五年（2021-2025）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）

五年（2021-2025）高考真题分类汇编PAGEPAGE1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、，则玻璃砖的折射率_____。【答案】(1)C(2)1.6【详析】（1）当激光从点入射到点在面下方光屏上恰好消失时，此时光线在AB面发生全反射，故是光的全反射现象。故选C。（2）根据前面分析可知此时入射角等于临界角，即，故可得根据可得玻璃砖的折射率5．（2025·广西·高考真题）如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧（圆）AC的中点B．光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况（）A．1不全反射，2全反射 B．都不全反射C．都全反射 D．1全反射，2不全反射【答案】C【详析】因可得临界角即C<45°因射到B点的光线的入射角为可知光线1会发生全反射；因射到C点偏上的的光线的入射角为可知光线2会发生全反射。故选C。6．（2025·河南·高考真题）折射率为的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（）A． B． C． D．【答案】B【详析】设光线射入圆柱体时的折射角为，根据光的折射定律可知解得如图，根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角则法线与竖直方向的夹角根据光的折射定律可知解得光线射出圆柱体时的折射角光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为故选B。7．（2025·甘肃·高考真题）已知一圆台容器，高，上口径，容器底部中心有一质点，未装入水时，人眼从容器边缘无法观测到该质点，装入某种液体后，恰好可以看到，此时液面高度，人眼观测角度满足，人眼到入射处距离为。光在真空中的传播速度，求：(1)该液体的折射率；(2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。【答案】(1)(2)【详析】（1）根据题意，画出光路图，如图所示由几何关系可得，则有，则由折射定律可得该液体的折射率为（2）根据题意，由图可知，光在空气中传播的距离为光在液体中的传播距离为光在液体中的传播速度为则光从底部质点反射至人眼全过程的时间8．（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（

）A． B． C． D．【答案】A【详析】光路图如图所示则有折射定律可得故选A。9．（2025·湖南·高考真题）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（）A．入射角θ小于45°B．该介质折射率大于C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射【答案】D【详析】AB．根据题意，画出光路图，如图所示由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有则有，解得故AB错误；C．根据题意，由可知即增大入射角，光路图如图所示由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误；D．减小入射角，光路图如图所示由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确。故选D。10．（2025·四川·高考真题）某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（

）A．可以选用折射率为1.4的光学玻璃B．若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为C．若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为D．若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动【答案】CD【详析】A．因为，故当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据可知，即根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为，故选用折射率为1.4的光学玻璃时此时不会发生全反射，故A错误；B．当时，此时入射角为，选用折射率为1.6的光学玻璃时，此时的临界角为故，故此时不会发生全反射，故B错误；C．若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为即，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于，即第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角一定大于，根据几何关系可知第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射入射角，故可能为，故C正确；D．若入射光线向左移动，可知第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线向左移动，故D正确。故选CD。11．（2025·河北·高考真题）光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。(1)若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。(2)若探测器光阴极材料的逸出功为，求该材料的截止频率。（普朗克常量）【答案】(1)(2)【详析】（1）光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足可得（2）根据爱因斯坦光电方程可得12．（2024·浙江·高考真题）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（）A．激光在水和空气中速度相同B．激光在水流中有全反射现象C．水在空中做匀速率曲线运动D．水在水平方向做匀加速运动【答案】B【详析】A．光在介质中的速度为，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误；B．水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角，发生了全反射，故B正确；C．水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速度在增大，故C错误；D．水在水平方向做匀速直线运动，故D错误。故选B。13．（2024·海南·高考真题）一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（）A． B． C． D．2【答案】C【详析】如图所示根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为

根据全反射的临界条件可得解得故选C。14．（2024·甘肃·高考真题）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（）A．该材料对红光的折射率为 B．若，光线c消失C．若入射光a变为白光，光线b为白光 D．若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直【答案】ABC【详析】A．根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为

故A正确；B．设临界角为C，得故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确；C．由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确；D．对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。故选ABC。【『点石成金』】15．（2024·广东·高考真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP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（）A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B．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MN面发生全反射D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大【答案】B【详析】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在面，入射角相同，根据折射定律可知绿光在面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误；B．根据全反射发生的条件可知红光发生全反射的临界角较大，逐渐增大时，折射光线与面的交点左移过程中，在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；C．在面，光是从光疏介质到光密介质，无论多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误；D．根据折射定律可知逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。故选B。16．（2024·山东·高考真题）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。（1）求sinθ；（2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。【答案】（1）；（2）【详析】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为，则根据折射定律有由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知代入数据解得（2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB恰好发生全反射的光路图如图则根据几何关系可知FE上从P点到E点以角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界角公式有设P点到FG的距离为l，则根据几何关系有又因为联立解得所以光线在EF上的入射点D到E点的距离范围为17．（2024·全国甲卷·高考真题）一玻璃柱的折射率，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。【答案】【详析】如图，画出光路图可知设临界角为C，得，根据可得解得故可得故可知18．（2024·江苏·高考真题）如图所示，光线以相同的入射角从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCl溶液，折射角β1<β2。已知NaCl溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比（）A．甲的折射率大 B．甲的浓度小C．甲中光速大 D．甲的临界角大【答案】A【详析】入射角相同，由于，根据折射定律可知，故甲浓度大；根据，可知光线在甲中的传播速度较小，由可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。故选A。19．（2023·福建·高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（）A．减弱激光强度B．提升瓶内液面高度C．改用折射率更小的液体D．增大激光器与小孔之间的水平距离【答案】B【详析】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。A．减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确；C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。故选B。20．（2023·重庆·高考真题）某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则（）A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大B．在水中传播时，a光的速度比b光的大C．在水中传播时，a光的频率比b光的小D．由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小【答案】D【详析】A．根据相邻两条亮条纹的间距计算公式由此可知故A错误；B．根据折射定律a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，则根据光在介质中的传播速度与折射率的关系可得在水中传播时，a光的速度比b光的小，故B错误；C．在水中传播时，a光的折射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，故C错误；D．根据临界角与折射率的关系可得在水中传播时，a光的折射率比b光的大，a光的全反射临界角比b光的小，故D正确。故选D。21．（2023·山东·高考真题）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值；（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。

【答案】（1）；（2）【详析】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端与竖直方向的偏角为α，此时可得又因为所以（2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示

则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为当距离最近时有当距离最远时有根据（1）可知联立可得所以满足条件的范围为22．（2023·湖北·高考真题）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（

）

A． B． C． D．【答案】C【详析】设光线在OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知，则有折射定律光线射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中光线在AB两点发生全反射，由全反射定律即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，由几何关系可知故选C。23．（2023·湖南·高考真题）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α，如图所示。他发现只有当α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（

）

A．水的折射率为B．水的折射率为C．当他以α=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α=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°【答案】BC【详析】AB．他发现只有当α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α=41°时激光恰好发生全反射，则则A错误、B正确；CD．当他以α=60°向水面发射激光时，入射角i1=30°，则根据折射定律有nsini1=sini2折射角i2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。故选BC。24．（2022·重庆·高考真题）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为和。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为，（1）求蓝灯到水面的最大距离；（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？【答案】（1）；（2）上方，理由见解析【详析】（1）为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射，关键是光线能够从折射出去，以红光为例，当折射角最大达到临界角时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示假设半球半径为，根据全反射定律和几何关系可知同理可知蓝光两式联立解得（2）蓝光的折射率大于红光的折射率，根据（1）问结果结合可知所以蓝灯应该在红灯的上方。25．（2022·辽宁·高考真题）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（

）A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射【答案】C【详析】AB．光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB错误；CD．如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ，根据几何关系有则可得出光线2的θ大于光线1的θ，故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C正确、D错误。故选C。26．（2022·广东·高考真题）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。【答案】，【详析】当入射角达到45o时，恰好到达临界角C，根据可得液体的折射率由于可知激光在液体中的传播速度27．（2022·河北·高考真题）如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ=30°。光在真空中的传播速度为c。求：（i）玻璃的折射率；（ii）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。【答案】（1）；（2）【详析】（i）根据题意将光路图补充完整，如下图所示根据几何关系可知i1=θ=30°，i2=60°根据折射定律有nsini1=sini2解得（ii）设全反射的临界角为C，则光在玻璃球内的传播速度有根据几何关系可知当θ=45°时，即光路为圆的内接正方形，从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间最短，则正方形的边长则最短时间为28．（2022·全国甲卷·高考真题）如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。【答案】，【详析】光线在M点发生折射有sin60°=nsinθ由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则C=90°-θ联立有根据几何关系有解得再由解得29．（2022·全国乙卷·高考真题）一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且。求棱镜的折射率。【答案】1.5【详析】因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射，设临界角为C，则由几何关系可知，光线在D点的折射角为则联立可得n=1．530．（2021·重庆·高考真题）如图所示，一直角棱镜。从边界面垂直入射的甲、乙两种不同频率的单色光，在棱镜中传播速度分别为和（为真空中的光速），甲光第一次到达边恰好发生全反射。求：（1）该棱镜分别对甲光和乙光的折射率；（2）边的长度。【答案】（1），；（2）【详析】（1）由光速与折射率的关系，可得该棱镜对甲光的折射率该棱镜对乙光的折射率（2）设边的长度为L，根据题述甲光第一次到达边恰好发生全反射，可画出光路图解得【『点石成金』】31．（2021·江苏·高考真题）某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于面射入，可以看到光束从圆弧面出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为（）A．1．2 B．1.4 C．1.6 D．1.8【答案】A【详析】画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示全反射的条件由几何关系知联立解得故A正确，BCD错误.故选A.32．（2021·海南·高考真题）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（）A．在边的折射角为B．在边的入射角为C．不能从边射出D．不能从边射出【答案】C【详析】A．光线从O点入射，设折射角为，由折射定律有解得即该束单色光在边的折射角为，故A错误；B．设边长，则，作出光路图如图所示。由几何关系可知光在边的入射角为，故B错误；C．设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C，有即，而光在MN边的入射角大于，所以光在MN边发生全反射，不能从边射出，故C正确；D．根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点时的入射角为30°，小于全反射临界角，所以光在B点折射出玻璃砖，故D错误。故选C。33．（2021·辽宁·高考真题）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（）A．频率小，发生全反射的临界角小B．频率大，发生全反射的临界角小C．频率小，发生全反射的临界角大D．频率大，发生全反射的临界角大【答案】C【详析】由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由全反射可知折射率越小发生全反射的临界角越大。故选C。考点02光的干涉、衍射和偏振34．（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（

）A．条纹间距不变，亮度减小 B．条纹间距增大，亮度不变C．条纹间距减小，亮度减小 D．条纹间距不变，亮度增大【答案】A【详析】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时，，，均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。故选A。35．（2025·北京·高考真题）下列现象属于光的衍射的是（）A．雨后天空出现彩虹 B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D．水中的气泡看上去特别明亮【答案】B【详析】A．雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意；B．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意；C．肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意；D．水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。故选B。36．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为的蓝色激光和波长为的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为，双缝到屏的距离为，则屏上（

）A．蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹B．蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小C．距中央亮条纹中心处蓝光和红光亮条纹中心重叠D．距中央亮条纹中心处蓝光和红光亮条纹中心重叠【答案】BC【详析】A．蓝光与红光频率不等，不能发生稳定干涉形成条纹，故A错误；B．根据相邻干涉条纹间距公式，由于蓝光的波长较短，故蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小，故B正确；CD．蓝光的相邻干涉条纹间距为红光的相邻干涉条纹间距为要使蓝光和红光亮条纹中心重叠，可知，，可知当时，满足条件；当，不满足条件；故C正确，D错误。故选BC。37．（2024·广西·高考真题）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l，，镜面与光屏垂直，单色光波长为。下列说法正确的是（）A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为C．若将整套装置完全浸入折射率为n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，则该液体的折射率为【答案】AD【详析】AB．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故A正确，B错误；C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，光的频率不变，根据其中c为在真空中的光速，则故C错误；D．若将整套装置完全没入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为，根据条纹间距公式有可得结合C选项的分析可知所以故D正确。故选AD。38．（2024·山东·高考真题）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b、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（）A．滚珠b、c均合格B．滚珠b、c均不合格C．滚珠b合格，滚珠c不合格D．滚珠b不合格，滚珠c合格【答案】C【详析】b与a位于同一条干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度相同，则滚珠b与标准滚珠a直径相等，所以合格；c与a位于不同干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度不同，则滚珠c与标准滚珠a直径不相等，所以不合格。故选C。39．（2024·湖南·高考真题）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，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（）A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动【答案】BC【详析】CD．根据题意画出光路图如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′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S′的距离为d，则d=2aS到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式可得则若θ=0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面镜，对l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；AB．同理再次画出光路图有沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→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AO向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。故选BC。40．（2024·辽宁·高考真题）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．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【答案】A【详析】由于干涉条纹间距，可知：A．换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A正确；B．换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距变大，故B错误；C．增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C错误；D．减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。故选A。41．（2023·山东·高考真题）如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C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．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【答案】A【详析】由题知，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。故选A。42．（2023·江苏·高考真题）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（

）

A．倍 B．倍 C．2倍 D．3倍【答案】B【详析】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有由题图知x乙=2x甲则故选B。43．（2022·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（

）A．用复色光投射就看不到条纹B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大【答案】B【详析】A．用复色光投射同样能看到条纹，A错误；B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，B正确；C．由条纹间知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条纹，C错误；D．由条纹间知，且λ蓝<λ红，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，D错误。故选B。44．（2022·山东·高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（）

A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹【答案】ACD【详析】A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；B