖中传播的时间差为3Rc（1-22）
17．（2021•杭州二模）如图所示，有一截面为等腰直角三角形ABC的光学介质，其上方放置了一块平面镜，该平面镜所在平面与三角形的底面AC（长为L）平行且相距为3+14L。现一束光从底面上的D点（与A点距离为14L）垂直底面入射，该束光在界面AB上的E点（图中未画出）发生反射和折射。若把反射光到达界面BC的位置记为F点（图中未画出），发现折射光经过平面镜发生一次反射后也恰能到达F点。下列说法正确的是（设三角形介质和平面镜均处于真空中）（　　）

A．介质内的反射光有可能在F点发生全反射
B．该介质对该光束的全反射临界角的正弦值为3-12
C．在E点的反射光的光速是折射光的光速的3+12倍
D．反射光从E点到达F点的时间是折射光从E点经平面镜反射到达F点的3+14倍
18．（2021•嘉兴二模）导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R
的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距h=32R的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（　　）

A．绿光在采光球中的传播速度为32 c
B．红光一定能从N点上方射出
C．紫光有可能直接折射经过O点
D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率
19．（2021•浙江二模）夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿DC射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中时出射光线恰好仍与DC平行。已知DC与AB的距离为32R，下列说法正确的是（　　）

A．介质球的折射率为n＝3
B．换不同的单色光线，沿DC入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与DC平行
C．在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行
D．增大单色光的频率，入射光射入球体后，在球内表面可能发生全反射
20．（2021•浙江二模）电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置
B．太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感
C．在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐
D．紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
21．（2023•杭州二模）如图所示，有一块半径为R的半圆形玻璃砖，OO'是对称轴。现有平行单色光垂直照射到AB面，玻璃砖对该单色光的折射率为53。已知sin37°=35，不考虑二次反射，则（　　）

A．玻璃砖的弧面上有光射出的区域弧长为37πR180
B．若在纸面内将玻璃砖绕圆心逆时针旋转30°，有光射出的区域弧长不变
C．所有从AB射出的光线都将汇于一点
D．入射光线距OO'越远，出射光线与OO'的交点离AB面越远
22．（2023•宁波一模）如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为O1、O2，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于2，下列说法中正确的是（　　）

A．在玻璃中b光的速度比a光大
B．若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较大
C．若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出
D．增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射
23．（2023•杭州一模）如图所示，均匀透明材料制作的半圆柱，其横截面为ABC，圆心为O，半径为R，半圆弧上有一点为P，OP与AC间的夹角为45°，位于A点的点光源发出一细光束射向圆弧上某点，恰好发生全反射且反射光线垂直于OP。已知光在真空中的速度为c，材料的折射率为n，光在材料中传播的时间为t，以下说法正确的是（　　）

A．n=3，t=4Rc B．n=2，t=42Rc C．n=3，t=22Rc D．n=2，t=4Rc
24．（2022•浙江模拟）如图为某同学用一束激光射入正三角形玻璃砖的光路图，由于疏忽，他忘记标记光路方向，同时手上也没有量角器。已知图中△ABC为正三角形玻璃砖边界，a、b、c为边界中点，且光束1与光束2平行。则下列说法正确的为（　　）

A．光束2为入射光
B．该激光在玻璃砖中的折射率为1.5
C．光束3的光强大于光束1、2的光强之和
D．无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出
25．（2021•温州模拟）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=53，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，则以下说法正确的是（　　）

A．光从该材料到空气的临界角为53°
B．该光学元件的BC边上有光射出的长度为14R
C．照射在AC边上的入射光，有弧长为445πR区域的光不能从AB、BC边直接射出
D．将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度增大
26．（2023•金华模拟）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。光线a沿半径方向入射玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离设为x，已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，折射率为2，光在真空中的速度为c，不考虑反射光线，下列关于光线的说法正确的是（　　）

A．当x＞2R时，b光线可能经过内圆
B．当x＞2R时，b光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°
C．当x=22R时，b光线从内圆通过空气的时间约为t=3Rc
D．当x=22R时，b光线从内圆通过空气的时间约为t=2Rc
27．（2022•宁波二模）如图所示，有一个长为20cm的竖直线状光源AB，其表面可以向各个方向发射光线，将光源封装在一个半球形的透明介质中，整个装置放在水平地面上。线状光源的B端与半球的球心O重合，封装用的透明介质的折射率为1.5，为使光源发出的所有光均能射出介质球，不考虑二次反射，试分析介质球的半径R至少为（　　）

A．30cm B．105cm C．20cm D．40cm
28．（2022•宁波模拟）我们有时候可以观察到太阳周围的明亮光晕圈，如图1所示。这种光学现象是由太阳光线在卷层云中的冰晶折射而产生的，其色彩排序为内红外紫。为了理解光晕现象，我们将问题简化为二维。如图3为一束紫光在冰晶上的折射光线，θi表示冰晶上的入射角，θ2表示为经过第一界面的折射角，θ0表示为光线离开晶体的折射角，以及θD表示为入射和出射光线之间的偏转角。假设冰晶可以在二维上看成一个正六边形且不考虑其他的反射、折射。则以下说法中正确的是（　　）

A．在冰晶内红光的波长比紫光短
B．若图3中紫光满足θi＝θ0＝60°，则可知冰晶对该光折射率n=3
C．对于从H点以相同入射角入射的光线，红光的偏转角θD比紫光的偏转角θD大
D．若红光和紫光均能使同一金属产生光电效应，则紫光对应的光电子初动能一定比红光的大
29．（2022•浙江模拟）竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墙体部。如图甲所示，某同学的测量过程如下：激光笔发出细激光束以入射角θ照射玻璃，反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑，测出相邻亮斑间的距离x，改变入射角度，测得多组数据，以sin2θ为纵坐标、sin2θx2为横坐标，描点后拟合出直线，如图乙所示，测出图线在横轴的截距为a＝6.25×102m﹣2，纵轴的截距为b＝2.25。下列说法正确的是（　　）

A．该玻璃对该激光的折射率为n＝1.5
B．该橱窗玻璃的厚度为6cm
C．减小θ角，纸板上相邻亮斑间的距离增大
D．仅换用频率较小的激光，纸板上相邻亮斑间的距离减小
二．多选题（共5小题）
（多选）30．（2023•宁波二模）如图所示，两块完全相同的半圆形玻璃砖的圆心分别为O1和O2，两直径平行且拉开一段距离d，现让一细光束沿玻璃砖A的半径方向入射，并从O1出射后入射到玻璃砖B。设入射方向与直线O1O2的夹角为i，已知玻璃砖的折射率为1.5，忽略光在每种介质中的二次反射，下列说法正确的是（　　）

A．i一定，改变d，从玻璃砖B圆弧面的出射光线与入射光线始终平行
B．i一定，改变d，光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射
C．d一定，改变i，始终有光束从玻璃砖A的圆弧面出射
D．d一定，改变i，光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射
（多选）31．（2023•浙江模拟）如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（　　）

A．条纹与AD边平行
B．看到的条纹是由薄玻璃板ABCD的上下两个界面的反射光叠加而成的
C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向AD侧移动
D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
（多选）32．（2022•温州二模）如图所示，棱镜的截面为等腰直角三角形，其中AB边与AC边垂直。三束相同单色光a、b、c分别从AC边中点入射，光束b垂直于AC界面，光束a斜向下入射，光束c斜向上入射，棱镜介质对该单色光的折射率n＞2。不考虑光束在三棱镜中的二次反射，下列说法正确的是（　　）

A．光束a一定能从AB边射出
B．光束b一定不能从BC边射出
C．光束c可能从AB边射出
D．光束c可能从AC边射出
（多选）33．（2022•温州三模）如图所示，均匀透明材料制作成的半圆柱的截面为半圆形ABC，O为圆心、半径为R、AB为直径边界，ACB为半圆弧边界，该材料对绿光的折射率n＝2。有一点光源嵌于S点，在纸面内向各个方向发射绿光。已知SO⊥AB，且SO=33R。若不考虑光在材料内部的反射，则（　　）

A．直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为π+26R
B．直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为π+23R
C．若改用红光光源，有光射出的边界总长度将变长
D．若改用红光光源，有光射出的边界总长度将变短
（多选）34．（2023•杭州一模）下列有关物理知识在实际中的应用，解释正确的是（　　）
A．我们观察近处的飞鸟和远处的飞机时，往往会觉得鸟比飞机飞得快，这是因为鸟相对眼睛的角速度比较大
B．小管同学自己绕制天线线圈，制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，那么应该增加线圈的匝数
C．人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响，在外壳中形成的涡流是导致轨道半径变小的原因之一
D．空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

2021-2023年浙江省高考物理模拟试题分类——专题14光 电磁波 选择题
参考答案与试题解析
一．选择题（共29小题）
1．（2023•浙江模拟）图甲展现了在医院用某频段电磁波进行医学成像诊断的场景，图乙是技术所成的相片。关于该成像技术，下列说法中正确的是（　　）

A．该频段的电磁波属于γ射线
B．可以利用该频段的电磁波进行灭菌消毒
C．可以利用该频段的电磁波制成不需要与身体接触的温度计
D．可以利用该频段的电磁波在车站、机场等地探测箱内的物品
【解答】解：A．医院利用X光线能穿透物质，来检查人体的内部器官，故可判断该频段的电磁波为X射线；医学上利用γ射线摧毁病变的细胞，故A错误；
B．紫外线可以进行灭菌消毒，故B错误；
C．利用红外线的热辐射可以制成不需要与身体接触的温度计，故C错误；
D．由于X光线能穿透物质，故可利用X射线在车站、机场等地探测箱内的物品，故D正确。
故选：D。
2．（2023•温州模拟）如图所示ABCD是底角为45°的等腰梯形的棱镜横线面，与底边BC平行两束单色光a、b（间距可调）从AB边射入，经BC边反射从CD边射出（图中未画出）。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足na＞nb＞2，下列说法正确的是（　　）

A．a、b两束光不可能从CD边同一位置射出
B．a光从CD边射出位置一定离底边BC更近
C．b光从AB边射入到CD边射出时间一定更短
D．a，b两束光从AB边射入到CD边射出时间可能一样长
【解答】解：作出光路图如图所示：

根据折射定律：n=sinisinr，a与b的入射角相等，由于na＞nb，可知α＜β。
A、由于α＜β，可知a光束进入棱镜时偏折角较大，且a、b光束的间距可调，故a光束上移，b光束下移，a、b光束就有可能从CD边同一位置射出，故A错误；
B、由图可知，a光束从CD边射出可能离底边BC更远，故B错误；
CD、根据图中b光束的光路图，根据正弦定理有EFsin45°=BEsin(90°+β)=BEcosβ
可知EF=sin45°cosβBE
同理可得EG=sin45°cosβCE
b光束在玻璃中的路程为sb=EF+EG=sin45°cosβ(CE+BE)=sin45°cosβBE=12cosβBE
b光束在玻璃运动的速度vb=cnb=csin45°sinβ=2csinβ
b光束在玻璃运动的时间tb=sbvb=12cosβBE2csinβ=BEcsin2β
同理可得ta=BEcsin2α
由于na=sin45°sinα＞nb=sin45°sinβ＞2
可知sinα＜sinβ＜12⇒α＜β＜30°⇒2α＜2β＜60°⇒sin2α＜sin2β
可知ta＞tb，故C正确D错误；
故选：C。
3．（2021•绍兴二模）下列说法正确的是（　　）
A．声波能发生干涉，电磁波不能发生衍射
B．英国物理学家托马斯•杨的干涉实验证明了光具有波动性
C．实际的LC振荡电路中，振荡电路的能量将变小但振幅保持不变
D．玻尔理论不但解释了氢原子光谱的实验规律而且完全揭示了微观粒子的运动规律
【解答】解：A、衍射与干涉是波特有的性质，所有波都能发生衍射现象和干涉现象，故A错误；
B、干涉是波特有的性质，托马斯•杨的双缝干涉实验，说明光具有波动性，故B正确；
C、实际的LC振荡电路中，由于要发热和对外辐射电磁波，振荡电路的能量将变小同时振幅将减小，故C错误；
D、玻尔理论成功解释了氢原子光谱，但还具有局限性，过多的保留了经典的电磁理论，不能完全揭示了微观粒子的运动规律，故D错误。
故选：B。
4．（2021•宁波二模）2021年3月的两会上，“5G+北斗”成为社会各界高度关注的热词，其将成为智能时代最重要的基础设施之一。5G网络使用的无线电波通信频率是3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，5G网络的传输速率是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是（　　）
A．衍射的本领比4G更强
B．在真空中的传播速度比4G更快
C．会与真空中传播的4G信号发生干涉
D．相同时间传递的信息量比4G更大
【解答】解：A、因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故A错误；
B、任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；
C、4G和5G信号的频率不同，两种不同频率的波不能发生干涉，故C错误；
D、5G信号的带宽更大，并且由于5G信号频率更高，由E＝hν可知，光子能量更大，故相同时间传递的信息量比4G更大，故D正确。
故选：D。
5．（2021•义乌市模拟）近日，由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年，义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号，下列判断正确的是（　　）

A．5G信号的光子能量更大 B．5G信号的衍射更明显
C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波长更长
【解答】解：A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据公式E＝hν可知，5G信号的光子能量比4G光子能量更大，故A正确；
B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸与波长差不多，或者小得多；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G信号不容易发生明显衍射，故B错误；
C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，故C错误；
D．因5G使用的电磁波频率更高，根据公式c＝νλ可知，5G信号的波长更短，故D错误。
故选：A。
6．（2021•嘉兴二模）雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．雷达利用电磁波的干涉特性工作
B．电磁波发射时需要进行调谐和解调
C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大
D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化
【解答】解：A、电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；
B、电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；
C、电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；
D、电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确。
故选：D。
7．（2023•浙江模拟）如图，一束红、蓝复色光沿平行底面的方向从左侧面射入底面镀银的等腰棱镜，进入棱镜的光经底面反射后到达右侧面，对于两列可能的出射光，下列说法正确的是（　　）

A．出射光仍为一束复色光，出射光方向与入射光方向平行
B．可能只有红光出射，蓝光在到达右侧面时发生了全反射
C．两列光都出射，且出射光次序为红光在上，蓝光在下
D．两列光都出射，且出射点的高度差与入射点的位置无关
【解答】解：A．如图，入射光经棱镜折射后，发生色散现象，故A错误；
B．由图知，光在入射棱镜时的折射角一定等于出射棱镜时的入射角，故不会发生全反射现象，故B错误；
C．因为蓝光的频率更大，所以蓝光偏折更大，故蓝光出射点更偏上方，故C错误；
D．根据光路图可知，出射点的高度差与入射点的位置无关，故D正确。

故选：D。
8．（2023•浙江模拟）如图所示，两束相同的单色光A和B从介质Ⅰ垂直射入扇形介质Ⅱ，都在点P处发生折射，折射角分别为θA和θB。A和B在扇形介质Ⅱ的入射点距O点的距离分别为3d和2d，下列选项中正确的是（　　）

A．sinθAsinθB=32
B．单色光A在介质Ⅱ中的波长比其在介质Ⅰ中的长
C．单色光B在介质Ⅱ中的频率比其在介质Ⅰ中的大
D．若将单色光A换成另一束频率更大的单色光C，则C依然能从P点射入介质Ⅰ
【解答】解：A．设单色光A在介质Ⅱ中的入射角为sinθ'A，单色光B在介质Ⅱ中的入射角为sinθ'B。根据相对折射率的概念可知：
sinθAsinθ'A=sinθBsinθ'B
设扇形介质II的半径为R，根据题目中的几何关系可得：
sinθ'A=3dR，sinθ'B=2dR
联立解得：sinθAsinθB=32，故A正确；
BC．根据光路图中入射角与折射角的大小关系，可推断出介质II为光密介质，介质I为光疏介质。因为单色光A和B为同种单色光，所以二者的频率相同，并且在不同介质中保持不变，根据题意可得：
n=λ0λ
由此可分析出在介质II中的波长比其在介质I中的短，故BC错误；
D．根据全反射角的公式sinC=1n可知，如果将单色光A换成另一束频率更大的单色光C，那么其临界角变小，C可能发生全反射不从P点射入介质I，故D错误。
故选：A。
9．（2023•浙江模拟）以往，已知材料的折射率都为正值（n＞0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n＜0），成为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sinisinr=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．若该材料对电磁波的折射率n＝﹣1，则从空气中一点光源发射的光线射向这种材料的光路图是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、根据sinisinr=n，知入射角不等于0°，则折射角也不等于0°，所以光线进入材料时不可能垂直于界面，故A错误。
B、此图中光线发生反射，没有发生折射，故B错误。
C、根据题意知，折射线与入射线位于法线的同一侧，该图符合折射的规律，故C正确。
D、光线从材料右侧面射出时，违反了折射规律：折射线与入射线位于法线的同一侧，故D错误。
故选：C。
10．（2022•浙江模拟）如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处﹣﹣马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（　　）

A．若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
B．无线电波比红外线更容易发生衍射
C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用
D．在真空中电磁波的传播速度小于光速
【解答】解：A、根据LC振荡电路的频率公式f=12πLC，
若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，故A错误；
B、无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，故B正确；
C、机械波的频率、波长和波速三者满足的关系λ=vf，对电磁波同样适用，故C错误；
D、在真空中电磁波的传播速度等于光速，为3.0×108m/s，故D错误。
故选：B。
11．（2023•温州三模）如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图，棱镜由一种负折射率的介质制成。负折射率介质仍然满足折射定律，只是入射光线和折射光线位居法线同侧。一束单色光从直角边AB以θ1角入射，经BC反射，再经AC折射出棱镜，经AC折射出的光线与法线夹角为θ2，下列说法正确的是（　　）

A．θ1一定等于θ2
B．θ2与光的颜色有关
C．θ2与棱镜的负折射率有关
D．改变θ1，有可能在AC界面发生全反射
【解答】解：A、根据题意，在负折射率材料制成的棱镜中画出光路图，如图所示：

由几何知识可知α1+i＝α2+i＝45°，故α1＝α2
根据折射定律可得：n=sinθ1sinα1=sinθ2sinα2
解得：θ1＝θ2，故A正确；
BC、θ2的大小由θ1决定，与光的颜色和棱镜的负折射率无关，故BC错误；
D、由光路的可逆性可知，改变θ1，在AC界面不会发生全反射，故D错误。
故选：A。
12．（2023•浙江模拟）2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图乙所示。图中MN是过环心的一条直线，一束光线与MN平行射入玻璃砖，它与MN之间的间距为x，已知玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为2R，折射率为2，光在真空中传播速度为c，不考虑反射光线在玻璃砖内的传播，下列关于该光线的说法正确的是（　　）

A．当x＞2R时，光线会进入内圆传播
B．当x=2R时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°
C．只要调整好光线与MN之间的距离，就能在内球面发生全反射
D．只要调整好光线与MN之间的距离，就能在外球面发生全反射
【解答】解：A．当折射光线恰好和内圆相切时，光恰好不会通过内圆，如图

根据几何关系：sini=x2R，sinr=R2R
根据折射定律n=sinisinr
解得x=2R
当x＞2R时，光不会经过内圆，故A错误；
B．由上式可知
i＝45°
r＝30°
根据几何关系，光线从外圆射出的方向与图中入射光线夹角小于45°，故B错误；
C．当图中角为45°时，发生全反射，如图：

根据几何关系，r＜180°-(180°-45°)2=22.5°
则sini＜2sin22.5°
则x＜2Rsini=22Rsin22.5°
即存在x＜22Rsin22.5°
某一值时会发生全反射，故C正确；
D．无论怎样调整光线与MN之间距离，光线从外球面射向空气时，入射角都不能大于或等于临界角，不满足全反射条件，不能在外球面发生全反射，故D错误。
故选：C。
13．（2023•浙江模拟）在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图像的翻转，其横截面如图所示，ABCD是底角为45°的等腰梯形。现有与BC平行的三条相同的单色光线1、2、3射入AB，经BC面反射后，直接射到CD面上，已知棱镜材料的折射率n=2。下列有关说法正确的是（　　）

A．光线在棱镜中传播时频率减小
B．BC面上有光线射出棱镜
C．从CD面上射出的光线一定与入射光线平行
D．从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线3
【解答】解：A．光线在棱镜中传播时频率不变，故A错误；
B．光路图如图：

根据折射定律：n=sinisinr=sin45°sinr，r＝30°
所以θ＝90°﹣（180°﹣45°﹣90°﹣r）＝75°
根据全发射条件sinC=1n
所以临界角C＝45°＜θ
所以BC面上没有光线射出棱镜，故B错误；
C．根据几何关系α＝r＝30°
所以β＝i＝45°
故从CD面上射出的光线一定与入射光线平行，故C正确；
D．根据光路图，从CD面上射出的三条光线中最靠近C点的是光线1，故D错误。
故选：C。
14．（2022•柯桥区模拟）如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　）

A．指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线
B．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线
C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射
【解答】解：AB.在指纹凸部（脊线），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，在指纹凹部（谷线），入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，故A错误，B正确；
C.没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，故C错误；
D.因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此，手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，故D错误。
故选：B。
15．（2021•浙江模拟）如图所示为玻璃砖横截面，上表面为半圆，ABCD为正方形，一束平行光线垂直于CD边射入玻璃砖，在半圆面AB上恰好有三分之一圆弧可看到透光，则玻璃砖的折射率为（　　）

A．2 B．2 C．3 D．3
【解答】解：由题意可知，光线进入玻璃砖后，从圆弧面AB射出时有部分光线发生全反射，因在AB面上恰好有三分之一面积透光，如图所示；
根据几何关系可知恰好发生全反射时入射光对应的入射角为C＝30°，则n=1sinC=1sin30°=2，故A正确、BCD错误。
故选：A。

16．（2021•金华模拟）一束复色光沿AO方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，AO与界面的夹角为30°。两条出射光OB光、OC光与法线的夹角分别为30°和45°，半圆形玻璃砖的半径为R，真空中光速为c。则下列说法正确的是（　　）

A．玻璃砖对OC光的折射率大于对OB光的折射率
B．在玻璃砖中OC光的速度小于OB光的速度
C．在玻璃砖中OC光光子的动量大于OB光光子的动量
D．OB光与OC光在玻璃砖中传播的时间差为3Rc（1-22）
【解答】解：A、OB光的折射率为nB=sin60°sin30°=3
OC光的折射率为nC=sin60°sin45°=62
故玻璃砖对OC光的折射率小于对OB光的折射率，故A错误；
B、根据公式n=cv
折射率大的，速度小。所以在玻璃砖中OC光的速度大于OB光的速度，故B错误；
C、由于玻璃砖对OC光的折射率小于对OB光的折射率，所以OB光对应的频率大，波长小。
而根据公式λ=hp，可知在玻璃砖中OC光光子的动量小于OB光光子的动量，C错误；
D、OB光在玻璃砖中传播的时间为tB=RvB=RcnB=nBRc=3cR
OC光在玻璃砖中传播的时间为
tC=RvC=RcnC=nCRc=62cR
所以时间差为
△t＝tB﹣tC＝（1-22）3Rc，故D正确。
故选：D。
17．（2021•杭州二模）如图所示，有一截面为等腰直角三角形ABC的光学介质，其上方放置了一块平面镜，该平面镜所在平面与三角形的底面AC（长为L）平行且相距为3+14L。现一束光从底面上的D点（与A点距离为14L）垂直底面入射，该束光在界面AB上的E点（图中未画出）发生反射和折射。若把反射光到达界面BC的位置记为F点（图中未画出），发现折射光经过平面镜发生一次反射后也恰能到达F点。下列说法正确的是（设三角形介质和平面镜均处于真空中）（　　）

A．介质内的反射光有可能在F点发生全反射
B．该介质对该光束的全反射临界角的正弦值为3-12
C．在E点的反射光的光速是折射光的光速的3+12倍
D．反射光从E点到达F点的时间是折射光从E点经平面镜反射到达F点的3+14倍
【解答】解：A、从D点入射的光到达E点发生反射与折射的光线交于同一点F，作出光路图如图所示，由对称性可知，光线到F点可以发生折射，故A错误；
B、由几何关系可知，在E点的入射角为45°，折射角为75°，∠MEF＝60°，所以折射率为n=sin75°sin45°=3+12.所以该介质对该光束的全反射临界角正弦值sinC=1n=13+12=3-1，故B错误；
C、由折射率n=cn得vc=1n=13+12=3-1，故C错误；
D、由几何关系可知EM＝MF=L2，反射光线从E点到F点的时t=L2v=3+14•Lc折射光线从E点到F点的时间t′=Lc，所以时间之比为3+14，故D正确。
故选：D。

18．（2021•嘉兴二模）导光管采光系统是一套采集天然光，并经管道传输到室内的采光系统，如图为过装置中心轴线的截面。上面部分是收集阳光的半径为R
的某种均匀透明材料的半球形采光球，O为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的导光管，MN为两部分的分界面，M、N为球面两点。若一束平行MN且与MN相距h=32R的细光束从空气入射到采光球表面时，经折射绿光恰好照射到N点。则（　　）

A．绿光在采光球中的传播速度为32 c
B．红光一定能从N点上方射出
C．紫光有可能直接折射经过O点
D．要使光束在导光管中发生全反射，涂层折射率应小于管壁折射率
【解答】解：A、根据题意画出光路图，如图所示，由几何关系可知：sinθ=hR，解得：θ＝60°，可知入射角θ1＝θ＝60°，根据几何关系可知折射角θ2＝30°，根据折射定律可知，材料的折射率n=sinθ1sinθ2，代入数据可得n=3，根据v=cn计算得v=33c，故A错误；
B、若采用红光射入集光球，因为在同种材料中红光的折射率小于绿光，则入射角相同的情况下，红光折射角更大，折射光线将位于Q点的上方，根据几何关系可知，光由集光球射入空气的入射角和光线从空气射入激光球的折射角相等，根据光路可逆可知，红光一定会从Q点的上方射出，故B正确；
C、若紫光直接折射经过O点，那么折射角为零，不符合折射定律，故C错误；
D、根据全反射的条件可知，要使光束在导光管中发生全反射则需要满足涂层折射率大于管壁折射率。故D错误。
故选：B。

19．（2021•浙江二模）夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿DC射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中时出射光线恰好仍与DC平行。已知DC与AB的距离为32R，下列说法正确的是（　　）

A．介质球的折射率为n＝3
B．换不同的单色光线，沿DC入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与DC平行
C．在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行
D．增大单色光的频率，入射光射入球体后，在球内表面可能发生全反射
【解答】解：A、光路图如图所示
由几何关系可得sini=HR=32
解得：i＝60°
由图可知
i＝2r
则r＝30°
所以介质球的折射率为
n=sinisinr=3212=3，故A错误；
B、若增大入射光的频率，折射率增大，由折射定律知，折射角r减小，折射光线将射到B点下方，反射光线将射到E点左侧，再次折射到空气中时折射角r′＝i，由几何知识可知，出射光线与入射光线不再平行，故B错误；
C.在同一过球心的截面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行，故C正确；
D.增大单色光的频率，若该光沿EF平行于CD射入时，根据几何知识得知，第一次的折射角等于第二次的入射角，根据光路的可逆性原理，不可能在介质球内表面发生全反射，故D错误。
故选：C。

20．（2021•浙江二模）电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）
A．雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置
B．太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感
C．在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐
D．紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
【解答】解：A、微波波长较短，直线传播性能好，雷达是利用微波来测定物体位置的，故A错误；
B、太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，而人眼也对黄绿光最敏感，故B正确；
C、在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，故C错误；
D、紫外线的波长比可见光的波长更短，频率更高，因而具有较高的能量，可以用来灭菌消毒，故D错误；
故选：B。
21．（2023•杭州二模）如图所示，有一块半径为R的半圆形玻璃砖，OO'是对称轴。现有平行单色光垂直照射到AB面，玻璃砖对该单色光的折射率为53。已知sin37°=35，不考虑二次反射，则（　　）

A．玻璃砖的弧面上有光射出的区域弧长为37πR180
B．若在纸面内将玻璃砖绕圆心逆时针旋转30°，有光射出的区域弧长不变
C．所有从AB射出的光线都将汇于一点
D．入射光线距OO'越远，出射光线与OO'的交点离AB面越远
【解答】解：A．根据全反射条件，光线射到圆弧面上的临界角sinC=1n=35
则C＝37°，根据几何关系，玻璃砖的弧面上有光射出的区域弧长为l=2×37°360°2πR=37πR90，故A错误；

B．光线垂直射到直径AB时，玻璃砖的弧面上有光射出的区域角度为74°；
若在纸面内将玻璃砖绕圆心逆时针旋转30°，设此时能在圆弧AB面上发生全反射的两条临界光线在直径上的折射角为θ，根据几何关系，则∠DFG＝180°﹣C﹣（90°﹣θ）＝90°﹣C+θ∠HFE＝180°﹣C﹣（90°+θ）＝90°﹣C﹣θ，∠GFH＝180°﹣（∠DFG+∠HFE）＝2C＝74°，故有光射出的区域弧长不变，故B正确；
CD．设能从圆弧上射出的某条光线在AB上的入射角为α，根据折射定律，折射角β满足sinαsinβ=35
由正弦定理Rsin(β-α)=FMsin(π-β)
得FM=Rcosα-9-25sin2α5
入射光线距OO'越远α较大，出射光线与OO'的交点离AB面不一定越远，故CD错误。
故选：B。
22．（2023•宁波一模）如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为O1、O2，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于2，下列说法中正确的是（　　）

A．在玻璃中b光的速度比a光大
B．若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较大
C．若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出
D．增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射
【解答】解：A、设a、b两单色光的入射角为α，玻璃砖的厚度为h，折射角分别为θ1、θ2。作出光路图如图所示

由于两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，则由几何关系有2htanθ1＞2htanθ2
可知θ1＞θ2，根据折射定律和光速公式有n1=sinαsinθ1=cv1，n2=sinαsinθ2=cv2，可得v1＞v2，即在玻璃中b光的速度比a光小，故A错误；
B．根据上述结合光谱特征可知，在玻璃中b光的速度比a光小，则在玻璃中b光的波长比a光小，根据双缝干涉条纹间距公式Δx=Ldλ可知，若a、b两束光通过同一个干涉装置，b光对应的条纹间距较小，故B错误；
C、a、b两束光在玻璃砖中传播的时间分别为t1=2hcosθ1v1=2hcosθ1csinθ1sinα=4hsinαcsin2θ1，t2=2hcosθ2v2=2hcosθ2csinθ2sinα=4hsinαcsin2θ2
由于玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于2，根据sinC=1n＜22=sin45°，则有C＜45°
上图中光没有发生全反射，则有90°＞2C＞2θ1＞2θ2，则得sin2θ1＞sin2θ2，所以可得t1＜t2，因此若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出，故C正确；
D、根据光路图可知，由于θ2＜C，即使增大b光的入射角，当b光射到玻璃砖上表面也不可能发生全反射，故D错误。
故选：C。
23．（2023•杭州一模）如图所示，均匀透明材料制作的半圆柱，其横截面为ABC，圆心为O，半径为R，半圆弧上有一点为P，OP与AC间的夹角为45°，位于A点的点光源发出一细光束射向圆弧上某点，恰好发生全反射且反射光线垂直于OP。已知光在真空中的速度为c，材料的折射率为n，光在材料中传播的时间为t，以下说法正确的是（　　）

A．n=3，t=4Rc B．n=2，t=42Rc C．n=3，t=22Rc D．n=2，t=4Rc
【解答】解：光路图如图所示，

β为临界角C，有
sinC=1n
由几何关系可知
β＝45°
解得：n=2
光在材料中传播速度为
v=cn=c2=22c
光在材料中传播的时间为t，则有
t=xAB+xBCv=2R+2R22c=4Rc
故D正确，ABC错误；
故选：D。
24．（2022•浙江模拟）如图为某同学用一束激光射入正三角形玻璃砖的光路图，由于疏忽，他忘记标记光路方向，同时手上也没有量角器。已知图中△ABC为正三角形玻璃砖边界，a、b、c为边界中点，且光束1与光束2平行。则下列说法正确的为（　　）

A．光束2为入射光
B．该激光在玻璃砖中的折射率为1.5
C．光束3的光强大于光束1、2的光强之和
D．无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出
【解答】解：A.由图根据反射定律和折射定律可知，光束1为入射光，故A错误；
B.由图根据几何关系可知，bc与法线的夹角为30°，光束2与BC的夹角为30°，则光束1与法线夹角为60°，则该激光在玻璃砖中的折射率为
n=sin60°sin30°=3
故B错误；
C.根据A分析可知，光束1为入射光束，在b点只发生折射，则光速1与光束bc的光强相等，由图可知，在c点光束bc部分折射为光速3、部分反射为光束ca，则光束1的光强大于光束3的光强，故C错误；
D.根据题意，当光束1垂直AC进入，则光速1直接穿过玻璃砖从B点飞出；设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C，则
sinC=1n=33＞12
可知，临界角大于30°，设光束1在b点的入射角为α，折射角为β，折射光束bc交AB于c'点，光束bc'在c'点入射角为γ，根据几何关系可知
β+γ=π3
当γ＜C时，即
sinγ＜33
光束bc'在c'点不发生全反射，可以从c'点射出玻璃砖，此时，可得
sinβ＝sin（π3-γ）＞32-36
即
sinα＝nsinβ＞6-12
则当光束1的入射角的正弦值满足
6-12＜sinα≤1
时，光束可从AB边射出玻璃砖；当光束1的入射角的正弦值满足
0＜sinα≤6-12
光束bc'在c'点发生全反射，反射光束c'a交BC于a'点，且在a'点的入射角为θ，根据几何关系可知
θ＝β
此时
γ≥C
则
θ＝β＜C
则光束c'a'在a'点不发生全反射，可以从a'点射出玻璃砖，即当光束1的入射角的正弦值满足
0＜sinα≤6-12
时，光束可从BC边射出玻璃砖，即无论如何改变入射角，总有光线从玻璃砖中射出，故D正确。
故选：D。
25．（2021•温州模拟）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=53，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，则以下说法正确的是（　　）

A．光从该材料到空气的临界角为53°
B．该光学元件的BC边上有光射出的长度为14R
C．照射在AC边上的入射光，有弧长为445πR区域的光不能从AB、BC边直接射出
D．将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度增大
【解答】解：A、根据sinC=1n=35，得光从该材料到空气的临界角C＝37°，故A错误；
B、如图所示，若沿DG方向射入的光线恰好在BC面上发生全反射，入射角等于临界角C，可得：∠CDG＝C＝37°
所以，该光学元件的BC边上有光射出的长度为Rtan37°=34R，故B错误；
C、若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，入射角等于临界角C，则∠ADF＝C＝37°，因此，∠FDH＝90°﹣∠ADF﹣∠CDG＝90°﹣37°﹣37°＝16°，FH=16°360°•2πR=445πR，即照射在AC边上的入射光，有弧长为445πR区域的光不能从AB、BC边直接射出，故C正确；
D、将点光源换成紫光，因紫光的折射率比红光的大，由根据sinC=1n知紫光的临界角比红光的小，所以AB边上刚好发生全反射的入射点将左移，AB边上有光射出的长度减小，故D错误。
故选：C。

26．（2023•金华模拟）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。光线a沿半径方向入射玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离设为x，已知玻璃砖内圆半径为R，外圆半径为2R，折射率为2，光在真空中的速度为c，不考虑反射光线，下列关于光线的说法正确的是（　　）

A．当x＞2R时，b光线可能经过内圆
B．当x＞2R时，b光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°
C．当x=22R时，b光线从内圆通过空气的时间约为t=3Rc
D．当x=22R时，b光线从内圆通过空气的时间约为t=2Rc
【解答】解：AB．根据题意画出光路如下图：

设b光线从Q点进入球体后经过折射的光线恰好与内圆相切于D点，则Q点折射角α，根据几何关系有sinα=R2R=12
解得α＝30°。根据n=2=sinθsinα，得θ＝45°
作QE垂直于光线a于E点，则三角形QEO为等腰直角三角形，OQ＝R且x=QE=2Rsin45°=2R
所以，当x＞2R时，b光线恰好与内圆相切，不可能经过内圆，又θ＝45°，所以b光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角小于45°，故AB错误；
CD．根据题意画出光路如下图：

Q点为b光线的入射点，E点为进入内圆时的入射点，EF为光在空气中的折射光线，作QD垂直于a光线于D点，根据几何关系有sinθ=cosβ=22R2R=24
根据折射定律：sinθsinα=2
作OC垂直于直线QEC于C点，则角φ等于光从E点进入空气的入射角，有sinφ=OCRsinα=OC2R
在E点，角γ为光从E点进入空气的折射角，根据折射定律：sinγsinφ=2
解得γ＝45°
b光线从内圆通过空气的时间约为t=2Rcos45°c=2Rc
故C错误，D正确；
故选：D。
27．（2022•宁波二模）如图所示，有一个长为20cm的竖直线状光源AB，其表面可以向各个方向发射光线，将光源封装在一个半球形的透明介质中，整个装置放在水平地面上。线状光源的B端与半球的球心O重合，封装用的透明介质的折射率为1.5，为使光源发出的所有光均能射出介质球，不考虑二次反射，试分析介质球的半径R至少为（　　）

A．30cm B．105cm C．20cm D．40cm
【解答】解：如图所示，在半球面上任选一点P，根据几何关系可知，若此时线状光源A点发出的光能够射出P点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要A点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面。

在三角形APB中，根据正弦定理有
ABsinα=PBsinβ
解得
sinα=ABPBsinθ
当θ＝90°时，sinα有最大值，为
sinα=ABPB
为使光线一定能从P点射出，应有
sinα=ABPB≤1n
所以
R＝PB≥nAB＝1.5×20cm＝30cm
故A正确，BCD错误
故选：A。
28．（2022•宁波模拟）我们有时候可以观察到太阳周围的明亮光晕圈，如图1所示。这种光学现象是由太阳光线在卷层云中的冰晶折射而产生的，其色彩排序为内红外紫。为了理解光晕现象，我们将问题简化为二维。如图3为一束紫光在冰晶上的折射光线，θi表示冰晶上的入射角，θ2表示为经过第一界面的折射角，θ0表示为光线离开晶体的折射角，以及θD表示为入射和出射光线之间的偏转角。假设冰晶可以在二维上看成一个正六边形且不考虑其他的反射、折射。则以下说法中正确的是（　　）

A．在冰晶内红光的波长比紫光短
B．若图3中紫光满足θi＝θ0＝60°，则可知冰晶对该光折射率n=3
C．对于从H点以相同入射角入射的光线，红光的偏转角θD比紫光的偏转角θD大
D．若红光和紫光均能使同一金属产生光电效应，则紫光对应的光电子初动能一定比红光的大
【解答】解：A.根据n=cv，λ=vf可得λ=cnf，由于红光的折射率小于紫光的折射率，红光的频率小于紫光的频率，则红光的波长大于紫光的波长，故A错误；
B.图3中紫光满足θi＝θ0＝60°，根据几何关系可知θ2＝30°
则折射率为
n=sinθisinθ2，代入数据解得：n=3故B正确；
C.红光的折射率小于紫光的折射率，则红光的偏转角θD比紫光的偏转角θD小，故C错误；
D.根据光电效应方程有Ekm＝hν﹣W0可知，由于红光频率小于紫光频率，则红光和紫光均能使同一金属产生光电效应，则紫光对应的光电子的最大初动能一定比红光的大，但是光电子初动能不一定比红光的大，故D错误。
故选：B。
29．（2022•浙江模拟）竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墙体部。如图甲所示，某同学的测量过程如下：激光笔发出细激光束以入射角θ照射玻璃，反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑，测出相邻亮斑间的距离x，改变入射角度，测得多组数据，以sin2θ为纵坐标、sin2θx2为横坐标，描点后拟合出直线，如图乙所示，测出图线在横轴的截距为a＝6.25×102m﹣2，纵轴的截距为b＝2.25。下列说法正确的是（　　）

A．该玻璃对该激光的折射率为n＝1.5
B．该橱窗玻璃的厚度为6cm
C．减小θ角，纸板上相邻亮斑间的距离增大
D．仅换用频率较小的激光，纸板上相邻亮斑间的距离减小
【解答】解：光路图如图所示
AB、入射光线在玻璃前表面O的反射光线在纸板上形成光斑C，过O的折射光线在玻璃的后表面A的反射光线在B处发生折射后在纸板上形成光斑D.由折射定律有
n=sinθsinα
由几何关系有tanα=x2d，又有sin2α=tan2α1+tan2α
整理得
sin2θ=n2-4d2sin2θx2
结合图象有n2＝b，得n=b=1.5，又有4d2=ba
代入数据解得d＝0.03m＝3cm
故A正确，B错误；
C、由以上分析可知，θ角减小，α角减小，则间距x减小，故C错误；
D、仅换用频率较小的激光，玻璃对激光的折射率减小，即n变小，折射角增大，则间距x增大，故D错误。
故选：A。

二．多选题（共5小题）
（多选）30．（2023•宁波二模）如图所示，两块完全相同的半圆形玻璃砖的圆心分别为O1和O2，两直径平行且拉开一段距离d，现让一细光束沿玻璃砖A的半径方向入射，并从O1出射后入射到玻璃砖B。设入射方向与直线O1O2的夹角为i，已知玻璃砖的折射率为1.5，忽略光在每种介质中的二次反射，下列说法正确的是（　　）

A．i一定，改变d，从玻璃砖B圆弧面的出射光线与入射光线始终平行
B．i一定，改变d，光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射
C．d一定，改变i，始终有光束从玻璃砖A的圆弧面出射
D．d一定，改变i，光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射
【解答】解：A、根据题意作出光路如图：

i一定，改变d，根据折射定律可知改变d前后入射光线方向不变，出射光线与入射光线不平行。故A错误；
B、i一定，改变d，如下图所示，角α不变，d越大入射角θ越大，θ越接近等于α，而α＞i，故d变大，θ有可能大于i，可知θ有可能大于全反射临界角，光束有可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射，故B正确；

C、d一定，改变i，始终有光束在O1点被反射，始终反射光线沿玻璃砖A的半径射出，故C正确；
D、d一定，改变i，当i增大时，光束可能在玻璃砖B的圆弧面的入射角大于临界角C，会发生全反射，故D正确。
故选：BCD。
（多选）31．（2023•浙江模拟）如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（　　）

A．条纹与AD边平行
B．看到的条纹是由薄玻璃板ABCD的上下两个界面的反射光叠加而成的
C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向AD侧移动
D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
【解答】解：A、薄膜干涉的光程Δs＝2d（d为薄膜厚度），厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与AD边平行，故A正确；
B、根据薄膜干涉的产生原理可知，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，故B错误；
C．如果用手用力捏右侧三层，根据Δx=Ldλ可知条纹间距变大，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，所以条纹向着劈尖移动，故C错误；
D、看到的条纹越多，说明相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密，说明薄片的厚度越厚，故D正确。
故选：AD。
（多选）32．（2022•温州二模）如图所示，棱镜的截面为等腰直角三角形，其中AB边与AC边垂直。三束相同单色光a、b、c分别从AC边中点入射，光束b垂直于AC界面，光束a斜向下入射，光束c斜向上入射，棱镜介质对该单色光的折射率n＞2。不考虑光束在三棱镜中的二次反射，下列说法正确的是（　　）

A．光束a一定能从AB边射出
B．光束b一定不能从BC边射出
C．光束c可能从AB边射出
D．光束c可能从AC边射出
【解答】解：根据全反射的临界角公式sinC=1n
又n＞2
可知发生全反射临界角
C＜45°
A.假设当折射率为n时，光束a在AC面的折射光线恰好到达B点，设光束a的折射角为α，根据几何关系有
sinα=55
根据折射定律有
n1=sin45°sinα=102
则当折射率为2＜n＜102时，光束a的折射光线将打到AB边上，根据几何关系可知，将在AB边上发生全反射，则不能从AB边射出，故A错误；
B.光速b进入棱镜后，在BC边上的入射角为45，所以一定会发生全反射，则光束b一定不能从BC边射出，故B正确；
CD.设光束c在AC面上的折射角为β，根据折射定律有
n=sin45°sinβ，sinC=1n，
整理得
sinβ=22sinC
则
cosβ=1-12sin2C
设折射光线在BC面的入射角为r，根据几何关系有
r＝45°﹣β
则
sinr＝sin （45°﹣β）=22cosβ-22sinβ=221-12sin2C-12sin2C
令
sinC﹣sinr＞0
解得
sinC＞55
即
n ＜5
此时，光束c从BC边射出，当
n≥5
则光束c在BC边发生全反射，当反射光线打在AC边上，根据几何关系可知，在AC边的入射角大于45°，则在AC边发生全反射，不能从AC边射出，当反射光线打在AB边上，根据几何关系可知，在AB边上的入射角等于β，小于临界角C，则可以从AB边射出，故D错误，C正确。
故选：BC。
（多选）33．（2022•温州三模）如图所示，均匀透明材料制作成的半圆柱的截面为半圆形ABC，O为圆心、半径为R、AB为直径边界，ACB为半圆弧边界，该材料对绿光的折射率n＝2。有一点光源嵌于S点，在纸面内向各个方向发射绿光。已知SO⊥AB，且SO=33R。若不考虑光在材料内部的反射，则（　　）

A．直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为π+26R
B．直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为π+23R
C．若改用红光光源，有光射出的边界总长度将变长
D．若改用红光光源，有光射出的边界总长度将变短
【解答】解：介质折射率n＝2，发生全反射的临界角
sinC=1n
解得
C＝30°
AB.恰好发生全反射的光路图如图所示

根据C＝30°，可得
∠OSE＝30°
∠OGS＝30°
则
DE＝2OE＝2OPtan30°=23R
根据数学关系可得
∠GOF＝60°
可得弧长GCF为l＝2πR×16=πR3
则直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为s=πR3+2R3=π+23R
故B正确，A错误；
CD.若改用红光光源，红光的频率低，该材料对红光的折射率小，则临界角较大，结合图象可知。有光射出的边界总长度将变长，故C正确，D错误。
故选：BC。
（多选）34．（2023•杭州一模）下列有关物理知识在实际中的应用，解释正确的是（　　）
A．我们观察近处的飞鸟和远处的飞机时，往往会觉得鸟比飞机飞得快，这是因为鸟相对眼睛的角速度比较大
B．小管同学自己绕制天线线圈，制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，那么应该增加线圈的匝数
C．人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响，在外壳中形成的涡流是导致轨道半径变小的原因之一
D．空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
【解答】解：A、鸟和飞机的飞行看成绕地球做圆周运动，鸟比飞机飞得低，在相同的时间里鸟转过的角度较大，视觉的错觉感觉鸟比飞机飞得快，而飞机飞得越高，看起来慢。鸟相对眼睛的角速度比较大。故A正确；
B、若想接收一个频率较高的电台，根据：f=12πLC，可知应减少线圈的匝数。故B错误；
D、空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故D正确；
C、人造卫星绕地球运行时由于受地磁场影响，在金属外壳中形成的涡流，涡流会导致卫星机械能减小，是导致轨道半径变小的原因之一，故C正确。
故选：ACD。