（2021-2025）五年高考物理真题分类汇编（全国）专题16 光学 电磁波 相对论（解析版）.docxVIP

五年（2021-2025）高考真题分类汇编

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专题16光学电磁波相对论

考点

五年考情（2021-2025）

命题趋势

考点1光的折射与全反射的综合应用

2025·河北卷、山东卷

2024·山东卷、全国甲卷、甘肃卷

2023·全国甲卷、山东卷

2022·河北卷、广东卷

2021·辽宁卷、海南卷

基础概念仍是考查重点，如光的反射、折射定律，全反射、干涉、衍射等规律，常以选择题形式出现。命题注重知识应用与创新，常结合现代科技成果、生活实际设置新情境，考查学生知识迁移与创新能力。同时，会加强对光学实验的考查，如测量折射率、用双缝干涉测量光的波长等实验，要求学生理解实验原理、掌握操作方法。备考时应注重基础知识掌握，提升实验操作与创新能力。

考点2光的干涉、衍射和偏振

2025·山东卷、陕晋宁青卷

2024·湖南卷、广西卷、辽宁卷

2023·辽宁卷、山东卷

2022·山东卷、浙江卷

2021·湖北卷、山东卷

考点01光的折射与全反射的综合应用

1．（2025·云南·高考真题）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度，盖玻片与物镜的间距，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速。

(1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）；

(2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为，求（结果保留2位有效数字）。

【答案】(1)

(2)

【详析】（1）由折射定律可知，全反射的临界角满足

设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的半径为r，由几何关系

代入数据解得

根据

所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为

（2）当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为

滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为

故

2．（2025·山东·高考真题）由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件下表面圆弧以O点为圆心，上表面圆弧以点为圆心，两圆弧的半径及O、两点间距离均为R，点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF和右界面CH与平行，到的距离均为。

(1)B点与的距离为，单色光线从B点平行于射入介质，射出后恰好经过点，求介质对该单色光的折射率n；

(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，并垂直CH射出，出射点在GE的延长线上，E点在上，、E两点间的距离为，空气中的光速为c，求该光在介质中的传播时间t。

【答案】(1)

(2)

【详析】（1）如图

根据题意可知B点与的距离为，，所以

可得

又因为出后恰好经过点，点为该光学器件上表面圆弧的圆心，则该单色光在上表面垂直入射，光路不变；因为，所以根据几何关系可知

介质对该单色光的折射率

（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，可知

由于

所以光线在上表面D点发生全反射，轨迹如图

根据几何关系有则光在介质中传播的距离为

光在介质中传播的速度为

所以光在介质中的传播时间

3．（2025·安徽·高考真题）如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为，P、Q间的距离为。

(1)求玻璃砖的折射率；

(2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。

【答案】(1)

(2)或

【详析】（1）根据题意得出光路图如图所示

根据几何关系可得，，

可得，

根据折射定律

（2）发生全反射的临界角满足

可得

要使激光能在圆心O点发生全反射，激光必须指向点射入，如图所示

只要入射角大于，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。由对称性可知，入射光线与x轴之间夹角的范围还可以为。

4．（2025·海南·高考真题）测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下

I．在白纸上画一条直线，半圆形玻璃砖放白纸上，玻璃砖直径与直线重合，描出直径两端点和，取走玻璃砖，用刻度尺求圆心点，过点作垂线，放回玻璃砖，将光屏垂直贴近玻璃砖点放置。

II．沿玻璃砖由向缓慢移动激光笔，使得入射光线平行纸面且始终沿着半径方向射向圆心，从玻璃砖射出的激光在下方的光屏上恰好消失，记下激光入射点，取走玻璃砖，过点作的垂线。

(1)步骤II中，当激光从点入射到点在面下方光屏上恰好消失时是光的_____。

A．色散现象 B．衍射现象 C．全反射现象

(2)用刻度尺测得、