2025届高考物理二轮复习：光学部分习题

专题十六光学部分

［专题复习定位］

1.能够进行光的折射和全反射现象的相关计算。2.理解光的波粒二象性。

3.几何光学和物理光学综合问题的理解和分析。

高考真题再现

命题点1光的折射

1.（多选）（2023•湖南卷，T7）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援

人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为如图所示。他发现只有当。大于41。

时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（BC）

A.水的折射率为一一-T7-

sin41

B.水的折射率为一^

sin49

C.当他以a=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角

小于60°

D.当他以。=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角

大于60°

解析：潜水爱好者发现只有当a大于41。时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光

束，则说明a=41°时激光恰好发生全反射，则sin（90°—41°）=4,n=,A

nsi.n二49

错误，B正确；当他以a=60°向水面发射激光时，入射角人=30°,则根据折射定律有〃

sin/i=sini2,折射角心大于30°,则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于

60°,C正确，D错误。

命题点2光的全反射

2.（2024•广东卷，T6）如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以e

角从顺面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在版面发生全反射，反射光射向尸0面。

若。逐渐增大，两束光在母面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率

小于绿光的折射率。下列说法正确的是（B）

NP

A.在尸0面上，红光比绿光更靠近尸点

B.6逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

C.。逐渐增大时，入射光可能在航面发生全反射

D.个逐渐减小时，两束光在版面折射的折射角逐渐增大

解析：在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，在腑面，入射角相同，根据折射

sin8

定律〃=一~,可知绿光在腑面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近尸

sina

点,故A错误；根据全反射发生的条件sina工可知，红光发生全反射的临界角较大，0

n

逐渐增大时，折射光线与舷面的交点左移过程中，在出面的入射角先小于红光发生全反射

的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故B正确；在腑面，光是从光疏介质到光密介

sin9

质，无论夕多大，都不可能发生全反射，故c错误；根据折射定律〃=-~可知个逐

sina

渐减小时，两束光在腑面折射的折射角逐渐减小，故D错误。

3.（2024•江苏卷，T6）现有一光线以相同的入射角0,打在不同浓度NaCl的两杯溶

液中，折射光线如图所示（£《£1,己知折射率随浓度增大而变大，贝U（A）

图甲图乙

A.甲折射率大

B.甲浓度小

C.甲中光线的传播速度大

D.甲临界角大

解析：入射角相同，由于根据折射定律可知〃甲＞〃乙，故甲浓度大；根据丫

C1

=%,可知光线在甲中的传播速度较小，由sin餐I可知折射率越大临界角越小，故甲临

界角小。

4.（2023•湖北卷，T6）如图所示，楔形玻璃的横截面尸。。的顶角为30°,。尸边上的点

光源S到顶点。的距离为d,垂直于8边的光线可在。。边的折射角为45°。不考虑多次

反射，。。边上有光射出部分的长度为（C）

1

1

d

-

A.

设光线在制界面的入射角为a,折射角为0,由几何关系可知。=30°,则有折射

定律〃=必必=72，光线射出。。边的临界点为恰好发生全反射的点，光路图如图所示,

sinav

I、回

其中仍，笈光线在/、8两点发生全反射，由全反射定律得sinC=-=七~,即从8两

n2

处全反射的临界角为45°,46之间有光线射出，由几何关系可知，/6=24。=2仃=〃S=&

5.（2024•山东卷，T15）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为。点，半径

为凡直角三棱镜内G边的延长线过。点，£G边平行于边且长度等于A,/FEG=30°。

横截面所在平面内，单色光线以夕角入射到封边发生折射，折射光线垂直于鸵边射出。

已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为L5。

（1）求sin9；

（2）以《角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧/物可以发生全反射，求光线在）

上入射点〃（图中未标出）到£点距离的范围。

sin9

解析：（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为。，则根据折射定律有〃=———

sina

由于折射光线垂直于宓边射出，根据几何关系可知a=/FEG=3Q。

代入数据解得sin个=0.75。

（2）作出单色光第一次到达半圆弧⑷石恰好发生全反射的光路图如图，根据几何关系可

知所上从2点到£点以9角入射的单色光线第一次到达半圆弧/物都可以发生全反射

根据全反射临界角公式有sinC=[

设尸点到旗的距离为1,则根据几何关系有1=RsinC

又因为XPE,联立解得x码半R

=cosf309

入A

所以光线在成上的入射点〃到£点的距离范围为0〈xW得一R。

答案：（1）0.75（2）0〈痣逑A

y

命题点3光的干涉、衍射和偏振

6.（2024•辽宁、吉林、黑龙江卷，T4）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）

A.换用更粗的头发丝

B.换用红色激光照双缝

C.增大纸板与墙面的距离

D.减小光源与纸板的距离

解析：由Ax=J儿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

d

间距Ax变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距Ax

变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离，，则相邻两条亮纹中央间距Ax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Ax,故D错误。

7.（2024•江苏卷，T2）用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右

镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到（D）

A.两镜片都变亮

B.两镜片都变暗

C.两镜片没有任何变化

D.左镜片变暗，右镜片变亮

解析：用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，说明左镜

片偏振片的方向和光的偏振方向相同，右镜片偏振片的方向和光的偏振方向垂直，当手机屏

幕旋转90度后左镜片偏振片的方向与光的偏振方向垂直，则左镜片变暗，右镜片偏振片的

方向与光的偏振方向相同，则右镜片变亮。

8.（2024•山东卷，T4）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6、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（C）

图甲图乙

A.滚珠6、c均合格

B.滚珠6、c均不合格

C.滚珠6合格，滚珠c不合格

D.滚珠6不合格，滚珠c合格

解析：单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

璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，

同一条干涉条纹位置处光的光程差相等，即滚珠a的直径与滚珠6的相等，即滚珠6合格，

不同的干涉条纹位置处光的光程差不同，则滚珠a的直径与滚珠。的不相等，即滚珠c不合

格，C正确。

9.（多选）（2024•广西卷，T9）如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上,

一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由

此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和1,a《l,镜面与光

屏垂直，单色光波长为儿。下列说法正确的是（AD）

I:平面镜

--/------

A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为餐A

B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为ZA

a

C.若将整套装置完全浸入折射率为〃的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为

D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为△了,

则该液体的折射率为」一幺

解析：根据光的反射对称性可知光源S与平面镜中的虚像距离为2a,根据条纹间距公

式可知3故A正确，B错误；若将整套装置完全浸入折射率为〃的蔗糖溶

d2a

c、A

液中，光的频率不变，则有^f=c,V=Af=-,其中C为在真空中的光速，则41=一,

xnn

故C错误；若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为

I9oA9oA\

Ax,有Kx=k小，可得小=1-，结合C选项的分析可知小=—7—=—,所以

2a11n

n=7TT-2，故D正确。

2a△x

10.（多选）（2024•湖南卷，T9）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称

洛埃镜实验），平面镜沿以放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾

斜了某微小角度9,如图所示，S为单色点光源。下列说法正确的是（BC）

光屏

匚A

A.沿力。向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动

B.沿的向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小

C.若。=0。，沿力向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变

D.若夕=0。，沿/。向左略微平移平面镜，干涉条纹向/处移动

解析：根据题意画出光路图如图甲所示，S发出的光与通过平面镜反射的光（可以等效

成虚像『发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件，所以实验中的相干光源之一是

通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与2平面的距离为a,与q的距离

,IXIX

为d,则d=2a,S到光屏的距离为1,代入双缝干涉公式A^=—可得A^=—,若9

d2a

=0°,沿的向右（沿向左）略微平移平面镜，对/和d均没有影响，则干涉条纹间距不

变，也不会移动，故C正确，D错误；同理再次画出光路图如图乙所示，沿处向右略微平

移平面镜，即图乙中从①位置一②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小,

沿/。向左略微平移平面镜，即图乙中从②位置一①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，

故A错误，B正确。

11.（多选）（2023•辽宁卷，T8）“球鼻艄”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮

船以设计的标准速度航行时，球鼻脑推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以

大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（BD）

A.插入水中的筷子,看起来折断了

B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹

C.驶近站台的火车，汽笛音调变高

D.振动音叉的周围，声音忽高忽低

解析：由题图可知,球鼻脑与船首推起的两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力,

是由于两列波叠加后使振动减弱，属于波的干涉现象。插入水中的筷子，看起来折断了属于

光的折射现象，A错误；阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹属于薄膜干涉，B正确；驶近站台

的火车，汽笛音调变高属于多普勒效应，C错误；振动音叉的周围，声音忽高忽低属于声波

的干涉现象，D正确。

12.（2023•江苏卷，T6）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如

图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置，则双

缝间的距离变为原来的（B）

1

A.-B.~

C.2D.3

解析：根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有T人由题图知“乙=2”甲，则

d乙=］，甲。

题型分类讲练

题型一光的折射和全反射

1.全反射的条件

(1)光从光密介质进入光疏介质。

(2)入射角大于或等于临界角。

2.解题方法

(1)确定光是从光密介质进入光疏介质=

⑵应用sin确定临界角。

(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。

(4)若发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。

(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。

3.必备数学知识

(1)平行线、三角形、圆等相关几何知识。

(2)三角函数知识。

(3)相似三角形的性质。

⑷勾股定理。

(5)正弦定理、余弦定理。

考向1折射率的求解

典例口一束红光由空气进入某种介质,界面两侧的光线与界面的夹角分别为45°和

60°,如图所示。介质对该红光的折射率为(D

A.f

B.亚§

C亚

L2

［解析］根据题意，可知入射角与折射角分别为个=90°—45°=45°,a=90°

则折射率片音4f。

60°=30°,

典例日如图(a)所示，我国航天员王亚平在太空授课时演示了水滴在完全失重环境下

形成一标准的球体，在她手中变幻出种种奇妙的现象。“飞天梦永不失重，科学梦张力无

限”，这次太空授课科普教育活动，极大地激发了广大中小学学生学习科学知识的热情。某

同学在家中找到一个带底座的标准透明玻璃球，用红色激光笔照射其表面，光的折射和反射

使玻璃球显得流光溢彩、晶莹剔透。图(b)为该透明玻璃球过球心。的截面图，球的半径为

R,该同学用激光沿平行于直径4仍方向照射，发现当激光射到圆上的C点，入射角7=60°

时,激光在球内经过一次反射后恰能从〃点(与C点关于/如对称)再次平行于/如从玻璃球

射出，光在真空中的传播速度为c。求：

图(a)

(1)该玻璃球对激光的折射率n；

(2)激光在玻璃球内传播的时间

［解析］(1)根据对称性和光路可逆性作出光路图如图所示，由题意可知

i'=60°，r=r'=。=30°

根据,解得。

⑵由几何关系得CB=BD=2Rcosr=y［3R

光在玻璃球中的传播速度—

n

.,心一上工辽,上5,CB-\~BD6R

光在玻璃球中的传播时间t=------=一O

［答案］⑴事(2)^

考向2光的折射现象分析

3如图所示，水面上方一只小鸟正沿水平路线从左向右飞行，水中一定深度处

有一条静止的鱼，点。是鱼正上方与小鸟飞行轨迹的交点。小鸟从左向右水平飞行时(C)

0

A.飞到。点时鸟看到的鱼比实际位置深

B.飞到。点时鱼看到的鸟比实际高度低

C.飞向。点过程中鸟看到鱼远离水面下沉

D.飞离。点过程中鱼看到鸟离水面高度不变

［解析］小鸟在。点左侧时，根据折射定律可知，小鸟看到鱼的虚像，在鱼实际位置的

右上方；小鸟飞向。点过程中鸟看到鱼远离水面下沉。

4如图所示，有一救生员面向泳池坐在池边的高凳上，他的眼睛到地面的高度

J7=1.8m,眼睛距离池边缘的水平距离d=2.4m,当泳池注满水时，水的深度力=1.8m,

此时救生员可观察到池底离池边缘最近的点为4水池边缘与之间的范围为“视线盲

4

区”。已知水的折射率〃=可，光在真空中的速度c=3Xl()8m/s,求:

⑴/点到池边缘的水平距离;

(2)光在水中传播的速度。

［解析］(1)光线从4点射向人眼时在水面发生折射，设入射角为r，折射角为。，由

几何关系可知

d4

sina=,=-

胃十-5

折射现象中光路是可逆的,

,①sina4

水的折射率〃==亍=5

3

解得sin

设/点到池边缘的水平距离为X,

rIAX

则有sin丫=7斤+个，

解得x=l.35mo

(2)光在水中传播的速度v=M

解得r=2.25X108m/s=

［答案］(1)1.35m(2)2.25X108m/s

考向3全反射现象分析

典例目被熏黑的铁球表面有一层很薄的碳粒层，将其放入水中，碳粒层与水之间又

形成了一空气层，看上去变得锋亮。这属于光的(B)

A.折射现象B.全反射现象

C.干涉现象D.衍射现象

［解析］碳粒层与水之间又形成了一空气层，光由空气进入水中会发生折射现象，但是

光线由水内部射向空气时，由于角度问题大部分光线发生了全反射，一般要经过2次或者更

多次全反射之后才折射出来，即光线经过很多路径才传播出来，由于这些光路重叠交织在一

起，所以看起来会比较亮。这是光的全反射现象所形成的。

典例日为保证泳池夜间安全，需要在泳池铺设池底灯提供光照。如图所示，足够大

的泳池中央有一直径为d的圆形池底灯，灯面与池底相平。已知水的折射率为“，水深为上

水面平静，求:

(1)灯光在水中发生全反射的临界角。的正切值;

(2)在水面上形成的光斑面积So

［解析］(1)根据全反射的临界角C与折射率的关系得sin£

tanC~~―/2:

y刀—1

⑵取正视图如图所示,

假设户端发出的光在水面〃点发生全反射，则形成的光斑是以点。为圆心、眼为半径

V

的圆，设户M为X,则有c=-

tanh

光斑半径为r,有r=x+g

光斑面积为S,有S=兀r

题型二光的干涉、衍射和偏振电磁波

1.光的干涉现象：双缝干涉、薄膜干涉（油膜、空气膜、增透膜、牛顿环）。

2.光的衍射现象：单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑。

3.光的双缝干涉和单缝衍射的比较

项目双缝干涉单缝衍射

障碍物或狭缝的尺寸足够小

发生条件两束光频率相同、相位差恒定

（明显衍射现象）

条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽

图样

条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等

不同点

亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗

与光的偏

干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波

振的区别

考向1光的干涉和衍射现象

典例日（2023•山东卷，T5）一种干涉热膨胀仪原理图如图所示。G为标准石英环，C

为待测柱形样品，，的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂

直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时,

下列说法正确的是（A）

A.劈形空气层的厚度变大,条纹向左移动

B.劈形空气层的厚度变小,条纹向左移动

C.劈形空气层的厚度变大,条纹向右移动

D.劈形空气层的厚度变小,条纹向右移动

［解析］由题意可知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度

大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向

左移动。

典例©双缝干涉实验的原理图如图甲所示,屏上的R点位于双缝S和S的中垂线上,

在双缝与屏之间充满折射率为〃的均匀介质。用一单色光垂直照射双缝，在屏上会产生干涉

条纹，如图乙所示，屏上A点是一条暗条纹的中心，A点到R点的距离为x。已知该单色光

在真空中的波长为3双缝与屏之间的距离为。则双缝S和£间的距离为（A）

3LA

A，~2^

LALA

C.—D.

xnx

3

［解析］A点到R点的距离为x,根据题图乙可知x=5Ax,双缝与屏之间充满折射率

为〃的均匀介质，则有片《,根据干涉规律有AX=QI,解得,=累。

（多选）某日，某地天空出现了壮观的完整圆环形彩虹。太阳光入射球形雨滴

经过折射和反射形成彩虹的示意图如图所示，关于光线1和光线2,下列说法正确的是

A.光线1的频率更大

B.光线1从玻璃进入空气时更容易发生全反射

C.用相同单缝做衍射实验时，光线2的衍射条纹间距更大

D.用相同双缝做杨氏干涉实验时，光线1的干涉条纹间距更大

［解析］光线1的偏折更明显，折射率更大，所以频率更大，A正确；根据公式sinC

=1,可得折射率大的临界角小,更容易发生全发射,所以光线1从玻璃进入空气时更容易

发生全反射，B正确；根据公式可知，c为光速，因为光线1的频率大，所以光线1

的波长较小，光线2的波长较大，所以光线2的衍射条纹间距较大，C正确；根据公式Ax

=41可知波长越小，干涉条纹间距越小，D错误。

a

考向2电磁振荡和电磁波

施某收音机中的电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生频率为535

kHz〜1605kHz的电磁振荡，则可调电容器的最大电容和最小电容之比为（D）

A./：1B.1：1

C.3：1D.9：1

由ZC振荡电路的频率公式f=2n［［Id可得，电容器的电容C=1

［解析］所

4Jt2/Z

以可调电容器的最大电容和最小电容之比*-=嘿三=1

项（多选）随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的

通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说

法正确的是（AC）

可见光

波K£/m103I0610910121（）卜

蓝牙

(<1>)—-----------------手机耳机

A基站波长(0.333~波氏（0」21~

0.375）m手机0.125）m手机

与基站通信与耳机通信

（甲波）（乙波）

A.甲、乙波的频率都比可见光的频率小

B.真空中甲波的传播速度比乙波慢

C.真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物

D.甲波与乙波有可能发生干涉

［解析］由题图可知甲、乙波的波长都比可见光波长长，由可得，甲、乙波的

频率都比可见光的频率小，故A正确；所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为3义10'

m/s,B错误；波长越短的波越不容易发生衍射，甲波波长比乙波长，所以真空中甲波比乙

波更容易绕过障碍物，C正确；甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，D错误。

题型三几何光学和物理光学的综合

1.含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质，由于介质对不同色光的折射率不同，

则各种色光的偏折程度不同。

三棱镜，形成复合光c,将复合光c照射到某金属上，打出的光电子的最大初动能是瓦，若

该金属的极限波长为小，则下列判断正确的是（D）

A.单色光6在三棱镜中传播速度大

B.41<42

C.单色光a一定能使该金属发生光电效应

D.Ei—h-r—h~r

4240

［解析］由题图可知，单色光6的折射程度大，三棱镜对单色光6的折射率大，由〃=

2可知,单色光a在三棱镜中传播速度大,A错误;单色光方的频率高，波长短,因此有乙〉乙,

B错误；单色光人的频率高，单色光6一定能使该金属发生光电效应，单色光a不能确定，

C错误；单色光6一定能使金属发生光电效应，因此打出的光电子最大初动能笈=比一

h-Y,D正确。

.______字题强化练

1.（多选）（2024•汕头市一模）下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是

（AD）

图甲图乙图丙困不

A.甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象

B.乙图，海市蜃楼是光的反射现象

C.丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的折射现象

D.丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象

解析：阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是薄膜的前后表面的光发生干涉而产生的，故A

正确；海市蜃楼是光的折射现象，是由于空气不均匀时，对光的折射率不同而产生的，故B

错误；茂密的树叶间有彩色的光环，这属于光的衍射现象，故C错误；偏光太阳镜可以减少

炫光，是光的偏振现象，故D正确。

2.（2024•佛山市禅城区二模调研）光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领

域，下列关于光学现象的说法，正确的是（B）

屏幕

・丁

外套偏光眼钿M

图甲图乙图丙图丁

A.如图甲使光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率小于外套的折射率

B.观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光是横波

C.让激光束通过一个狭缝，可能观察到光屏上出现丙图且波长越大，条纹间距越大

D.在丁图中激光束沿液流传播，若改用折射率更小的液体，则实验现象更明显

解析：题图甲使光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率大于外套的折射率，故

A错误；观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光是横波，故B

正确；题图丙是双缝干涉图样，让激光束通过一个狭缝，不可能观察到光屏上出现干涉条纹,

故C错误；在题图丁中激光束沿液流传播，若改用折射率更大的液体，光发生全反射时，临

界偏角越小，光在液体中的路程更长，实验现象更明显，故D错误。

3.如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿SO方向射向一上、下表面平行的玻璃

砖，下表面观察到两束出射光线4B,光路图如图所示，下列说法正确的是（C）

A.玻璃对6光的折射率大于对/光的折射率

B.6光在玻璃中的传播速度小于力光在玻璃中的传播速度

C./光、8光互相平行

D.增大入射角9,4光和6光在下表面可能发生全反射

sin8

解析：入射角相同，光在介质中的折射角比较小，由〃=一~-可知玻璃对光的折

4sma6

射率小于对/光的折射率，故A错误；根据/=£可知6光在玻璃中的传播速度大于/光在

n

玻璃中的传播速度，故B错误；玻璃砖上、下表面平行，根据内错角相同可知，玻璃砖中的

光线与玻璃砖上、下表面的夹角相同，根据折射定律可知，下表面的出射光线与上表面的入

射光线与玻璃砖上下表面的夹角相同，所以"光、6光互相平行，故C正确；因为光线从光

疏介质空气射入光密介质玻璃砖，并且上、下表面平行，所以无论如何增大入射角9,都

不会发生全反射，故D错误。

4.（多选）某种车辆智能道闸系统的简化原理图如图甲所示，预埋在地面下的地感线圈

/和电容器。构成振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电

流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某

段时间振荡电路中的电路如图乙，则下列有关说法正确的是（ABC）

检测器车片识别器

地噌我申‘绰闸，门产

图甲图乙

A.心时刻电容器间的电场强度为最小值

B.心到友时间内，电容器处于充电过程

C.汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小

D.从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈

解析：心时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强

度为最小值，故A正确；心到府时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场

能增大，电容器处于充电过程，故B正确；当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根

据7=2口］无可知周期变大，频率变小，故C正确；从题图乙波形可知周期越来越小，频

率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误。

5.如图所示，光导纤维的内芯折射率为外、外套折射率为光由光导纤维的一端从空

气进入内芯后，经多次全反射传播到另一端射出，贝网A)

A.771>刀2B.771<772

11

C.sina=—D.sina=一

ni772

解析：欲使光在口、功界面上发生全反射，必须从光密介质射入光疏介质，需要满足

77?

而，A正确,B错误；在内芯发生全反射的临界角为sin.=-,题图中发生全反射,满

一一77?

足乙所以sina》sinC=~，C、D错误。

ni

6.某液面高度测量仪内部的原理图如图所示,该仪器通过电容器电容的变化来检测容器

内液面高低，容器中的导电液体和导电芯柱分别是电容器的两个电极，芯柱外面套有绝缘管

作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成AC振荡电路。

容器内的导电液体与大地相连，若某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，则该时刻

A)

A.磁场能正向电场能转化

B.电容器两极板间电压正在减小

C.导电芯的电势低于导电液的电势

D.若容器内液面升高，则振荡电路的频率变大

解析：该时刻磁场能减小，电场能增加，A正确；该时刻电容器充电，根据可知,

电容器两极板间电压正在增大，B错误；根据安培定则可知，导电芯集聚正电荷，故导电芯

的电势高于导电液的电势，C错误；若容器内液面升高，电容器的正对面积增大，根据「=

冷；可知，电容器的电容增大，根据振荡电路的周期公式7=2口炉可知，振荡电路的

4兀Kav

周期增大，频率减小，D错误。

7.（2024•东莞市三模）如图所示，一束复色光进入透明标准球形水珠，折射后分开成a、

6两束单色光，复色光入射角为9,a、6两束单色光的出射角分别为%、心（右侧出射光

与法线的夹角，未画出）。关于a、6两束单色光，下列说法正确的是（D）

A.ffi<a2

B.在透明水珠中，a光比6光速度小

C.若6光照射某金属产生光电效应，则用a光照射该金属也一定能产生光电效应

D.无论怎么调整复色光的入射角9,a、6光都不可能在右侧界面全反射

解析：

在图中右边界面画上法线，可知每一种单色光左右界面光路是对称的，角度对应相等，

所以a尸a产9,左边能进来，右边就能折射出去，故A错误，D正确；由图中入射角和

折射角知，a光比6光折射率小，所以a光比6光波长大、频率小、光子能量小，所以同介

质中a光比6光速度快，6光更容易让金属产生光电效应，故B、C错误。

8.（2024•广东省选择考模拟二）图甲为太阳光穿过转动的六边形冰晶形成“幻日”的

示意图，图乙为太阳光穿过六边形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶

中（D）

A.a的折射率比6的大

B.a的频率比6的大

C.a的传播速度比6的小

D.a的波长比6的大

解析：由题图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比6光的偏折程度小，贝Ua的

折射率比b的小，a的频率比b的小，a的波长比b的大；根据,可知a的传播速度

F=n-

比6的大。

9.（2024•梅州市二模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境

下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的尸点恰好发生全

B.光从空气进入水球，频率变大

C.水的折射率〃=sin9

c

D.光在水球中的传播速度-=一~r

sin〃

解析：光从空气进入水球，频率不变，波速减小，则波长变短，A正确，B错误；入射

光在气泡表面的户点恰好发生全反射，则水的折射率〃=」而，C错误；光在水球中的传

sin8

播速度巨=csinD错误。

10.（多选）（2024•广东省部分学校二模）图示为一半圆柱形透明体横截面，横截面的

圆心为。，半圆柱的半径为尼百为直径力8上的点，加=yi兄透明体的折射率为镜o

现有一细光束她以入射角。=45°从A点射入半圆柱，贝U(BC)

A.细光束她经两次折射后会从弧面43射出

B.细光束板；经四面折射，弧面48发生两次全反射后再从面射出透明体

C.细光束第一次射出透明体时，折射角为45°

D.细光束第一次射出透明体时，折射角为30°

解析：

sin9

作出光路如图所示,根据折射率表达式有〃=二三,解得/1=3。。,由于/2=9。。

一N1,解得N2=60°,在△△研中，根据正弦定理可得，N3=45°,设透明体的临界角

为G则有sinC=~,可得C=45°,由于/3=G所以光在吕点发生全反射，又由

n

于帆=%，可得N5=N4=45°,则光在R点发生全反射，最后从46面射出，故B

正确，A错误；由于/月月8=/2=60°,则光的入射角为30°,根据光路

可逆可知折射角为45°,故C正确，D错误。

11.如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为a、6、c三束单色光。下列说法正

确的是(A)

A.c光的光子能量最大

B.在真空中a光的速度最大

C.玻璃对a光的折射率最大

D.从玻璃射向空气，a光发生全反射的临界角最小

解析：根据题意，由题图可知，a光的偏折角最小，折射率最小，频率最小，由

可知，c光的光子能量最大，故C错误，A正确；在真空中三束单色光的速度相等，故B错

误；由公式sin它可知，a光发生全反射的临界角最大，故D错误。

12.倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状

冰晶（如图甲所示）折射形成。图乙为光线的简化光路图,冰晶的上下表面平行且与侧面垂直,

光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角。增大到某一临界值时，侧

面的折射光线因发生全反射而消失不见。下列说法正确的是（D）

A.光线有可能在下表面发生全反射

B.光从空气进入冰晶后波长变长

C.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小

D.随太阳高度角a增大，紫光比红光先在侧面发生全反射

解析：下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆原理可知，光线不可能在下

表面发生全反射，故A错误；光从空气进入冰晶后，频率不变，速度减小，根据厂=才/1可

知，波长变短，故B错误；红光频率低，折射率小，根据/=-可知，红光在冰晶中的传播

n

速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故c错误；因为紫光频率高，折射率大，则临界角小，

所以随太阳高度角a增大，紫光比红光