押题精选17 光学 电磁波-2021年高考物理108所名校押题精选（解析版）

押题精选 17 光学 电磁波 1．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 【答案】D 【详解】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。 2．出海捕鱼的渔船，船长会通过海事对讲机电台来与甲板上的船员沟通，在这个过程中需要使海事对讲机 接收频率与电台频率相同，船员才能用海事对讲机接收信号，与此过程原理相似的是（ ） A．乐器利用共鸣腔提高声音的响度 B．调节共振筛的振动频率，以较小的驱动力驱动质量较大的筛箱 C．在较空旷地方高声喊，能听到回声 D．在大厦底部安装阻尼器以减小大风天气时大厦的晃动幅度 【答案】B 【详解】A．海事对讲机频率与电台频率相同时振荡电流最强，这个过程属于调谐，是使接收装置与信号产 生电谐振的过程，乐器利用共鸣腔提高声音的响度利用波的叠加原理，故 A错误； B．调节共振筛的振动频率，以较小的驱动力驱动质量较大的筛箱是使共振筛与筛箱发生共振的过程，故 B 正确； C．在较空旷地方高声喊，能听到回声属于波的反射，故 C错误； D．在大厦底部安装阻尼器以减小大风天气时大厦的晃动幅度的过程中阻尼器的作用是避免大厦发生共振， 故 D错误。 故选 B。 3．中国 4G牌照发放是在 2014年，比发达国家晚了整整三年；但在 5G时代，中国已经赢在了起跑线。已 知 5G信号使用频率更高的电磁波，每秒传送的数据量是 4G的 50~100倍，则相比 4G信号（ ） A．5G信号的光子能量更小 B．5G信号的波长更短 C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波动性更明显 【答案】B 【详解】A．因为 5G信号使用的电磁波频率比 4G高，根据 E h 可知 5G信号的光子能量更小，故 A错误； B．由 c  可知频率越高的电磁波，信号的波长更短，故 B正确； C．任何电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中要看折射率，故 C错误； D．因 5G信号的电磁波频率更高，波长更短，波动性比 4G的差，故 D错误。 故选 B。 4．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，再次折射回空气中出射光线恰好仍与 DC平行，已知 DC与 AB的距离为 3 2 R，下列说法正确的是（ ） A．介质球的折射率为 2n  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，单色光射入球体后，在球内表面可能发生全反射 【答案】C 【详解】A．光路图如下图 由几何关系可得 3sin 2 Hi R   解得 i=60° 由图可知 i=2r 则 r=30° 所以介质球的折射率为 sin 3 sin in r   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。 5．人的眼球可简化为如图所示的光学模型，即眼球可视为由两个折射率相同但大小不同的球体组成。沿平 行于球心连线方向，入射宽度为 2R的平行光束进入眼睛，汇聚于视网膜上的 P处（两球心连线的延长线 交于大球表面的一点），图中小球半径为 R，光线汇聚角为 30  ，则两球体折射率为（ ） A． 6 2 B． 3 C．2 D． 2 【答案】D 【详解】根据几何关系可知当光线对小球的入射角为 45°时，折射角为 45 15 30   ，由折射定律可知 sin 45 2 sin30 n     故选 D。 6．霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象，也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同，太阳光在 水珠中的反射比彩虹多了一次，是经过水珠的两次折射和两次反射形成的，其成因的简化示意图如图所示， 其中 a、b是两种不同频率的单色光，则 a、b两光相比较（ ） A．b光的频率更高 B．在同一介质中，a光的传播速度更快 C．分别照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显 D．从水中射入空气时，b光发生全反射的临界角更大 【答案】D 【详解】A．由光路图可知，在第一次折射时，a、b两光的入射角相同，可 b光的折射角明显大于 a光折 射角，由折射率公式 sin sin in r  ，b光折射率小，频率也小，A错误； B．在相同介质中传播时，由 cv n  可知，因 nb