热点16　光学　电磁波（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练

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A．和机械波一样须靠介质传播
B．不可能产生干涉和衍射现象
C．可以利用多普勒效应测量飞机的速度
D．和声波一样不会发生偏振现象
2.如图所示，一半圆形玻璃砖，C点为其圆心，直线OO′过C点与玻璃砖上表面垂直，与直线OO′平行且等距的两束不同频率的细光a、b从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下说法正确的是( )
A．b光从空气射入玻璃，波长变长
B．真空中a光的波长大于b光的波长
C．a光的频率大于b光的频率
D．若a、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角较小
3.(2023·江苏省高三联考)用牛顿环可测量平凹透镜球面的曲率半径。如图所示，平凹透镜与一块平板玻璃接触，用单色光垂直透镜的平面向下照射，会观察到明暗相间的同心圆环，根据圆环半径可计算出球面的曲率半径R。则( )
A．形成同心圆环属于光的衍射现象
B．同心圆环内疏外密
C．曲率半径R越大圆环越紧密
D．圆环疏密程度与透镜的折射率有关
4．(2023·江苏盐城市三模)一束光由红光和紫光组成，通过截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜。已知该玻璃对红光和紫光的折射率均大于1.5，则下列能得到平行单色光的是( )
5.(2023·江苏苏州市期末)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示的明暗相间的干涉条纹，则下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像可能正确的是( )
6.一半圆形玻璃砖截面如图所示，截面内一细束单色光以45°的入射角从直径MN上射入，在入射点由N缓慢移动到M的过程中，不考虑光的反射，圆弧MN上有一半区域有光线射出。则半圆形玻璃砖对该单色光的折射率为( )
A.eq \r(2) B.eq \r(3) C．2 D.eq \r(5)
7.(2023·江苏省八市联合二模)如图所示为一个棱长为a的实心透明正立方体，在正立方体底面正方形中心O点放置一个单色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立方体折射出来。已知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为n＝eq \r(5)，真空中的光速为c。下列说法中正确的是( )
A．从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点所需时间相等
B．从O点发出的光传播到正立方体上表面需要的最短时间为eq \f(\r(5)a,2c)
C．观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑面积为eq \f(πa2,32)
D．观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为eq \f(πa2,8)
热点16 光学 电磁波
1．C [无线电波是电磁波，可以在真空中传播，不需要靠介质传播，A错误；干涉和衍射是所有波特有的现象，该无线电波可以产生干涉和衍射现象，B错误；该无线电波可以利用多普勒效应测量飞机的速度，原理是无线电波振动源与观测者以相对速度运动时，观测者所接收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同，C正确；无线电波是电磁波，会发生偏振现象，D错误。]
2．B [光在两种介质的界面处不改变光的频率，b光从空气射入玻璃砖后，即由光疏介质进入光密介质，由v＝eq \f(c,n)可知，光的传播速度变慢，由v＝λf可知，波长变短，故A错误；由题分析可知，玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，则b光的频率高，由c＝λf可知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，故B正确，C错误；根据临界角公式sin C＝eq \f(1,n)可知，a光的折射率小，则a光发生全反射的临界角大于b光，故D错误。]
3．B [形成同心圆环属于光的干涉现象，故A错误；明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上、下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一明圆环(或暗圆环)处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小得越快，则圆环越密，所以同心圆环内疏外密，故B正确；透镜的曲率半径R变大，空气膜的厚度变化变慢，其形成的圆环比曲率半径小的透镜形成的圆环稀疏，故C错误；由圆环形成的原理可知，其疏密程度与光的波长及空气膜的厚度变化情况有关，与透镜的折射率无关，故D错误。]
4．C [根据临界角的表达式sin C＝eq \f(1,n)，可得sin CC，知A、D两种情况下，红光和紫光射入棱镜后在另外两个界面发生全反射，射出的不是单色光，故A、D错误；根据折射率公式n＝eq \f(sin i,sin γ)，由B选项可知i＝45°，可得折射角γ<45°，光线到达右侧界面的入射角大于45°，发生全反射然后从下界面射出，因为红光和紫光折射率不同，所以射出的光线不平行，故B错误；根据折射率公式n＝eq \f(sin i,sin γ)，由C选项可知i＝45°，可得折射角γ<45°，光线到达上界面的入射角大于45°，发生全反射，之后从右侧界面射出，因为左右对称，根据光路可逆可知，红光和紫光出射光线依然平行，故C正确。]
5．B [薄膜干涉是光照射到薄膜上时，薄膜前后表面反射的两列光相叠加，发生干涉现象，同一条亮条纹或暗条纹对应的薄膜厚度相等，干涉条纹宽度越宽说明薄膜厚度变化越小，由题图可知，相邻亮条纹间的距离变小，干涉条纹越来越窄，故薄膜厚度变化越来越大，故选B。]
6．A [如图所示，设P和Q分别是半圆上光线射出的临界位置，因为半圆上有一半区域有光线射出，可知∠POQ＝90°，设光线射入玻璃砖后的折射角为θ，全反射临界角为C，由几何关系可知∠POM＝∠AOQ，即90°－θ－C＝C－θ，则C＝45°，折射率n＝eq \r(2)，A正确。]
7．C [从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点的距离不相等，所以时间不相等，A错误；单色光在透明介质中传播的速度为v＝eq \f(c,n)＝eq \f(c,\r(5))，光到达上表面需要的最短时间为t＝eq \f(a,v)＝eq \f(\r(5)a,c)，B错误；由题意可知，观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑形状为一个半圆，设半圆的半径为r，全反射的临界角为θ，有sin θ＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,\r(5))，则tan θ＝eq \f(sin θ,cs θ)＝eq \f(1,2)，r＝eq \f(a,2)tan θ＝eq \f(1,4)a，亮斑面积为S＝eq \f(1,2)πr2＝eq \f(πa2,32)，C正确；观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为一个圆，半径为r2＝atan θ＝eq \f(a,2)，面积为S2＝πr22＝eq \f(πa2,4)，D错误。]