2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)：光學(xué)部分習(xí)題

專題十六光學(xué)部分

［專題復(fù)習(xí)定位］

1.能夠進(jìn)行光的折射和全反射現(xiàn)象的相關(guān)計(jì)算。2.理解光的波粒二象性。

3.幾何光學(xué)和物理光學(xué)綜合問題的理解和分析。

高考真題再現(xiàn)

命題點(diǎn)1光的折射

1.（多選）（2023?湖南卷，T7）一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援

人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)。大于41。

時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（BC）

A.水的折射率為一一-T7-

sin41

B.水的折射率為一^

sin49

C.當(dāng)他以a=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角

小于60°

D.當(dāng)他以。=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角

大于60°

解析：潛水愛好者發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41。時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光

束，則說明a=41°時(shí)激光恰好發(fā)生全反射，則sin（90°—41°）=4,n=,A

nsi.n二49

錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)他以a=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角人=30°,則根據(jù)折射定律有〃

sin/i=sini2,折射角心大于30°,則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于

60°,C正確，D錯(cuò)誤。

命題點(diǎn)2光的全反射

2.（2024?廣東卷，T6）如圖所示，紅、綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以e

角從順面射入某長方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在版面發(fā)生全反射，反射光射向尸0面。

若。逐漸增大，兩束光在母面上的全反射現(xiàn)象會(huì)先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率

小于綠光的折射率。下列說法正確的是（B）

NP

A.在尸0面上，紅光比綠光更靠近尸點(diǎn)

B.6逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失

C.。逐漸增大時(shí)，入射光可能在航面發(fā)生全反射

D.個(gè)逐漸減小時(shí)，兩束光在版面折射的折射角逐漸增大

解析：在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率，在腑面，入射角相同，根據(jù)折射

sin8

定律〃=一~,可知綠光在腑面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知綠光比紅光更靠近尸

sina

點(diǎn),故A錯(cuò)誤；根據(jù)全反射發(fā)生的條件sina工可知，紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，0

n

逐漸增大時(shí)，折射光線與舷面的交點(diǎn)左移過程中，在出面的入射角先小于紅光發(fā)生全反射

的臨界角，所以紅光的全反射現(xiàn)象先消失，故B正確；在腑面，光是從光疏介質(zhì)到光密介

sin9

質(zhì)，無論夕多大，都不可能發(fā)生全反射，故c錯(cuò)誤；根據(jù)折射定律〃=-~可知個(gè)逐

sina

漸減小時(shí)，兩束光在腑面折射的折射角逐漸減小，故D錯(cuò)誤。

3.（2024?江蘇卷，T6）現(xiàn)有一光線以相同的入射角0,打在不同濃度NaCl的兩杯溶

液中，折射光線如圖所示（￡《￡1,己知折射率隨濃度增大而變大，貝U（A）

圖甲圖乙

A.甲折射率大

B.甲濃度小

C.甲中光線的傳播速度大

D.甲臨界角大

解析：入射角相同，由于根據(jù)折射定律可知〃甲＞〃乙，故甲濃度大；根據(jù)丫

C1

=%,可知光線在甲中的傳播速度較小，由sin餐I可知折射率越大臨界角越小，故甲臨

界角小。

4.（2023?湖北卷，T6）如圖所示，楔形玻璃的橫截面尸。。的頂角為30°,。尸邊上的點(diǎn)

光源S到頂點(diǎn)。的距離為d,垂直于8邊的光線可在。。邊的折射角為45°。不考慮多次

反射，。。邊上有光射出部分的長度為（C）

1

1

d

-

A.

設(shè)光線在制界面的入射角為a,折射角為0,由幾何關(guān)系可知。=30°,則有折射

定律〃=必必=72，光線射出。。邊的臨界點(diǎn)為恰好發(fā)生全反射的點(diǎn)，光路圖如圖所示,

sinav

I、回

其中仍，笈光線在/、8兩點(diǎn)發(fā)生全反射，由全反射定律得sinC=-=七~,即從8兩

n2

處全反射的臨界角為45°,46之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知，/6=24。=2仃=〃S=&

5.（2024?山東卷，T15）某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為。點(diǎn)，半徑

為凡直角三棱鏡內(nèi)G邊的延長線過。點(diǎn)，￡G邊平行于邊且長度等于A,/FEG=30°。

橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以夕角入射到封邊發(fā)生折射，折射光線垂直于鴕邊射出。

已知玻璃磚和三棱鏡對(duì)該單色光的折射率均為L5。

（1）求sin9；

（2）以《角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧/物可以發(fā)生全反射，求光線在）

上入射點(diǎn)〃（圖中未標(biāo)出）到￡點(diǎn)距離的范圍。

sin9

解析：（1）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為。，則根據(jù)折射定律有〃=———

sina

由于折射光線垂直于宓邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知a=/FEG=3Q。

代入數(shù)據(jù)解得sin個(gè)=0.75。

（2）作出單色光第一次到達(dá)半圓?、仁『冒l(fā)生全反射的光路圖如圖，根據(jù)幾何關(guān)系可

知所上從2點(diǎn)到￡點(diǎn)以9角入射的單色光線第一次到達(dá)半圓弧/物都可以發(fā)生全反射

根據(jù)全反射臨界角公式有sinC=[

設(shè)尸點(diǎn)到旗的距離為1,則根據(jù)幾何關(guān)系有1=RsinC

又因?yàn)閄PE,聯(lián)立解得x碼半R

=cosf309

入A

所以光線在成上的入射點(diǎn)〃到￡點(diǎn)的距離范圍為0〈xW得一R。

答案：（1）0.75（2）0〈痣逑A

y

命題點(diǎn)3光的干涉、衍射和偏振

6.（2024?遼寧、吉林、黑龍江卷，T4）某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出

一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置,

如圖所示，用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋，下列做法可以使相鄰兩條亮紋

中央間距變小的是（A）

A.換用更粗的頭發(fā)絲

B.換用紅色激光照雙縫

C.增大紙板與墻面的距離

D.減小光源與紙板的距離

解析：由Ax=J兒可知換用更粗的頭發(fā)絲，雙縫間距d變大，則相鄰兩條亮紋中央

d

間距Ax變小，故A正確；換用紅色激光照雙縫，波長變長，則相鄰兩條亮紋中央間距Ax

變大，故B錯(cuò)誤；增大紙板與墻面的距離，，則相鄰兩條亮紋中央間距Ax變大，故C錯(cuò)誤；

減小光源與紙板的距離，不會(huì)影響相鄰兩條亮紋中央間距Ax,故D錯(cuò)誤。

7.（2024?江蘇卷，T2）用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右

鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到（D）

A.兩鏡片都變亮

B.兩鏡片都變暗

C.兩鏡片沒有任何變化

D.左鏡片變暗，右鏡片變亮

解析：用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，說明左鏡

片偏振片的方向和光的偏振方向相同，右鏡片偏振片的方向和光的偏振方向垂直，當(dāng)手機(jī)屏

幕旋轉(zhuǎn)90度后左鏡片偏振片的方向與光的偏振方向垂直，則左鏡片變暗，右鏡片偏振片的

方向與光的偏振方向相同，則右鏡片變亮。

8.（2024?山東卷，T4）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a

與待測滾珠6、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙

所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（C）

圖甲圖乙

A.滾珠6、c均合格

B.滾珠6、c均不合格

C.滾珠6合格，滾珠c不合格

D.滾珠6不合格，滾珠c合格

解析：單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻

璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，

同一條干涉條紋位置處光的光程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠6的相等，即滾珠6合格，

不同的干涉條紋位置處光的光程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠。的不相等，即滾珠c不合

格，C正確。

9.（多選）（2024?廣西卷，T9）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上,

一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由

此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和1,a《l,鏡面與光

屏垂直，單色光波長為兒。下列說法正確的是（AD）

I:平面鏡

--/------

A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為餐A

B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為ZA

a

C.若將整套裝置完全浸入折射率為〃的蔗糖溶液中，此時(shí)單色光的波長變?yōu)?/p>

D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為△了,

則該液體的折射率為」一幺

解析：根據(jù)光的反射對(duì)稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a,根據(jù)條紋間距公

式可知3故A正確，B錯(cuò)誤；若將整套裝置完全浸入折射率為〃的蔗糖溶

d2a

c、A

液中，光的頻率不變，則有^f=c,V=Af=-,其中C為在真空中的光速，則41=一,

xnn

故C錯(cuò)誤；若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為

I9oA9oA\

Ax,有Kx=k小，可得小=1-，結(jié)合C選項(xiàng)的分析可知小=—7—=—,所以

2a11n

n=7TT-2，故D正確。

2a△x

10.（多選）（2024?湖南卷，T9）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱

洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），平面鏡沿以放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾

斜了某微小角度9,如圖所示，S為單色點(diǎn)光源。下列說法正確的是（BC）

光屏

匚A

A.沿力。向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動(dòng)

B.沿的向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小

C.若。=0。，沿力向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變

D.若夕=0。，沿/。向左略微平移平面鏡，干涉條紋向/處移動(dòng)

解析：根據(jù)題意畫出光路圖如圖甲所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射的光（可以等效

成虛像『發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足相干光條件，所以實(shí)驗(yàn)中的相干光源之一是

通過平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與2平面的距離為a,與q的距離

,IXIX

為d,則d=2a,S到光屏的距離為1,代入雙縫干涉公式A^=—可得A^=—,若9

d2a

=0°,沿的向右（沿向左）略微平移平面鏡，對(duì)/和d均沒有影響，則干涉條紋間距不

變，也不會(huì)移動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤；同理再次畫出光路圖如圖乙所示，沿處向右略微平

移平面鏡，即圖乙中從①位置一②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小,

沿/。向左略微平移平面鏡，即圖乙中從②位置一①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動(dòng)，

故A錯(cuò)誤，B正確。

11.（多選）（2023?遼寧卷，T8）“球鼻艄”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪

船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，球鼻腦推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以

大幅度減小水對(duì)輪船的阻力。下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是（BD）

A.插入水中的筷子,看起來折斷了

B.陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋

C.駛近站臺(tái)的火車，汽笛音調(diào)變高

D.振動(dòng)音叉的周圍，聲音忽高忽低

解析：由題圖可知,球鼻腦與船首推起的兩列波的疊加可以大幅度減小水對(duì)輪船的阻力,

是由于兩列波疊加后使振動(dòng)減弱，屬于波的干涉現(xiàn)象。插入水中的筷子，看起來折斷了屬于

光的折射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋屬于薄膜干涉，B正確；駛近站臺(tái)

的火車，汽笛音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)，C錯(cuò)誤；振動(dòng)音叉的周圍，聲音忽高忽低屬于聲波

的干涉現(xiàn)象，D正確。

12.（2023?江蘇卷，T6）用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到的干涉條紋如

圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置，則雙

縫間的距離變?yōu)樵瓉淼模˙）

1

A.-B.~

C.2D.3

解析：根據(jù)雙縫干涉的條紋間距與波長關(guān)系有T人由題圖知“乙=2”甲，則

d乙=］，甲。

題型分類講練

題型一光的折射和全反射

1.全反射的條件

(1)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。

(2)入射角大于或等于臨界角。

2.解題方法

(1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)=

⑵應(yīng)用sin確定臨界角。

(3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射。

(4)若發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖。

(5)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算，解決問題。

3.必備數(shù)學(xué)知識(shí)

(1)平行線、三角形、圓等相關(guān)幾何知識(shí)。

(2)三角函數(shù)知識(shí)。

(3)相似三角形的性質(zhì)。

⑷勾股定理。

(5)正弦定理、余弦定理。

考向1折射率的求解

典例口一束紅光由空氣進(jìn)入某種介質(zhì),界面兩側(cè)的光線與界面的夾角分別為45°和

60°,如圖所示。介質(zhì)對(duì)該紅光的折射率為(D

A.f

B.亞§

C亞

L2

［解析］根據(jù)題意，可知入射角與折射角分別為個(gè)=90°—45°=45°,a=90°

則折射率片音4f。

60°=30°,

典例日如圖(a)所示，我國航天員王亞平在太空授課時(shí)演示了水滴在完全失重環(huán)境下

形成一標(biāo)準(zhǔn)的球體，在她手中變幻出種種奇妙的現(xiàn)象。“飛天夢永不失重，科學(xué)夢張力無

限”，這次太空授課科普教育活動(dòng)，極大地激發(fā)了廣大中小學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的熱情。某

同學(xué)在家中找到一個(gè)帶底座的標(biāo)準(zhǔn)透明玻璃球，用紅色激光筆照射其表面，光的折射和反射

使玻璃球顯得流光溢彩、晶瑩剔透。圖(b)為該透明玻璃球過球心。的截面圖，球的半徑為

R,該同學(xué)用激光沿平行于直徑4仍方向照射，發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光射到圓上的C點(diǎn)，入射角7=60°

時(shí),激光在球內(nèi)經(jīng)過一次反射后恰能從〃點(diǎn)(與C點(diǎn)關(guān)于/如對(duì)稱)再次平行于/如從玻璃球

射出，光在真空中的傳播速度為c。求：

圖(a)

(1)該玻璃球?qū)す獾恼凵渎蕁；

(2)激光在玻璃球內(nèi)傳播的時(shí)間

［解析］(1)根據(jù)對(duì)稱性和光路可逆性作出光路圖如圖所示，由題意可知

i'=60°，r=r'=。=30°

根據(jù),解得。

⑵由幾何關(guān)系得CB=BD=2Rcosr=y［3R

光在玻璃球中的傳播速度—

n

.,心一上工遼,上5,CB-\~BD6R

光在玻璃球中的傳播時(shí)間t=------=一O

［答案］⑴事(2)^

考向2光的折射現(xiàn)象分析

3如圖所示，水面上方一只小鳥正沿水平路線從左向右飛行，水中一定深度處

有一條靜止的魚，點(diǎn)。是魚正上方與小鳥飛行軌跡的交點(diǎn)。小鳥從左向右水平飛行時(shí)(C)

0

A.飛到。點(diǎn)時(shí)鳥看到的魚比實(shí)際位置深

B.飛到。點(diǎn)時(shí)魚看到的鳥比實(shí)際高度低

C.飛向。點(diǎn)過程中鳥看到魚遠(yuǎn)離水面下沉

D.飛離。點(diǎn)過程中魚看到鳥離水面高度不變

［解析］小鳥在。點(diǎn)左側(cè)時(shí)，根據(jù)折射定律可知，小鳥看到魚的虛像，在魚實(shí)際位置的

右上方；小鳥飛向。點(diǎn)過程中鳥看到魚遠(yuǎn)離水面下沉。

4如圖所示，有一救生員面向泳池坐在池邊的高凳上，他的眼睛到地面的高度

J7=1.8m,眼睛距離池邊緣的水平距離d=2.4m,當(dāng)泳池注滿水時(shí)，水的深度力=1.8m,

此時(shí)救生員可觀察到池底離池邊緣最近的點(diǎn)為4水池邊緣與之間的范圍為“視線盲

4

區(qū)”。已知水的折射率〃=可，光在真空中的速度c=3Xl()8m/s,求:

⑴/點(diǎn)到池邊緣的水平距離;

(2)光在水中傳播的速度。

［解析］(1)光線從4點(diǎn)射向人眼時(shí)在水面發(fā)生折射，設(shè)入射角為r，折射角為。，由

幾何關(guān)系可知

d4

sina=,=-

胃十-5

折射現(xiàn)象中光路是可逆的,

,①sina4

水的折射率〃==亍=5

3

解得sin

設(shè)/點(diǎn)到池邊緣的水平距離為X,

rIAX

則有sin丫=7斤+個(gè)，

解得x=l.35mo

(2)光在水中傳播的速度v=M

解得r=2.25X108m/s=

［答案］(1)1.35m(2)2.25X108m/s

考向3全反射現(xiàn)象分析

典例目被熏黑的鐵球表面有一層很薄的碳粒層，將其放入水中，碳粒層與水之間又

形成了一空氣層，看上去變得鋒亮。這屬于光的(B)

A.折射現(xiàn)象B.全反射現(xiàn)象

C.干涉現(xiàn)象D.衍射現(xiàn)象

［解析］碳粒層與水之間又形成了一空氣層，光由空氣進(jìn)入水中會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，但是

光線由水內(nèi)部射向空氣時(shí)，由于角度問題大部分光線發(fā)生了全反射，一般要經(jīng)過2次或者更

多次全反射之后才折射出來，即光線經(jīng)過很多路徑才傳播出來，由于這些光路重疊交織在一

起，所以看起來會(huì)比較亮。這是光的全反射現(xiàn)象所形成的。

典例日為保證泳池夜間安全，需要在泳池鋪設(shè)池底燈提供光照。如圖所示，足夠大

的泳池中央有一直徑為d的圓形池底燈，燈面與池底相平。已知水的折射率為“，水深為上

水面平靜，求:

(1)燈光在水中發(fā)生全反射的臨界角。的正切值;

(2)在水面上形成的光斑面積So

［解析］(1)根據(jù)全反射的臨界角C與折射率的關(guān)系得sin￡

tanC~~―/2:

y刀—1

⑵取正視圖如圖所示,

假設(shè)戶端發(fā)出的光在水面〃點(diǎn)發(fā)生全反射，則形成的光斑是以點(diǎn)。為圓心、眼為半徑

V

的圓，設(shè)戶M為X,則有c=-

tanh

光斑半徑為r,有r=x+g

光斑面積為S,有S=兀r

題型二光的干涉、衍射和偏振電磁波

1.光的干涉現(xiàn)象：雙縫干涉、薄膜干涉（油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán)）。

2.光的衍射現(xiàn)象：單縫衍射、圓孔衍射、光柵衍射、泊松亮斑。

3.光的雙縫干涉和單縫衍射的比較

項(xiàng)目雙縫干涉單縫衍射

障礙物或狹縫的尺寸足夠小

發(fā)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定

（明顯衍射現(xiàn)象）

條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬

圖樣

條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等

不同點(diǎn)

亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗

與光的偏

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波

振的區(qū)別

考向1光的干涉和衍射現(xiàn)象

典例日（2023?山東卷，T5）一種干涉熱膨脹儀原理圖如圖所示。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C

為待測柱形樣品，，的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂

直照射上方石英板，會(huì)形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí),

下列說法正確的是（A）

A.劈形空氣層的厚度變大,條紋向左移動(dòng)

B.劈形空氣層的厚度變小,條紋向左移動(dòng)

C.劈形空氣層的厚度變大,條紋向右移動(dòng)

D.劈形空氣層的厚度變小,條紋向右移動(dòng)

［解析］由題意可知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，G增長的高度

大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動(dòng)，則條紋向

左移動(dòng)。

典例?雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理圖如圖甲所示,屏上的R點(diǎn)位于雙縫S和S的中垂線上,

在雙縫與屏之間充滿折射率為〃的均勻介質(zhì)。用一單色光垂直照射雙縫，在屏上會(huì)產(chǎn)生干涉

條紋，如圖乙所示，屏上A點(diǎn)是一條暗條紋的中心，A點(diǎn)到R點(diǎn)的距離為x。已知該單色光

在真空中的波長為3雙縫與屏之間的距離為。則雙縫S和￡間的距離為（A）

3LA

A，~2^

LALA

C.—D.

xnx

3

［解析］A點(diǎn)到R點(diǎn)的距離為x,根據(jù)題圖乙可知x=5Ax,雙縫與屏之間充滿折射率

為〃的均勻介質(zhì)，則有片《,根據(jù)干涉規(guī)律有AX=QI,解得,=累。

（多選）某日，某地天空出現(xiàn)了壯觀的完整圓環(huán)形彩虹。太陽光入射球形雨滴

經(jīng)過折射和反射形成彩虹的示意圖如圖所示，關(guān)于光線1和光線2,下列說法正確的是

A.光線1的頻率更大

B.光線1從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)更容易發(fā)生全反射

C.用相同單縫做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線2的衍射條紋間距更大

D.用相同雙縫做楊氏干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線1的干涉條紋間距更大

［解析］光線1的偏折更明顯，折射率更大，所以頻率更大，A正確；根據(jù)公式sinC

=1,可得折射率大的臨界角小,更容易發(fā)生全發(fā)射,所以光線1從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)更容易

發(fā)生全反射，B正確；根據(jù)公式可知，c為光速，因?yàn)楣饩€1的頻率大，所以光線1

的波長較小，光線2的波長較大，所以光線2的衍射條紋間距較大，C正確；根據(jù)公式Ax

=41可知波長越小，干涉條紋間距越小，D錯(cuò)誤。

a

考向2電磁振蕩和電磁波

施某收音機(jī)中的電路，由固定線圈和可調(diào)電容器組成，能夠產(chǎn)生頻率為535

kHz?1605kHz的電磁振蕩，則可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比為（D）

A./：1B.1：1

C.3：1D.9：1

由ZC振蕩電路的頻率公式f=2n［［Id可得，電容器的電容C=1

［解析］所

4Jt2/Z

以可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比*-=嘿三=1

項(xiàng)（多選）隨著科技的進(jìn)步，越來越多的人使用藍(lán)牙耳機(jī)，手機(jī)與基站及耳機(jī)的

通信如圖所示。若基站與手機(jī)、手機(jī)與耳機(jī)之間通信的電磁波分別為甲波、乙波，則以下說

法正確的是（AC）

可見光

波K￡/m103I0610910121（）卜

藍(lán)牙

(<1>)—-----------------手機(jī)耳機(jī)

A基站波長(0.333~波氏（0」21~

0.375）m手機(jī)0.125）m手機(jī)

與基站通信與耳機(jī)通信

（甲波）（乙波）

A.甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小

B.真空中甲波的傳播速度比乙波慢

C.真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物

D.甲波與乙波有可能發(fā)生干涉

［解析］由題圖可知甲、乙波的波長都比可見光波長長，由可得，甲、乙波的

頻率都比可見光的頻率小，故A正確；所有頻率的電磁波在真空中的傳播速度都為3義10'

m/s,B錯(cuò)誤；波長越短的波越不容易發(fā)生衍射，甲波波長比乙波長，所以真空中甲波比乙

波更容易繞過障礙物，C正確；甲波與乙波頻率不同，不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉，D錯(cuò)誤。

題型三幾何光學(xué)和物理光學(xué)的綜合

1.含有多種顏色的光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，由于介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，

則各種色光的偏折程度不同。

三棱鏡，形成復(fù)合光c,將復(fù)合光c照射到某金屬上，打出的光電子的最大初動(dòng)能是瓦，若

該金屬的極限波長為小，則下列判斷正確的是（D）

A.單色光6在三棱鏡中傳播速度大

B.41<42

C.單色光a一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D.Ei—h-r—h~r

4240

［解析］由題圖可知，單色光6的折射程度大，三棱鏡對(duì)單色光6的折射率大，由〃=

2可知,單色光a在三棱鏡中傳播速度大,A錯(cuò)誤;單色光方的頻率高，波長短,因此有乙〉乙,

B錯(cuò)誤；單色光人的頻率高，單色光6一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，單色光a不能確定，

C錯(cuò)誤；單色光6一定能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，因此打出的光電子最大初動(dòng)能笈=比一

h-Y,D正確。

.______字題強(qiáng)化練

1.（多選）（2024?汕頭市一模）下列四幅生活情景，關(guān)于光的理論，說法正確的是

（AD）

圖甲圖乙圖丙困不

A.甲圖，陽光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象

B.乙圖，海市蜃樓是光的反射現(xiàn)象

C.丙圖，茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，是光的折射現(xiàn)象

D.丁圖，偏光太陽鏡可以減少炫光，是光的偏振現(xiàn)象

解析：陽光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色，是薄膜的前后表面的光發(fā)生干涉而產(chǎn)生的，故A

正確；海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象，是由于空氣不均勻時(shí)，對(duì)光的折射率不同而產(chǎn)生的，故B

錯(cuò)誤；茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，這屬于光的衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；偏光太陽鏡可以減少

炫光，是光的偏振現(xiàn)象，故D正確。

2.（2024?佛山市禪城區(qū)二模調(diào)研）光學(xué)技術(shù)作為一門高精密度的學(xué)科，應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)

域，下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法，正確的是（B）

屏幕

?丁

外套偏光眼鈿M

圖甲圖乙圖丙圖丁

A.如圖甲使光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率

B.觀看3D電影時(shí)需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光是橫波

C.讓激光束通過一個(gè)狹縫，可能觀察到光屏上出現(xiàn)丙圖且波長越大，條紋間距越大

D.在丁圖中激光束沿液流傳播，若改用折射率更小的液體，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯

解析：題圖甲使光信號(hào)在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，故

A錯(cuò)誤；觀看3D電影時(shí)需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光是橫波，故B

正確；題圖丙是雙縫干涉圖樣，讓激光束通過一個(gè)狹縫，不可能觀察到光屏上出現(xiàn)干涉條紋,

故C錯(cuò)誤；在題圖丁中激光束沿液流傳播，若改用折射率更大的液體，光發(fā)生全反射時(shí)，臨

界偏角越小，光在液體中的路程更長，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，故D錯(cuò)誤。

3.如圖所示，一束由兩種單色光混合的復(fù)色光沿SO方向射向一上、下表面平行的玻璃

磚，下表面觀察到兩束出射光線4B,光路圖如圖所示，下列說法正確的是（C）

A.玻璃對(duì)6光的折射率大于對(duì)/光的折射率

B.6光在玻璃中的傳播速度小于力光在玻璃中的傳播速度

C./光、8光互相平行

D.增大入射角9,4光和6光在下表面可能發(fā)生全反射

sin8

解析：入射角相同，光在介質(zhì)中的折射角比較小，由〃=一~-可知玻璃對(duì)光的折

4sma6

射率小于對(duì)/光的折射率，故A錯(cuò)誤；根據(jù)/=￡可知6光在玻璃中的傳播速度大于/光在

n

玻璃中的傳播速度，故B錯(cuò)誤；玻璃磚上、下表面平行，根據(jù)內(nèi)錯(cuò)角相同可知，玻璃磚中的

光線與玻璃磚上、下表面的夾角相同，根據(jù)折射定律可知，下表面的出射光線與上表面的入

射光線與玻璃磚上下表面的夾角相同，所以"光、6光互相平行，故C正確；因?yàn)楣饩€從光

疏介質(zhì)空氣射入光密介質(zhì)玻璃磚，并且上、下表面平行，所以無論如何增大入射角9,都

不會(huì)發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。

4.（多選）某種車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖如圖甲所示，預(yù)埋在地面下的地感線圈

/和電容器。構(gòu)成振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí)，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電

流頻率發(fā)生變化，檢測器將該信號(hào)發(fā)送至車牌識(shí)別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某

段時(shí)間振蕩電路中的電路如圖乙，則下列有關(guān)說法正確的是（ABC）

檢測器車片識(shí)別器

地噌我申‘綽閘，門產(chǎn)

圖甲圖乙

A.心時(shí)刻電容器間的電場強(qiáng)度為最小值

B.心到友時(shí)間內(nèi)，電容器處于充電過程

C.汽車靠近線圈時(shí)，振蕩電流頻率變小

D.從圖乙波形可判斷汽車正靠近地感線圈

解析：心時(shí)刻電流最大，線圈中磁場能最大，電容器中電場能最小，電容器間的電場強(qiáng)

度為最小值，故A正確；心到府時(shí)間內(nèi)，電流逐漸減小，線圈中磁場能減小，電容器中電場

能增大，電容器處于充電過程，故B正確；當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí)，線圈自感系數(shù)變大，根

據(jù)7=2口］無可知周期變大，頻率變小，故C正確；從題圖乙波形可知周期越來越小，頻

率越來越大，汽車正遠(yuǎn)離地感線圈，故D錯(cuò)誤。

5.如圖所示，光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率為外、外套折射率為光由光導(dǎo)纖維的一端從空

氣進(jìn)入內(nèi)芯后，經(jīng)多次全反射傳播到另一端射出，貝網(wǎng)A)

A.771>刀2B.771<772

11

C.sina=—D.sina=一

ni772

解析：欲使光在口、功界面上發(fā)生全反射，必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，需要滿足

77?

而，A正確,B錯(cuò)誤；在內(nèi)芯發(fā)生全反射的臨界角為sin.=-,題圖中發(fā)生全反射,滿

一一77?

足乙所以sina》sinC=~，C、D錯(cuò)誤。

ni

6.某液面高度測量儀內(nèi)部的原理圖如圖所示,該儀器通過電容器電容的變化來檢測容器

內(nèi)液面高低，容器中的導(dǎo)電液體和導(dǎo)電芯柱分別是電容器的兩個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管

作為電介質(zhì)，電容器的這兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線與一個(gè)線圈的兩端相連，組成AC振蕩電路。

容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連，若某時(shí)刻線圈內(nèi)的磁場方向向右，且正在減弱，則該時(shí)刻

A)

A.磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化

B.電容器兩極板間電壓正在減小

C.導(dǎo)電芯的電勢低于導(dǎo)電液的電勢

D.若容器內(nèi)液面升高，則振蕩電路的頻率變大

解析：該時(shí)刻磁場能減小，電場能增加，A正確；該時(shí)刻電容器充電，根據(jù)可知,

電容器兩極板間電壓正在增大，B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)電芯集聚正電荷，故導(dǎo)電芯

的電勢高于導(dǎo)電液的電勢，C錯(cuò)誤；若容器內(nèi)液面升高，電容器的正對(duì)面積增大，根據(jù)「=

冷；可知，電容器的電容增大，根據(jù)振蕩電路的周期公式7=2口爐可知，振蕩電路的

4兀Kav

周期增大，頻率減小，D錯(cuò)誤。

7.（2024?東莞市三模）如圖所示，一束復(fù)色光進(jìn)入透明標(biāo)準(zhǔn)球形水珠，折射后分開成a、

6兩束單色光，復(fù)色光入射角為9,a、6兩束單色光的出射角分別為%、心（右側(cè)出射光

與法線的夾角，未畫出）。關(guān)于a、6兩束單色光，下列說法正確的是（D）

A.ffi<a2

B.在透明水珠中，a光比6光速度小

C.若6光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則用a光照射該金屬也一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.無論怎么調(diào)整復(fù)色光的入射角9,a、6光都不可能在右側(cè)界面全反射

解析：

在圖中右邊界面畫上法線，可知每一種單色光左右界面光路是對(duì)稱的，角度對(duì)應(yīng)相等，

所以a尸a產(chǎn)9,左邊能進(jìn)來，右邊就能折射出去，故A錯(cuò)誤，D正確；由圖中入射角和

折射角知，a光比6光折射率小，所以a光比6光波長大、頻率小、光子能量小，所以同介

質(zhì)中a光比6光速度快，6光更容易讓金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，故B、C錯(cuò)誤。

8.（2024?廣東省選擇考模擬二）圖甲為太陽光穿過轉(zhuǎn)動(dòng)的六邊形冰晶形成“幻日”的

示意圖，圖乙為太陽光穿過六邊形冰晶的過程，a、b是其中兩種單色光的光路，則在冰晶

中（D）

A.a的折射率比6的大

B.a的頻率比6的大

C.a的傳播速度比6的小

D.a的波長比6的大

解析：由題圖可知，太陽光射入冰晶時(shí)，a光的偏折程度比6光的偏折程度小，貝Ua的

折射率比b的小，a的頻率比b的小，a的波長比b的大；根據(jù),可知a的傳播速度

F=n-

比6的大。

9.（2024?梅州市二模）如圖，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)，在失重環(huán)境

下，往水球中央注入空氣，形成了一個(gè)明亮的氣泡。若入射光在氣泡表面的尸點(diǎn)恰好發(fā)生全

B.光從空氣進(jìn)入水球，頻率變大

C.水的折射率〃=sin9

c

D.光在水球中的傳播速度-=一~r

sin〃

解析：光從空氣進(jìn)入水球，頻率不變，波速減小，則波長變短，A正確，B錯(cuò)誤；入射

光在氣泡表面的戶點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則水的折射率〃=」而，C錯(cuò)誤；光在水球中的傳

sin8

播速度巨=csinD錯(cuò)誤。

10.（多選）（2024?廣東省部分學(xué)校二模）圖示為一半圓柱形透明體橫截面，橫截面的

圓心為。，半圓柱的半徑為尼百為直徑力8上的點(diǎn)，加=yi兄透明體的折射率為鏡o

現(xiàn)有一細(xì)光束她以入射角。=45°從A點(diǎn)射入半圓柱，貝U(BC)

A.細(xì)光束她經(jīng)兩次折射后會(huì)從弧面43射出

B.細(xì)光束板；經(jīng)四面折射，弧面48發(fā)生兩次全反射后再從面射出透明體

C.細(xì)光束第一次射出透明體時(shí)，折射角為45°

D.細(xì)光束第一次射出透明體時(shí)，折射角為30°

解析：

sin9

作出光路如圖所示,根據(jù)折射率表達(dá)式有〃=二三,解得/1=3。。,由于/2=9。。

一N1,解得N2=60°,在△△研中，根據(jù)正弦定理可得，N3=45°,設(shè)透明體的臨界角

為G則有sinC=~,可得C=45°,由于/3=G所以光在呂點(diǎn)發(fā)生全反射，又由

n

于帆=%，可得N5=N4=45°,則光在R點(diǎn)發(fā)生全反射，最后從46面射出，故B

正確，A錯(cuò)誤；由于/月月8=/2=60°,則光的入射角為30°,根據(jù)光路

可逆可知折射角為45°,故C正確，D錯(cuò)誤。

11.如圖所示，一束可見光穿過玻璃三棱鏡后，變?yōu)閍、6、c三束單色光。下列說法正

確的是(A)

A.c光的光子能量最大

B.在真空中a光的速度最大

C.玻璃對(duì)a光的折射率最大

D.從玻璃射向空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角最小

解析：根據(jù)題意，由題圖可知，a光的偏折角最小，折射率最小，頻率最小，由

可知，c光的光子能量最大，故C錯(cuò)誤，A正確；在真空中三束單色光的速度相等，故B錯(cuò)

誤；由公式sin它可知，a光發(fā)生全反射的臨界角最大，故D錯(cuò)誤。

12.倒掛的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均勻的卷云里面大量扁平的六角片狀

冰晶（如圖甲所示）折射形成。圖乙為光線的簡化光路圖,冰晶的上下表面平行且與側(cè)面垂直,

光線從冰晶的上表面進(jìn)入，經(jīng)折射從側(cè)面射出，當(dāng)太陽高度角。增大到某一臨界值時(shí)，側(cè)

面的折射光線因發(fā)生全反射而消失不見。下列說法正確的是（D）

A.光線有可能在下表面發(fā)生全反射

B.光從空氣進(jìn)入冰晶后波長變長

C.紅光在冰晶中的傳播速度比紫光在冰晶中的傳播速度小

D.隨太陽高度角a增大，紫光比紅光先在側(cè)面發(fā)生全反射

解析：下表面的入射角等于上表面的折射角，根據(jù)光路可逆原理可知，光線不可能在下

表面發(fā)生全反射，故A錯(cuò)誤；光從空氣進(jìn)入冰晶后，頻率不變，速度減小，根據(jù)廠=才/1可

知，波長變短，故B錯(cuò)誤；紅光頻率低，折射率小，根據(jù)/=-可知，紅光在冰晶中的傳播

n

速度比紫光在冰晶中的傳播速度大，故c錯(cuò)誤；因?yàn)樽瞎忸l率高，折射率大，則臨界角小，

所以隨太陽高度角a增大，紫光比紅光