2026高考物理专题复习之历年真题精选分类汇编（学生版）_专题14　光学　电磁波

这是一份2026高考物理专题复习之历年真题精选分类汇编（学生版）_专题14　光学　电磁波，共6页。
题点1 折射定律和折射率的分析和有关计算
(2025·甘肃卷·13)已知一圆台容器，高H＝15 cm，上口径R＝13 cm，容器底部中心有一质点，未装入水时，人眼从容器边缘无法观测到该质点，装入某种液体后，恰好可以看到，此时液面高度h＝12 cm，人眼观测角度α满足sin α＝35，人眼到容器边缘的距离为5 cm。光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s，求：
(1)该液体的折射率；
(2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。
【难度】基础题
(2025·北京卷·14)“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图(不考虑地面的反射)。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是( )
A.从M点到N点声波波长变长
B.S点气温低于地面
C.忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱
D.若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线NMS
【难度】中档题
(2025·河南卷·2)折射率为2的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45°，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)( )
A.0°B.15°C.30°D.45°
【难度】基础题
(2025·广东卷·4)如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为α的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为β，该折射率为( )
A.sin(α＋β)sinαB.sin(α＋β)sinβ
C.sinαsinβD.sinβsinα
【难度】基础题
(2024·贵州卷·3)一种测量液体折射率的V形容器，由两块材质相同的直角棱镜粘合，并封闭其前后两端制作而成。容器中盛有某种液体，一激光束从左边棱镜水平射入，通过液体后从右边棱镜射出，其光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为，光在棱镜和液体中的传播速度分别为，则( )
A．B．C．D．
【难度】基础题
(2024·重庆卷·5)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略气壁厚度，由该方案可知( )
A．若h = 4cm，则B．若h = 6cm，则
C．若，则h = 10cmD．若，则h = 5cm
【难度】中档题
(2024·江苏卷·6)现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β11，sin(α+Δθ)sin(β+Δθ')=n>1，可得Δθ'C，可知光线2会发生全反射，故选C。
【答案】D
【解析】激光在不同的介质中传播时，频率相同，波长不同，激光波长与亮环周长无关，故A、B错误；一束激光打进一个肥皂泡，发现在肥皂泡内侧出现一个亮环，是因为激光在空气与肥皂膜分界面处发生了全反射，故C错误，D正确。
【答案】(1)60° (2)1.5×1014 Hz
【解析】(1)光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足sin C＝1n
可得C＝60°
(2)根据爱因斯坦光电效应方程hν0＝W0
可得ν0＝1.5×1014 Hz。
【答案】D
【解析】激光在不同介质中传播时，其频率不变，故A、B错误；根据sin C＝1n，甲的折射率比乙的大，则用乙时全反射临界角大，故C错误，D正确。
【答案】CD
【解析】当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据sin C＝1n＝11.4，可知sin C>22，即C>45°，根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为θ30°，故此时不会发生全反射，故B错误；若选用折射率为2的光学玻璃，此时sin C＝12，即C＝30°，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于等于30°，即第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角一定大于等于60°，根据几何关系可知第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射入射角，故可能为70°，故C正确；若入射光线向左移动，可知第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线向左移动，故D正确。
【答案】B
【解析】光在介质中的速度为，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误；水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角，发生了全反射，故B正确；水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速度在增大，故C错误；水在水平方向做匀速直线运动，故D错误。
【答案】C
【解析】如图所示，根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为C=60°，根据全反射的临界条件可得sin C=1n，解得n=233，故选C。
【答案】A
【解析】画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示
全反射的条件sinθ=1n
由几何关系知sinθ=56
联立解得n=1.2
故A正确。
【答案】BC
【解析】他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α＝41°时激光恰好发生全反射，则sin 49°＝eq \f(1,n)，则n＝eq \f(1,sin 49°)，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面发射激光时，入射角i1＝30°，则根据折射定律有折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确，D错误。
【答案】①eq \r(\f(n红2－1,n蓝2－1))·h红 ②上方，理由见解析
【解析】①为使从光源照射到上半球面的光都能发生折射，关键是光线能够从水面处折射出去，以红光为例，当折射角最大达到临界角C时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示
假设均质球半径为R，根据全反射定律和几何关系可知sin C红＝eq \f(1,n红)＝eq \f(h红,\r(R2＋h红2))
同理可知蓝光sin C蓝＝eq \f(1,n蓝)＝eq \f(h蓝,\r(R2＋h蓝2))
两式联立解得h蓝＝eq \r(\f(n红2－1,n蓝2－1))·h红
②蓝光的折射率n蓝大于红光的折射率n红，根据(1)问结果变形h蓝2＝eq \f(n红2－1,n蓝2－1)·h红2
结合n蓝>n红>1可知h蓝1，则有sin θ>22，n45°，故A、B错误；
根据题意，由sin C＝1n，可知sin C>22，即C>45°，
增大入射角，光路图如图乙所示，由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误；减小入射角，光路图如图丙所示，
由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确。
【答案】(1)2 (2)(0，45°]
【解析】(1)根据题意画出光路图如图甲所示
根据几何关系可得sin α＝22RR，cs γ＝32RR，α＝θ
可得θ＝45°，γ＝30°
根据折射定律n＝sinθsinγ＝2
(2)发生全反射的临界角满足sin C＝1n
可得C＝45°
要使激光能在圆心O点发生全反射，激光必须指向O点射入，如图乙所示
只要入射角大于等于45°，即可发生全反射，则使激光能在圆心O点发生全反射，入射光线与x轴之间夹角的范围(0，45°]。
【答案】(1)3 (2)193R5c
【解析】(1)如图甲所示，
根据题意可知B点与OO'的距离为32R，OB＝R，所以sin θ1＝32RR＝32
可得θ1＝60°
又因为射出后恰好经过O'点，O'点为该光学器件上表面圆弧的圆心，则该单色光从B点沿直线BO'射到O'点；因为OB＝OO'＝R，所以根据几何关系可知θ2＝30°
介质对该单色光的折射率n＝sin θ1sin θ2＝sin60°sin30°＝3
(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，第一次射出介质的点为D，且O'E＝22R，可知sin θ＝22RR＝22
由于sin θ＝22>sin C＝1n＝33
所以光线在上表面D点发生全反射，轨迹如图乙
根据几何关系可知光在介质中传播的距离为L＝2(GE＋AF)＝195R
光在介质中传播的速度为v＝cn＝3c3
所以光在介质中的传播时间t＝Lv＝195R3c3＝193R5c。
【答案】eq \f(\r(2＋\r(2)),2)
【解析】如图，画出光路图
可知eq \f(sin α,sin β)＝n＝eq \r(3)
设临界角为C，
得sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(\r(3),3)，cs C＝eq \f(\r(6),3)
根据α＝β＋C可得eq \f(sin(β＋C),sin β)＝eq \r(3)
解得tan β＝eq \f(1,3－\r(2))
故可得sin β＝eq \f(1,\r(12－6\r(2)))
故可知eq \f(h,R)＝sin α＝eq \r(3)sin β＝eq \f(\r(2＋\r(2)),2)。
【答案】ABC
【解析】由几何关系可知当入射角为30°时，折射角为60°，故折射率为n＝eq \f(sin 60°,sin 30°)＝eq \r(3)，故A正确；
设临界角为C，得sin C＝eq \f(1,n)＝eq \f(1,\r(3))