2026 年新高考物理光学专项突破试卷（附答案可下载）

2026年新高考物理光学专项突破试卷（附答案可下载）考试时间：75分钟满分：100分（本卷聚焦光学核心考点，涵盖光的反射、折射、全反射、光的干涉、衍射、偏振、电磁波，针对性突破高分难点）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于光的反射与折射，下列说法正确的是（）A.光的反射定律只适用于镜面反射，不适用于漫反射B.光从空气斜射入水中时，折射角一定大于入射角C.光的折射现象中，光路是可逆的D.反射光线与折射光线一定垂直于入射光线2.关于全反射现象，下列说法正确的是（）A.全反射现象是光的折射现象的特例，只发生在光从光疏介质射入光密介质时B.发生全反射时，折射光线完全消失，反射光线的强度与入射光线强度相等C.光从水射入空气时，临界角随入射角的增大而减小D.光纤通信利用了光的全反射原理，光纤的内芯折射率大于外套折射率3.关于光的干涉现象，下列说法正确的是（）A.光的干涉现象说明光具有粒子性B.双缝干涉实验中，相邻两条亮纹的间距与光的波长成正比C.两列频率不同的光也能发生稳定的干涉现象D.薄膜干涉中，干涉条纹的间距与薄膜的厚度无关4.关于光的衍射与偏振，下列说法正确的是（）A.光的衍射现象说明光沿直线传播的规律是绝对的B.泊松亮斑是光的衍射现象的典型实例C.自然光通过偏振片后成为偏振光，偏振光不能再通过另一偏振片D.光的偏振现象说明光不是横波5.关于电磁波，下列说法正确的是（）A.电磁波是纵波，能在真空中传播B.电磁波的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大C.红外线、可见光、紫外线、X射线都是电磁波，它们的频率依次增大D.电磁波的能量只与频率有关，与振幅无关6.一束单色光从空气射入某种介质，入射角i=60°，折射角r=30°，则该介质的折射率n和光在该介质中的传播速度v分别为（已知光在真空中的速度c=3×10⁸m/s）（）A.n=√3，v=√3×10⁸m/sB.n=√3/3，v=√3×10⁸m/sC.n=√3，v=1×10⁸m/sD.n=2，v=1.5×10⁸m/s7.关于光学仪器的成像原理，下列说法正确的是（）A.平面镜成正立、等大的实像，成像原理是光的反射B.凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像C.照相机的镜头是凸透镜，成像时物距大于2倍焦距D.放大镜的镜头是凹透镜，成正立、放大的虚像二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。8.关于光的本性与传播，下列说法正确的是（）A.光既具有波动性，又具有粒子性，是一种概率波B.光在同种均匀介质中沿直线传播，在不均匀介质中不沿直线传播C.光的波长越长，波动性越明显；波长越短，粒子性越明显D.光在介质中的传播速度一定小于在真空中的传播速度9.关于光的干涉与衍射的区别与联系，下列说法正确的是（）A.干涉和衍射都是光的波动性的表现形式B.干涉条纹是等间距的，衍射条纹是不等间距的C.只有相干光才能发生干涉，任何光都能发生衍射D.干涉和衍射现象中，光的传播方向都发生改变10.关于电磁波的应用与性质，下列说法正确的是（）A.无线电波可用于通信，红外线可用于遥感和加热B.紫外线具有荧光效应，可用于验钞和消毒C.γ射线的穿透能力最强，可用于医学上的放疗和工业探伤D.电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，且传播方向与电场、磁场方向都垂直三、实验题：本题共2小题，共18分。解答应写出必要的文字说明、实验步骤和重要演算步骤。11.（8分）某同学利用双缝干涉实验装置测量单色光的波长，实验装置如图所示，已知双缝间距d=0.2mm，双缝到光屏的距离L=1.0m。实验步骤如下：①调节光源、滤光片、单缝、双缝，使它们的中心在同一条直线上，且单缝与双缝平行；②打开光源，在光屏上出现清晰的干涉条纹后，用测量工具测量相邻两条亮纹中心的间距Δx；③改变测量位置，多次测量Δx，求其平均值；④根据双缝干涉条纹间距公式计算单色光的波长λ。请回答下列问题：（1）实验中，滤光片的作用是________，单缝的作用是________。（4分）（2）若多次测量得到相邻亮纹间距的平均值Δx=2.5mm，则该单色光的波长λ=________m。（2分）（3）实验中，若增大双缝到光屏的距离L，干涉条纹的间距Δx将________（填“变大”“变小”或“不变”）。（2分）12.（10分）某同学用插针法测定玻璃的折射率，实验装置如图所示，主要步骤如下：①将玻璃砖放在白纸上，用铅笔描绘出玻璃砖的轮廓abcd；②在ab边外侧插两枚大头针P₁、P₂，确定入射光线；③从cd边外侧观察P₁、P₂的像，插两枚大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃及P₁、P₂的像，确定出射光线；④移去玻璃砖和大头针，连接P₁、P₂的连线交ab边于O点，连接P₃、P₄的连线交cd边于O'点，连接OO'即为光在玻璃砖内的折射光线；⑤用量角器测量入射角i（入射光线与ab边法线的夹角）和折射角r（折射光线与ab边法线的夹角），根据n=sini/sinr计算玻璃的折射率。请回答下列问题：（1）实验中，入射角i不宜过大，也不宜过小，原因是________。（2分）（2）若实验中，玻璃砖的cd边与ab边不平行，则测量结果________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。（2分）（3）该同学测量得到入射角i=45°，折射角r=30°，则玻璃的折射率n=________，光在该玻璃中的传播速度v=________m/s（光在真空中的速度c=3×10⁸m/s）。（4分）（4）实验中，若大头针P₁、P₂的间距过小，会导致________。（2分）四、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.（12分）一束单色光从空气射入某种玻璃介质，入射角i=45°，折射角r=30°，光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s，求：（1）该玻璃的折射率n；（2）光在该玻璃中的传播速度v；（3）光从该玻璃射向空气时的临界角C（结果保留两位有效数字）。14.（14分）如图所示，一个横截面为直角三角形的玻璃砖ABC，∠A=30°，∠C=90°，AC边长度为L=20cm，玻璃砖的折射率n=√3。一束单色光从AC边的中点O垂直射入玻璃砖，光在玻璃砖内传播，最终从玻璃砖的某一界面射出（不考虑光在玻璃砖内的多次反射）。求：（1）光在玻璃砖内的传播路径；（2）光从玻璃砖射出时的折射角；（3）光在玻璃砖内的传播时间（光在真空中的速度c=3×10⁸m/s）。15.（16分）如图所示，双缝干涉实验装置中，双缝间距d=0.15mm，双缝到光屏的距离L=1.2m，用某种单色光照射双缝，在光屏上得到间距均匀的干涉条纹。已知该单色光在真空中的波长λ=600nm，光在真空中的速度c=3×10⁸m/s，求：（1）相邻两条亮纹中心的间距Δx；（2）该单色光的频率f；（3）若将双缝间距减小为d'=0.1mm，其他条件不变，相邻亮纹间距变为Δx'，求Δx'与Δx的比值；（4）若保持双缝间距不变，将光屏向远离双缝的方向移动，干涉条纹的间距将如何变化？说明理由。参考答案与详细解析一、单项选择题1.C解析：光的反射定律适用于所有反射现象，包括镜面反射和漫反射，A错误；光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，B错误；光的折射现象中光路可逆，C正确；反射光线与入射光线垂直、折射光线与入射光线垂直是特殊情况，并非一定垂直，D错误。2.D解析：全反射发生在光从光密介质射入光疏介质时，A错误；发生全反射时，折射光线完全消失，反射光线强度略小于入射光线强度（存在能量损耗），B错误；临界角由介质和光的频率决定，与入射角无关，C错误；光纤内芯折射率大于外套，光在内外芯界面发生全反射，实现信号传输，D正确。3.B解析：光的干涉说明光具有波动性，A错误；双缝干涉条纹间距公式Δx=Lλ/d，相邻亮纹间距与波长成正比，B正确；稳定干涉需两列频率相同、振动方向一致、相位差恒定的光，C错误；薄膜干涉条纹间距与薄膜厚度有关，厚度变化越快，条纹越密，D错误。4.B解析：光的衍射说明光沿直线传播是近似规律，A错误；泊松亮斑是光的衍射现象，B正确；偏振光可通过偏振片（当两偏振片透振方向平行时），C错误；光的偏振说明光是横波，D错误。5.C解析：电磁波是横波，能在真空中传播，A错误；电磁波在真空中传播速度恒为c，与频率无关，B错误；红外线、可见光、紫外线、X射线频率依次增大，C正确；电磁波能量与频率和振幅都有关，D错误。6.A解析：折射率n=sini/sinr=sin60°/sin30°=√3，光在介质中速度v=c/n=3×10⁸/√3=√3×10⁸m/s，A正确。7.C解析：平面镜成正立、等大的虚像，A错误；凸透镜成实像时，物距大于2倍焦距成倒立缩小实像，物距在1~2倍焦距间成倒立放大实像，B错误；照相机利用物距大于2倍焦距成倒立缩小实像的原理，C正确；放大镜是凸透镜，D错误。二、多项选择题8.ABCD解析：光具有波粒二象性，是概率波，A正确；光在同种均匀介质中沿直线传播，不均匀介质中发生折射或弯曲，B正确；波长越长波动性越明显，波长越短粒子性越明显，C正确；光在介质中的速度v=c/n，n≥1，故v≤c，D正确。9.ABCD解析：干涉和衍射都是光波动性的表现，A正确；双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹中间宽、两边窄，不等间距，B正确；相干光是干涉的必要条件，任何光都能发生衍射，C正确；干涉和衍射中光的传播方向均发生改变，D正确。10.ABCD解析：无线电波用于通信，红外线用于遥感、加热，A正确；紫外线具有荧光效应和杀菌作用，可验钞、消毒，B正确；γ射线穿透能力最强，用于放疗和探伤，C正确；电磁波是横波，传播无需介质，传播方向与电场、磁场方向垂直，D正确。三、实验题11.（8分）（1）获得单色光；获得线光源（4分，每空2分）解析：滤光片过滤杂光得到单色光，单缝将点光源转化为线光源，保证双缝干涉的相干条件。（2）5×10⁻⁷（2分）解析：由Δx=Lλ/d，得λ=Δx·d/L=2.5×10⁻³×0.2×10⁻³/1.0=5×10⁻⁷m。（3）变大（2分）解析：由条纹间距公式，L增大时，Δx变大。12.（10分）（1）入射角过大易发生全反射，过小测量误差大（2分）解析：入射角过大，光在玻璃砖另一界面可能全反射无法出射；过小则量角器测量角度误差大。（2）不受影响（2分）解析：折射率由入射角和折射角决定，与玻璃砖两边是否平行无关。（3）√2；2.12×10⁸（4分，每空2分）解析：n=sini/sinr=sin45°/sin30°=√2，v=c/n=3×10⁸/√2≈2.12×10⁸m/s。（4）确定入射光线方向的误差变大（2分）解析：P₁、P₂间距过小，无法准确确定入射光线的传播方向，导致实验误差增大。四、计算题13.（12分）（1）由折射率公式n=sini/sinr，代入i=45°、r=30°，得n=sin45°/sin30°=√2≈1.41（4分）（2）光在玻璃中速度v=c/n=3×10⁸/√2≈2.12×10⁸m/s（4分）（3）临界角C满足sinC=1/n=1/√2，故C=45°（4分）14.（14分）（1）光垂直AC边射入，传播方向不变，到达AB边时入射角i=30°；计算临界角C，sinC=1/n=1/√3≈0.577，C≈35.3°，i=30°<C，不发生全反射，折射后从AB边射出（4分）（2）由折射定律n=sini'/sinr'，i'=30°，得sinr'=n·sini'=√3×sin30°=√3/2，故折射角r'=60°（5分）（3）光在玻璃中传播的距离s=(L/2)/cos30°=0.1/(√3/2)=0.2/√3m，传播时间t=