2025年高考物理復習之光學

2025年周考物理復習熱搜題速遞之光學（2024年7月）

選擇題（共10小題）

1.利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。

下列關于P處放置的光學元件說法正確的是（）

光源匚二＞一］----

圖1

IIIIIIlllllll

甲乙

圖2

A.甲對應單縫，乙對應雙縫

B.甲對應雙縫，乙對應單縫

C.都是單縫，甲對應的縫寬較大

D.都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大

2.如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進入空氣,

當出射角i'和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉的角度為仇己知棱鏡頂角為式，則計算

棱鏡對該色光的折射率表達式為（)

.a+0

sin——

2

A.——B.~~e~~

Sin2sin2-

sin6sina

C.----------a~D.

sizi(e-f)

sin(<a-')

3.中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識，唐人張志和在《玄真子?濤之靈》中寫道：“雨色映日而為虹”.從

物理學角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的.如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其

中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光（）

A.在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定大于b光

B.以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側移量大

C.分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應，a光也一定能

D.以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是a光

4.如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為Aa、Ab,該玻璃對單色光a、b的

折射率分別為na、nb,則（）

A.Aa<Xb,na>nbB.Aa>Ab,na<nb

C.Xa<Ab,na<nbD.Xa>Ab,na>nb

5.直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細光束a、b平行且關于P1P2對稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、

B.玻璃對a光的臨界角較小

C.b光在玻璃中的傳播速度較小

D.b光在玻璃中的傳播時間較短

6.如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍光，則光束a可能

是（)

C.綠光D.紫光

7.如圖所示，圓心為0、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好

在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角。=60。時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。

A.玻璃磚的折射率為1.5

-V2

B.OP之間的距禺為一R

2

后

C.光在玻璃磚內的傳播速度為

D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°

8.用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后（）

A.干涉條紋消失

B.彩色條紋中的紅色條紋消失

C.中央條紋變成暗條紋

D.中央條紋變成紅色

9.雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到Si、S2的距離相等，。點為Si、S2連線中垂線與光屏

的交點。光源S發(fā)出的波長為人的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到。點，經(jīng)S2出射后直接傳播

到。點，由S1到O點與由S2到O點，光傳播的時間差為At.玻璃片厚度為10A,玻璃對該波長光的

折射率為1.5,空氣中光速為c,不計光在玻璃片內的反射。以下判斷正確的是（）

10.虹和霓是太陽光在水珠內分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球來說明.兩

束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖1所

示.M、N、P、Q點的顏色分別為（）

白光

白光二土

MNPQ

A.紫、紅、紅、紫B.紅、紫、紅、紫

C.紅、紫、紫、紅D.紫、紅、紫、紅

二.多選題（共4小題）

（多選）11.如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為0,經(jīng)折射

后射出a、b兩束光線。貝I（）

A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B.在真空中，a光的波長小于b光的波長

C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率

D.若改變光束的入射方向使。角逐漸變大，則折射光線a首先消失

E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

（多選）12.固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖。O點為圓心，OO'為直徑MN的垂線。足夠大的光屏

PQ緊靠玻璃磚右側且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向。點，入射光線

與00,夾角e較小時，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑，逐漸增大e角。當e=a時，光屏NQ區(qū)域A光

的光斑消失，繼續(xù)增大。角，當e=B時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，貝上

p

A.玻璃磚對A光的折射率比對B光的大

B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大

C.a<O<0時，光屏上只有1個光斑

D.0<ev今時，光屏上只有1個光斑

（多選）13.如圖，P是偏振片，P的透振方向（用帶的箭頭的實線表示）為豎直方向。下列四種入射光

束中，哪幾種照射P時能在P的另一側觀察到透射光？（）

光束

A.太陽光

B.沿豎直方向振動的光

C.沿水平方向振動的光

D.沿與豎直方向成45°角振動的光

（多選）14.某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫Si、S2的寬度可調，狹縫到

屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正

確的是（）

圖甲圖乙

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫Si、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋

三.填空題（共1小題）

15.如圖，Rt^ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，ZA=30°,一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D

點射出。其折射角為60°,則玻璃對紅光的折射率為。若改用藍光沿同一路徑入

射，則光線在D點射出時的折射角_______（填“小于”“等于”或“大于”）60。。

四.實驗題（共1小題）

16.（1）楊氏干涉實驗證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩

個光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件，則兩列光的相同。如圖所示，在這兩列光波

相遇的區(qū)域中，實線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在（選填"A"、"B”或“C”）

點會出現(xiàn)暗條紋。

（2）在上述楊氏干涉試驗中，若單色光的波長人=5.89X10-7m,雙縫間的距離d=lmm,雙縫到屏的

距離l=2m。求第1個亮光條紋到第11個亮條紋的中心間距。

五.解答題（共4小題）

17.如圖，AABC是一直角三棱鏡的橫截面，ZA=90°,ZB=60°.一細光束從BC邊的D點折射后，

射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出，EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中

點。不計多次反射。

（i）求出射光相對于D點的入射光的偏角；

（ii）為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？

B

18.如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，。點為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱

體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸0C的光線從半球面射入，該光線與0C之間的距離為

0.6R.已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行(不考慮多次反射)。求該玻璃的折射率。

19.如圖，一半徑為R的玻璃半球，0點是半球的球心，虛線00'表示光軸(過球心0與半球底面垂直

的直線).已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出

(不考慮被半球的內表面反射后的光線).求：

(i)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值；

R

(ii)距光軸5的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離.

20.如圖，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m。距水面4m的湖底P點發(fā)出的激光

束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°=0.8)。已

4

知水的折射率為引

(i)求桅桿到P點的水平距離；

(ii)船向左行駛一段距離后停止，調整由P點發(fā)出的激光束方向，當其與豎直方向夾角為45°時，從

水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。

2025年周考物理復習熱搜題速遞之光學（2024年7月）

參考答案與試題解析

一.選擇題（共10小題）

1.利用圖1所示的裝置（示意圖），觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。

下列關于P處放置的光學元件說法正確的是（）

P

光源匚二?一|----

圖1

IIIIIIlllllll

甲乙

圖2

A.甲對應單縫，乙對應雙縫

B.甲對應雙縫，乙對應單縫

C.都是單縫，甲對應的縫寬較大

D.都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大

【考點】光的雙縫干涉圖樣；光的單縫衍射和小孔衍射圖樣.

【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；實驗能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)干涉條紋與衍射條紋的區(qū)別：干涉條紋在光屏上觀察到的圖案是間距相等的條紋圖象，而

衍射條紋中，中間的亮紋的寬度最大。

【解答】解：干涉條紋在光屏上觀察到的圖案是間距相等的條紋圖象，而衍射條紋中，中間的亮紋的寬

度最大，向兩邊漸漸減小，

因此甲對應單縫，乙對應雙縫，故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

【點評】考查干涉與衍射條紋的應用，掌握兩者的區(qū)別與聯(lián)系，理解干涉的條件，與明顯的衍射的條件。

2.如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進入空氣,

當出射角i'和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉的角度為9,已知棱鏡頂角為a,則計算

棱鏡對該色光的折射率表達式為（）

a

.a+0.a+0

SITI--sin——

A.------5-B.------f-

sin-

2sin2-

sinOsina

-

C.Q(~D?a

sm(a--)

【考點】光的折射定律.

【專題】光的折射專題.

【答案】A

【分析】由幾何關系可明確在AB邊入射時的入射角和折射角，再由折射定律可求得折射率。

【解答】解:

由折射定律可知，華瑞;

因入射角和出射角相等，即i=i

故由幾何關系可知，

.6,6+a

1=2+n3??；

sin綽

故折射率n=—凸-;

sin

故選：Ao

【點評】本題考查折射定律的應用，要注意根據(jù)光路圖利用幾何關系進行分析，本類問題要多練習如何

利用幾何關系。

3.中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識，唐人張志和在《玄真子?濤之靈》中寫道：“雨色映日而為虹”.從

物理學角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的.如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其

中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光（)

A.在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定大于b光

B.以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側移量大

C.分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應，a光也一定能

D.以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是a光

【考點】折射率的波長表達式和速度表達式.

【專題】光電效應專題.

【答案】C

【分析】由圖看出第一次折射時，b光折射角較大，其折射率較小，頻率較小，波長較長.由公式v=叫得

到，b光在玻璃中的傳播速度較大；結合發(fā)生光電效應的條件分析；折射率較小，則臨界角大，不容易

發(fā)生全反射.

【解答】解：畫出光路圖，分析可知，第一次折射時，b光的折射角較大，而入射角相等，根據(jù)折射率

公式11=黑得知，b光的折射率較小，頻率較小，波長較長。再由￡=Xf,可知，折射率越小，則波

長越長。

A、由公式v=￡得知，b光的折射率較小，在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定小于b光，故A錯

誤；

B、光的折射率較小，以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光的折射角較大，所以b光側

移量小。故B錯誤；

C、b光的折射率較小，頻率較小，分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應，a光也一定能，故C

正確；

D、b光的折射率較小，則臨界角大，不容易發(fā)生全反射，所以以相同的入射角從水中射入空氣，在空

氣中只能看到一種光時，一定是b光。故D錯誤。

故選：Co

【點評】該題結合光的折射考查折射率、折射率與光的頻率、速度的關系以及光電效應的條件等知識點

的內容，關鍵之處是畫出光路圖，分析第一次折射時折射角的關系，要注意運用反射的對稱性作圖.

4.如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為兀、Ab,該玻璃對單色光a、b的

折射率分別為na、nb,則（）

A.入a<入,bna>nbB.Aa>Ab,na<nb

C.Xa<Ab,na<nbD.Aa>Ab,na>nb

【考點】光的折射定律.

【專題】光的折射專題.

【答案】B

【分析】根據(jù)光線的偏折程度比較光的折射率大小，從而得出光的波長大小.

【解答】解：由光路圖可知，a光的偏折程度較小，b光的偏折程度較大，則a光的折射率小，b光的

折射率大。即na<nb。

折射率越大，頻率越大，波長越小，則知a光的波長大，即入a>人。

故選：Bo

【點評】解決本題的突破口在于通過光線的偏折程度比較出光的折射率大小，知道折射率、頻率、波長、

在介質中的速度等大小關系.

5.直線P1P2過均勻玻璃球球心O,細光束a、b平行且關于P1P2對稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、

b光相比（）

a----/

Pi（Pi

b

A.玻璃對a光的折射率較大

B.玻璃對a光的臨界角較小

C.b光在玻璃中的傳播速度較小

D.b光在玻璃中的傳播時間較短

【考點】折射率的波長表達式和速度表達式.

【專題】光的折射專題.

【答案】C

【分析】根據(jù)光的偏折程度分析折射率的大小，由sinC=：分析臨界角的大小。由v=:分析光在玻璃中

的傳播速度大小，由t=［分析光在玻璃中的傳播時間關系。

【解答】解：A、由圖知，光線通過玻璃磚后，b光的偏折角大，則玻璃對b光的折射率較大，故A錯

誤。

B、玻璃對a光的折射率較小，由sinC=：分析知，玻璃對a光的臨界角較大。故B錯誤。

C、由v=￡分析知，b光在玻璃中的傳播速度較小，故C正確。

D、b光在玻璃枝通過的路程較大，傳播速度較小，由t=￡分析知b光在玻璃中的傳播時間較長。故D

錯誤。

故選：Co

【點評】解決本題的關鍵要明確折射率越大，光的偏折角越大，判斷出折射率關系，再分析其他量之間

的關系。

6.如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍光，則光束a可能

【專題】定性思想；推理法；光的折射專題.

【答案】D

【分析】根據(jù)兩光對應的折射角可確定折射率大小，進而確定頻率關系確定光束的性質。

【解答】解：光從空氣斜射到玻璃，因為玻璃上下表面平行，當?shù)诙握凵鋾r折射光線與第一次折射入

射光線平行。由于折射率不同，a光偏折較大，b光偏折較小。所以此玻璃對a光的折射率大于對b光

的折射率，所以a的頻率大于b的頻率，給出的各色光中頻率大于藍光的只有紫光，故D正確，ABC

錯誤。

故選：D。

【點評】本題主要考查了折射定律的直接應用，要求同學們能根據(jù)偏折角的關系判斷折射率及頻率的關

系；同時還要熟記可見光中各種顏色的單色光的頻率大小關系。

7.如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好

在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角6=60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。

己知真空中的光速為c,則（）

A.玻璃磚的折射率為1.5

V2

B.OP之間的距禺為

V3

C.光在玻璃磚內的傳播速度為百。

D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°

【考點】光的折射與全反射的綜合問題；折射率的波長表達式和速度表達式；全反射的條件、判斷和臨

界角.

【專題】定量思想；方程法；光的折射專題；理解能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)題意畫出兩種情況下的光路圖，根據(jù)全反射條件結合折射定律求解OP、折射率和臨界角

C,根據(jù)v=￡求解光在玻璃磚內的傳播速度。

【解答】解：ABD、根據(jù)題意可知，當光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反

射，如圖甲所示；

當入射角9=60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行，則光線折射光線與垂直于OP

的夾角相等，故光路如圖乙所示。

對圖甲根據(jù)全反射的條件可得：sinC=:=罕

對圖乙根據(jù)折射定律可得：n=舞

具甘中*1s?ina=I0P;

JOP2+R2

聯(lián)立解得：OP=噂R,n=V3,臨界角為：C=arcsing,故ABD錯誤;

J3

C、光在玻璃磚內的傳播速度為：v=g=孚C,故C正確。

故選：Co

【點評】本題主要是考查了光的折射和光的全反射；解答此類題目的關鍵是弄清楚光的傳播情況，畫出

光路圖，根據(jù)圖中的幾何關系求出折射角或入射角，然后根據(jù)光的折射定律或全反射的條件列方程求解。

8.用雙縫干涉實驗裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后（）

A.干涉條紋消失

B.彩色條紋中的紅色條紋消失

C.中央條紋變成暗條紋

D.中央條紋變成紅色

【考點】光的干涉現(xiàn)象；用雙縫干涉測量光的波長.

【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；推理能力.

【答案】D

【分析】發(fā)生干涉的條件是兩列光的頻率相同。白光通過紅色濾光片剩下紅光，仍滿足干涉條件，即能

發(fā)生干涉現(xiàn)象。

【解答】解：A、在雙縫中，仍是頻率相同的紅光，因此能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故A錯誤；

B、由于只有紅光干涉條紋，因此不會出現(xiàn)彩色條紋，也沒有彩色條紋中的紅色條紋消失現(xiàn)象，故B錯

誤；

C、在中央條紋，滿足光程差為零，則是明條紋，并不變成暗條紋，故C錯誤;

D、得到白光的干涉條紋后，在光源與單縫之間加上紅色濾光片，在雙縫中的，由于紅光的頻率相同，

則能發(fā)生干涉，但不是彩色條紋，而是明暗相間的紅色條紋，故D正確。

故選：D。

【點評】解決本題的關鍵知道光發(fā)生干涉的條件：兩列光的頻率必須相同。

9.雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到Si、S2的距離相等，O點為Si、S2連線中垂線與光屏

的交點。光源S發(fā)出的波長為人的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點，經(jīng)S2出射后直接傳播

到O點，由Si到O點與由S2到。點，光傳播的時間差為At.玻璃片厚度為10入，玻璃對該波長光的

折射率為1.5,空氣中光速為c,不計光在玻璃片內的反射。以下判斷正確的是（）

光

屏

【考點】光的干涉現(xiàn)象.

【專題】定量思想；方程法；光的折射專題；理解能力.

【答案】A

【分析】求出光在該玻璃中傳播速度，求出光從Si到O點的時間和從S2到O點的時間，兩段時間之

差即為At,由此求解。

【解答】解：由于玻璃對該波長光的折射率為n=1.5,則光在該玻璃中傳播速度為：v=g=與

光從S到Si和到S2的路程相等，設光從S1到O點的時間為ti,從S2到O點的時間為t2,O點到S2

的距離為L,則有：

L-10A?10A

----------1------

L

t2=-

光傳播的時間差為：At=tLt2=生普+半一￡

代入丫=年可得：At=^,故A正確、BCD錯誤。

故選：Ao

【點評】本題主要是考查雙縫干涉中光的傳播和光的折射，弄清楚光傳播的情況，結合折射定律求解波

在玻璃中傳播的速度即可得解。

10.虹和霓是太陽光在水珠內分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球來說明.兩

束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖1所

示.M、N、P、Q點的顏色分別為（）

A.紫、紅、紅、紫B.紅、紫、紅、紫

C.紅、紫、紫、紅D.紫、紅、紫、紅

【考點】光的折射定律；光的全反射現(xiàn)象.

【專題】全反射和臨界角專題.

【答案】A

【分析】根據(jù)紅光和紫光的折射率可得出對兩光對應的折射角；只分析兩光的入射點即可得出正確答案.

【解答】解：七色光中白光中紅光的折射率最小；紫光的折射率最大；故經(jīng)玻璃球折射后紅光的折射角

較大；由玻璃球出來后將形成光帶，而兩端分別是紅光和紫光；

根據(jù)光路圖可知說明M、Q點為紫光；N、P點為紅光；

故選：Ao

【點評】本題考查折射定律的應用，只需明確一個點的入射角和折射角即可以明確兩光線的光路圖，從

而確定各點的顏色.

二.多選題（共4小題）

（多選）11.如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃褥底面上的入射角為0,經(jīng)折射

后射出a、b兩束光線。則（）

A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B.在真空中，a光的波長小于b光的波長

C.玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率

D.若改變光束的入射方向使。角逐漸變大，則折射光線a首先消失

E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

【考點】光的波長與干涉條紋間距的關系；折射率的波長表達式和速度表達式；光的折射與全反射的綜

合問題.

【專題】光的折射專題.

【答案】ABD

【分析】根據(jù)折射定律公式n=簫判斷折射率大小，根據(jù)v="判斷玻璃中的光速大小；根據(jù)c=忒真

空中波長大??；根據(jù)公式4久=彳4判斷條紋間距大小。

【解答】解：AC、光線a的偏折程度大，根據(jù)折射定律公式n=鬻;，光線a的折射率大；再根據(jù)公式

v=9光線a在玻璃中的傳播速度小，故A正確，C錯誤；

B、光線a的折射率大，說明光線a的頻率高，根據(jù)c=Xf,光線a在真空中的波長較短，故B正確；

D、若改變光束的入射方向使9角逐漸變大，則折射光線a的折射角先達到90°,故先發(fā)生全反射，先

消失，故D正確；

E、光線a在真空中的波長較短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式/x=彳3分別用a、b光在同一個雙縫干

涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故E錯誤；

故選：ABDo

【點評】本題綜合考查了光的折射、全反射和干涉，關鍵是記住幾個公式：折射率定義公式1I=鬻、

光速公式v=?雙縫干涉條紋間距公式/x=/,基礎題目。

（多選）12.固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖。O點為圓心，00'為直徑MN的垂線。足夠大的光屏

PQ緊靠玻璃磚右側且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點，入射光線

與OO'夾角。較小時，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑，逐漸增大。角。當8=a時，光屏NQ區(qū)域A光

的光斑消失，繼續(xù)增大。角，當e=B時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，貝鼠

A.玻璃磚對A光的折射率比對B光的大

B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大

C.a<O<0時，光屏上只有1個光斑

D.0<ev今時，光屏上只有1個光斑

【考點】折射率的波長表達式和速度表達式.

【專題】壓軸題；光的折射專題.

【答案】AD

【分析】由題，當光斑在光屏上消失時，是由于光線發(fā)生了全反射，A光先消失，說明A光的臨界角

較小，根據(jù)臨界角公式sinC=:,即可確定玻璃對兩種光折射率的大??；由v=*判斷光在玻璃中傳播

速度的大??；對照全反射的條件，當光線從玻璃射入空氣，入射光大于臨界角時光線將發(fā)生全反射進行

分析。

【解答】解：A、根據(jù)題干描述“當e=a時，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大e角，當e=B

時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失”，說明A光先發(fā)生了全反射，A光的臨界角小于B光的臨界角，而

發(fā)生全反射的臨界角C滿足：sinC=）可知，玻璃磚對A光的折射率比對B光的大，故A正確；

B、玻璃磚對A光的折射率比對B光的大，由n=：知，A光在玻璃磚中傳播速度比B光的小。故B錯

誤。

C、當a<e<B時，B光尚未發(fā)生全反射現(xiàn)象，故光屏上應該看到2個亮斑，其中包含NP側的反射光

斑（A、B重合）以及NQ一側的B光的折射光線形成的光斑。故C錯誤。

D、當時，A、B兩光均發(fā)生了全反射，故僅能看到NP側的反射光斑（A、B重合）。故D

正確。

故選：ADo

【點評】本題主要考查幾何光學和物理光學的基礎知識應用，關鍵要掌握全反射的條件及臨界角公式進

行分析。

（多選）13.如圖，P是偏振片，P的透振方向（用帶的箭頭的實線表示）為豎直方向。下列四種入射光

束中，哪幾種照射P時能在P的另一側觀察到透射光？（）

光束

A.太陽光

B.沿豎直方向振動的光

C.沿水平方向振動的光

D.沿與豎直方向成45°角振動的光

【考點】光的偏振現(xiàn)象及原理.

【答案】ABD

【分析】根據(jù)光的現(xiàn)象，只要光的振動方向不與偏振片的狹逢垂直，都能有光通過偏振片。

【解答】解：A、太陽光包含垂直傳播方向向各個方向振動的光，當太陽光照射P時能在P的另一側觀

察到偏振光，故A正確；

B、沿豎直方向振動的光能通過偏振片，故B正確；

C、沿水平方向振動的光不能通過偏振片，因為它們已經(jīng)相互垂直。故C是錯誤的；

D、沿與豎直方向成45°角振動的光也能通過偏振片，故D正確；

故選：ABD?

【點評】D選項容易漏選，其實題中另一側能觀察到光即可。

（多選）14.某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫Si、S2的寬度可調，狹縫到

屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正

確的是（）

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫Si、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋

【考點】光的干涉現(xiàn)象；光的單縫衍射和小孔衍射圖樣.

【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；推理能力.

【答案】ACD

【分析】雙縫干涉圖樣是等間距條紋，狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，根據(jù)條紋間距公式△

X=寺幾分析條紋間距；根據(jù)亮條紋和暗條紋產(chǎn)生條件分析。

【解答】解：A、由圖可知，圖乙中間部分是等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹

縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；

B、狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，

圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；

C、根據(jù)條紋間距公式Ax=彳;I可知照射兩條狹縫時，增加L,其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中

心間距增大，故C正確；

D、照射兩條狹縫時，若光從狹縫Si、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋,

故D正確。

故選：ACDo

【點評】本題考查光的干涉與衍射現(xiàn)象，解題關鍵掌握干涉條紋的特點，注意條紋寬度的計算公式。

三.填空題（共1小題）

15.如圖，Rt^ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面，ZA=30°,一束紅光垂直AB邊射入，從AC邊上的D

點射出。其折射角為60°,則玻璃對紅光的折射率為若改用藍光沿同一路徑入射，則光線在

D點射出時的折射角大于（填“小于”“等于”或“大于”）60。。

【考點】光的折射定律.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題.

【答案】見試題解答內容

【分析】先根據(jù)題意畫出光路圖，結合幾何關系計算出入射角的大小，再利用折射定律可求出折射率的

大小；根據(jù)藍光的折射率比紅光的折射率大，再利用折射定律可以定性判斷出其折射角的變化情況。

【解答】解：由下圖可知，當紅光進入玻璃三棱鏡后，在AB界面上垂直進入，到達AC界面發(fā)生了折

射現(xiàn)象，根據(jù)幾何關系可得：入射角的大小為Nl=30°,又因為己知折射角的大小為丫=60°,

利用折射定律可解得：玻璃對紅光的折射率n=黯=亞霽=V3o

s1n乙1S譏30。

若改用藍光沿同一路徑入射，在AB界面上仍是垂直進入，由幾何關系可知，其入射角不變；當?shù)竭_

AC界面發(fā)生折射現(xiàn)象，由于藍光的折射率比紅光的折射率大，再利用折射定律幾=第，

在Nl=30°不變的情況下，由于折射率增加，可得出其折射角將增加，即：光線在D點射出時的折射

角大于60°?

故答案為：V3；大于。

【點評】解答本題的關鍵是：理解和記憶藍光和紅光的折射率的大小關系，熟練掌握折射定律的具體應

用，特別要注意本題的隱含條件是光線從AB面垂直進入。

四.實驗題（共1小題）

16.（1）楊氏干涉實驗證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩

個光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件，則兩列光的頻率相同。如圖所示，在這兩列光波

相遇的區(qū)域中，實線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在C（選填“A"、"B”或"C”）

點會出現(xiàn)暗條紋。

（2）在上述楊氏干涉試驗中，若單色光的波長入=5.89Xl（f7m,雙縫間的距離d=lmm,雙縫到屏的

距離l=2m。求第1個亮光條紋到第H個亮條紋的中心間距。

【考點】根據(jù)光程差和波長（或頻率）判斷某點條紋的明暗.

【專題】定性思想；圖析法；光的干涉專題.

【答案】見試題解答內容

【分析】（1）光波能發(fā)生穩(wěn)定干涉的必要條件是頻率相等。波峰與波谷相遇的點振動減弱，出暗條紋。

（2）根據(jù)Ax=：；l求出干涉條紋的間距，再求解第1個亮光條紋到第11個亮條紋的中心間距。

【解答】解：（1）產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣的必要條件是兩束光的頻率相同。A、B兩點是波峰與波峰、波谷

與波谷相遇的點，是振動加強點，出現(xiàn)明條紋，C點波峰與波谷相遇，振動減弱，出現(xiàn)暗條紋。

(2)相鄰干涉條紋的間距為△x=京=萬WX5.89X107m=l.178X103m

則第1個亮光條紋到第11個亮條紋的中心間距為S=10Ax=l.178X102m

故答案為：(1)頻率，C.(2)第1個亮光條紋到第11個亮條紋的中心間距為L178X10-2m。

【點評】解決本題的關鍵掌握雙縫干涉條紋的規(guī)律和干涉條紋間距公式Ax=：九知道干涉條紋是均勻

分布的。

五.解答題(共4小題)

17.如圖，AABC是一直角三棱鏡的橫截面，/A=90°,ZB=60°.一細光束從BC邊的D點折射后，

射至！JAC邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出，EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中

點。不計多次反射。

(i)求出射光相對于D點的入射光的偏角；

(ii)為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？

【考點】光的折射與全反射的綜合問題；光的全反射現(xiàn)象.

【專題】計算題；定量思想；推理法；光的折射專題.

【答案】見試題解答內容

【分析】(i)根據(jù)幾何關系得到D點折射角，從而得到E點入射角、反射角、F點入射角；再根據(jù)折射

率相等得到D點入射角和F點折射角，從而求得偏角；

(ii)根據(jù)光在D、F發(fā)生折射，由折射角求得折射率的最大值；根據(jù)光在E點發(fā)生全反射，由入射角

求得折射率的最小值，即可得到折射率的范圍。

【解答】解：(i)由于D是CG的中點，GEXAC,根據(jù)幾何關系可得：光束在D點發(fā)生折射時的折射

角為YD=30°；

那么，根據(jù)幾何關系可得：在E點的入射角、反射角均為YD+30°=60°；在F點的入射角為aF=30°；

那么，設入射角為aD,可得：折射角YF=aD,故出射光相對于D點的入射光的偏角為60°-aD+YF=

60°；

(ii)由E點反射角為60°可得：EF/7BC；

故根據(jù)D點折射角為YD=30°,在F點的入射角為aF=30°可得：棱鏡折射率幾V忌即=2；

根據(jù)光束在E點入射角為60°,發(fā)生全反射可得：n＞而焉=季，故棱鏡折射率的取值范圍為竽＜

n<2；

答：（i）出射光相對于D點的入射光的偏角為60°；

2A/3

（ii）為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值范圍為丁工幾＜2。

【點評】光的折射率71=盍，故折射率越大，臨界角越??；故發(fā)生全反射，入射角不小于臨界角，求

得折射率的下限；發(fā)生折射，折射角不大于臨界角，求得折射率的上限。

18.如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點為球心；下半部是半徑為R、高為2R的圓柱

體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為

0.6R.已知最后從半球面射出的光線恰好與入射光線平行（不考慮多次反射）。求該玻璃的折射率。

【專題】計算題；學科綜合題；定量思想；方程法；光的折射專題.

【答案】見試題解答內容

【分析】根據(jù)題意和光的折射規(guī)律畫出光路圖，由幾何關系確定入射角的正弦值與折射角的正弦值，再

由折射定律求玻璃的折射率；

【解答】解：由題意，結合光路的對稱性與光路可逆可知，與入射光相對于OC軸對稱的出射光線一定

與入射光線平行，所以從半球面射入的光線經(jīng)折射后，將在圓柱體底面中心C點反射，如圖：

設光線在半球處的入射角為i,折射光線的折射角為r,則：

sini=nsinr???①

?一、、“sinrsin(i-r)

由正弦定理得：=-------…②

2RR

由幾何關系可知，入射點的法線與OC之間的夾角也等于i,該光線與OC之間的距離：L=0.6R

則：sini=A=-=0-6…③

KK

由②③得―熹

由①③④得：n=V^05-1.43

答：該玻璃的折射率為1.43。

【點評】本題是幾何光學問題，其基礎是作出光路圖，根據(jù)幾何知識確定折射角是關鍵，結合折射定律

求解。

19.如圖，一半徑為R的玻璃半球，。點是半球的球心，虛線00,表示光軸(過球心。與半球底面垂直

的直線).已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出

(不考慮被半球的內表面反射后的光線).求：

(i)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值；

R

(ii)距光軸§的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到O點的距離.

【考點】光的折射定律.

【專題】作圖題；定量思想；推理法；光的折射專題.

【答案】見試題解答內容

【分析】(1)由全反射定理得到可從球面射出的光線的范圍.進而得到最大距離;

(2)由入射光線的位置得到入射角，進而得到折射光線，從而得到折射光線與光軸的交點到O點的距

離.

【解答】解：(i)如圖，從底面上A處射入的光線，在球面上發(fā)生折射時的入射角為i,當i等于全反

射臨界角ic時，對應入射光線到光軸的距離最大，設最大距離為1.

i=ic

設n是玻璃的折射率，由全反射臨界角的定義有

nsinic—1

由幾何關系有

..I

sini=京

聯(lián)立可得：1=金

D

(ii)設與光軸相距孑的光線在球面B點發(fā)生折射時的入射角和折射角分別為ii和門，由折射定律有

nsinii=smri

設折射光線與光軸的交點為C,在△OBC中，由正弦定理有

sinZ.C5171(180°-^)

ROC

由幾何關系有

ZC=n-ii

1

-

3

聯(lián)立可得：OC=弘2臂⑸R-2.74R.

答：(i)從球面射出的光線對應的入射光線到光軸距離的最大值為［R；

R

(ii)距光軸J的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點到0點的距離2.74R.

【點評】光能發(fā)生折射，即光不發(fā)生全反射，所以，入射角小于臨界角，由此得到可發(fā)生折射的光線范

圍.

20.如圖，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m。距水面4m的湖底P點發(fā)出的激光

束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53。(取sin53°=0.8)。已

4

知水的折射率為引

(i)求桅桿到P點的水平距離；

(ii)船向左行駛一段距離后停止，調整由P點發(fā)出的激光束方向，當其與豎直方向夾角為45°時，從

水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。

【考點】光的折射定律.

【專題】計算題；定量思想；幾何法；光的折射專題；分析綜合能力.

【答案】見試題解答內容

【分析】(i)由折射定律求出入射角，結合幾何關系求桅桿到P點的水平距離；

(ii)先根據(jù)折射定律求激光束從水面出射的方向與豎直方向的夾角，再由幾何關系求船行駛的距離。

【解答】解：(i)設光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為XI,到P點的水平距離為X2.桅桿的高

度為hi,P點處水深為h2.激光束在水中與豎直方向的夾角為0。

由幾何關系有：

-=tan530…①

九1

-=tan9…②

九2

由折射定律有：n=嗤?…③

SITLU

設桅桿到P點的水平距離為X,貝IJ:X=X1+X2…④

聯(lián)立①②③④并代入數(shù)據(jù)解得：x=7m…⑤

(ii)設激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，從水面出射的方向與豎直方向的