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专题14 光学 电磁振荡与电磁波
　　
1.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A.电磁波依靠电和磁的相互“感应”以及介质的振动而传播
B.无线电波较可见光更容易发生明显的衍射现象
C.红外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质
D.麦克斯韦预言了光是电磁波，并通过实验证实了电磁场理论
2.下列高中物理教材中的插图涉及光的干涉原理的是（　　）
A.图甲，水中气泡看上去特别明亮
B.图乙，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像
C.图丙，相机特制滤光片能减弱汽车玻璃表面的反射光
D.图丁，显微镜下光经过大头针的图像
3.（2025·浙江湖州高三模拟考）把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A.电容器两端的电压逐渐减小的原因是因为自感线圈发热所致
B.若增大电容C，则电压峰值衰减得更快
C.在t1～t2时间段线路中的电流正逐渐增大
D.在t2～t3时间段电流方向为图甲中的逆时针方向
4.（2025·江苏高考）如图所示，一束激光射入肥皂泡后（入射激光束未在图中标出），肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光（　　）
A.波长等于亮环的周长
B.频率比在真空中的大
C.在肥皂膜与空气的界面上发生衍射
D.在肥皂膜与空气的界面上发生全反射
5.（2025·浙江温州二模）如图所示装置，1是待测位移的物体，软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L（电阻不计）和电容器C并联后与电阻R、电源E相连，闭合开关S，待电路达到稳定后再断开S，LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是（　　）
A.开关断开后瞬间，电容器上的带电荷量最大
B.开关断开后瞬间，线圈中的自感电动势为零
C.若减小电源的电动势，振荡电流的频率会变小
D.该装置可作为传感器使用，用振荡电流振幅的变化反映物体位置的变化
6.（多选）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　）
A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形
B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°
7.（2024·山东高考）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　）
A.滚珠b、c均合格
B.滚珠b、c均不合格
C.滚珠b合格，滚珠c不合格
D.滚珠b不合格，滚珠c合格
8.某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照射双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　）
A.换用更粗的头发丝
B.换用红色激光照射双缝
C.增大纸板与墙面的距离
D.减小光源与纸板的距离
9.（2025·湖南高考）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　）
A.入射角θ小于45°
B.该介质折射率大于
C.增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射
D.减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射
10.（多选）（2025·浙江杭州一模）如图所示，一束复色光从等边三棱镜ABC的AB边中点D射入，入射光线与水平面夹角为30°，最后色散成两种单色光从AC边射出，打在右侧白纸上，上方为a光，下方为b光，其中a光的出射位置为AC边中点E，下列说法正确的是（　　）
A.经过相同的狭缝，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
B.a光在真空中的传播速度大于b光
C.若a、b光分别通过相同的双缝装置，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
D.该复色光若垂直AB面方向从A、D两点间入射，则a光不能从AC边射出
11.（2025·海港衢州二模）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出，则（　　）
A.光线垂直AB射入五棱镜后，光速增大
B.无论射向AB的入射角多大，光线一定会在CD和EA上发生全反射
C.若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为
D.若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为
1.B　电磁波依靠电和磁的相互“感应”传播，不需要介质，故A错误；无线电波较可见光波长更长一些，所以更容易发生明显的衍射现象，故B正确；紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，故C错误；麦克斯韦预言了光是电磁波，赫兹通过实验证实了电磁场理论，故D错误。
2.B　气泡相对于水是光疏介质，光经过水照射气泡时，一部分光会发生全反射，因此水中气泡看上去特别明亮，故A错误；题图乙，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像，是薄膜干涉现象，即光的干涉原理，故B正确；题图丙，相机特制滤光片能阻挡特定方向的偏振光，因此能减弱汽车玻璃表面的反射光，是光的偏振现象，故C错误；题图丁，显微镜下光经过大头针的图像，是光的衍射现象，故D错误。
3.D　电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个，分别是电路向外辐射电磁波和电路本身的发热转化为内能，故A错误；若增大电容C，则会改变电路的振荡周期，不会影响电压峰值的衰减，故B错误；在t1～t2时间段电容器处于正向充电（状态），线路中的电流正逐渐减小，故C错误；在t2～t3时间段电容器处于正向放电（状态），电流方向为图甲中的逆时针方向，故D正确。
4.D　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；一束激光射入一个肥皂泡（图中未画出入射光线），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。
5.B　因线圈电阻为零，电路稳定时，线圈两端电压为零，电容器不带电，故A错误；断开开关后瞬间，线圈中电流最大，自感电动势为零，故B正确；振荡电流的频率f＝，与电源的电动势无关，故C错误；物体1的位移会改变线圈L的电感，进而改变振荡电路的频率，是通过振荡电流频率的变化反映物体位置的变化，故D错误。
6.AB　肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，由表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，从形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和黏滞力等作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，D错误。
7.C　b与a位于同一条干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度相同，则滚珠b与标准滚珠a直径相等，所以滚珠b合格；c与a位于不同干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度不同，则滚珠c与标准滚珠a直径不相等，所以滚珠c不合格。故选C。
8.A　由于干涉条纹间距Δx＝λ，可知换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照射双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距Δx变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距Δx，故D错误。
9.D　根据题意，画出光路图，如图甲所示
由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有n＝＝sin θ＞1，则有sin θ＞，n＜，解得θ＞45°，故A、B错误；根据题意，由sin C＝，可知sin C＞，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。
10.ACD　由题图知，入射角相同，但b光的折射角较小，根据折射定律n＝，可知三棱镜对b光的折射率较大，则b光的波长小于a光的波长，根据发生明显的衍射现象的条件，可知经过相同的狭缝，a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故A正确；光在真空中的传播速度都是一样的，故B错误；若a、b光分别通过相同的双缝装置，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，由于b光的波长小于a光的波长，则a光的条纹间距大于b光的条纹间距，故C正确；依题意，由几何知识可得a光在AB面上的入射角为60°时，折射角为30°，则三棱镜对单色光a的折射率为n＝＝，根据sin C＝可知，sin C＝，当该复色光入射方向与AB面垂直且从A、D两点间入射时，光线在AC边上的入射角为60°，大于临界角，所以a光不能在AC边射出，故D正确。
11.D　光线垂直AB射入五棱镜后，传播方向不改变，且由光疏介质进入光密介质，折射率变大，根据n＝，可知光速减小，故A错误；作出光路图，如图，
光以α角入射时发生折射，则折射光线到CD表面时的入射角为θ2，由图可知θ2＜θ1，且入射角为θ1时，因折射率未知，则光线不一定会在CD和EA上发生全反射，故B错误；由图可知θ1＝r，θ1＝i，由几何关系可知θ1＋θ1＋i＋r＝90°，解得θ1＝22.5°，若两次反射都为全反射，此时该五棱镜的折射率最小，根据光的折射定律n＝，可知该五棱镜折射率的最小值为nmin＝，故C错误，D正确。

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