2026年高考物理终极冲刺：专题15 光学（抢分专练）（原卷版）

1/7专题15光学【命题解读】光学部分多以选择题形式出现，有时也以计算题（或实验题）的形式考查，一般每年都考，选择题主要考查学生对光学现象（光的干涉、衍射等）原理的理解，计算题主要考查用数学知识解决几何光学问题（折射、全反射等）。【命题预测】2026年高考主要还会考查光的折射定律和全反射的知识，因涉及光路图，需要用数学知识解答，对于光的干涉的题目出现的频次有所增加，需要考生有所重视，题目的情境从“直接给出光路特点，边角关系，向”将已知条件放在实际情境中进行过渡，更深层次考查学生的阅读能力，理解能力，从“解题”向“解决问题”进行转变。题型01光的折射1．（2026·河北石家庄·一模）高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（）A． B．C． D．2．（2026·安徽·一模）布儒斯特角是由英国物理学家大卫·布儒斯特于1815年发现的。布儒斯特角在光学、电子学、声学等领域都有广泛的应用。当光从空气中以某一入射角射入介质时，反射光与折射光互相垂直，这个角度就叫布儒斯特角。某介质的折射率为，其布儒斯特角为（

）A． B． C． D．3．（2026·贵州·模拟预测）为了提高光刻机的分辨率，可在光刻机透镜组与焦平面之间充入超纯水，从而改变激光的波长和偏折角度。当透镜组与焦平面之间的介质是空气时，从透镜组一侧射入光线，入射角为，折射角为，如图所示。该光在空气中的波长为，将空气的折射率视为1。若在光刻机透镜组与焦平面之间充入超纯水，超纯水折射率为n，保持折射角不变，入射角变为，则（）A．该光在超纯水中的波长大于 B．该光在超纯水中的波长小于C． D．4．（2026·云南昭通·二模）水晶球可以起到装饰和美化环境的作用。现有一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图甲所示。如图乙所示，“水晶球”的直径为15cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点、。用激光沿平行直径方向照射“水晶球”，发现当激光射到“水晶球”上的点且入射角时，激光在球内经过一次反射后恰能从点再次平行直径从“水晶球”射出。已知光在真空中的传播速度为m/s。下列说法正确的是（）A．该“水晶球”的折射率为B．光线经过一次折射对应的折射角为C．光在“水晶球”中的传播时间为sD．若仅换用波长较短的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大5．（2026·江西·一模）人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体OO′共轴，平行光束宽为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，汇聚在轴线上的P点，其中夹角α=30°，折射率为，则平行光束的宽度D为（示意图未按比例画出）（）A． B．C． D．6．（2026·江西·二模）当一束光的反射光与折射光垂直时，对应的入射角称为布儒斯特角。布儒斯特角通过控制光的偏振态，在需要高精度偏振控制或低反射干扰的场景中发挥关键作用。如图所示，截面为矩形的玻璃砖的厚度L=3cm，若某波长为λ的单色光从上表面射入，入射角i=60°，反射光与折射光刚好垂直。已知普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，求：(1)该单色光的能量子ε的值（用λ、h、c表示）；(2)该玻璃砖的折射率n；(3)从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移距离d。题型02光的折射与全反射综合问题7．（2026湖南长沙·模拟）小雅同学在家中发现小时候玩的玻璃半球镇纸，于是取出玻璃半球镇纸并利用所学的光学知识来探究该玻璃半球的光学性质。他将玻璃半球放在透明薄玻璃板（厚度不计）上，用铅笔画出其底面圆的轮廓并记录了圆心和半径，然后将玻璃半球重新放于所画的圆内。玻璃半球面最高点为，光速在真空中的传播速度为。实验一：用激光笔（可发出细光束）从图中截面圆上任一方向正对点发射光线，发现光线与直线成角时，底面刚好无光线射出。实验二：用激光笔在底面从距离点的点向半球面上任意一点发射光线。不考虑光线在玻璃球中的多次反射，下列说法正确的是（）A．光线在玻璃球中的速度为B．该玻璃半球的折射率为2C．实验一中，在截面圆上看到所有亮度最大的光点所占的弧长为D．实验二的所有光线中，在玻璃半球中传播的最长时间为8．（2026·四川凉山·二模）中空玻璃具有隔热、隔音、节能、防结露等优势，在建筑和交通领域有广泛应用。某特种双层中空玻璃窗由两层厚度均为6mm的玻璃片和中间的空气层（可视为真空）组成。一束单色光以入射角i=60°从空气斜向下射入竖直方向的左层玻璃片，最终从右层玻璃片射出。已知该单色光在此玻璃中的折射率为n=1.5，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s。下列说法正确的是（）A．该光线在左层玻璃片中传播的时间为B．若增大入射角，光线有可能在左层玻璃片的右表面发生全反射，不会到达右层玻璃片C．若换用折射率更大的单色光沿着原路径入射，在左层玻璃片的出射点相对于入射点偏移的竖直距离会减小D．若换用折射率更大的单色光沿着原路径入射，光在空气层中的传播时间会减少9．（2026·浙江宁波·二模）某种柱状透明工艺品的截面形状如图所示，、为夹角的平面，底部为半径为的一段圆弧，其对应的圆心角也为，圆心在的角平分线延长线上。一束单色平行光沿与面成角的方向斜向下射向面，经折射进入该柱状介质内，已知介质折射率为，不考虑二次反射。要使底部弧面没有光线射出，面应该至少盖住的距离为（

）A． B． C． D．10．（2026·重庆渝中·模拟预测）如图所示，三棱镜的截面为等腰直角三角形，其底边水平，。一束平行于边的光线射到边上的某点，光线经底边反射后从边上点（图中未画出）射出，不考虑多次反射光线。已知该棱镜的折射率，真空中的光速为。下列说法正确的是（）A．无论等于多少，出射光线一定不平行于入射光线B．从间不同点入射的光在棱镜中传播时间不同C．当时，从射出的点距离点距离为D．当时，光在棱镜中运动的时间为11．（多选）（2026·福建·模拟预测）如图所示，“液导激光”是一项新型的激光加工技术，其原理是利用稳定的液柱引导激光，通过全反射实现激光传输。已知液柱的折射率为n，激光从液柱射向空气时发生全反射的临界角为C，则（）A．临界角C满足B．若改用折射率更大的某种液体，临界角将变小C．激光在液柱中传播时的频率与空气中的不同D．改用频率更低的激光沿原来方向照射也一定能实现“液导激光”12．（2026·山东淄博·一模）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图所示，样品P等效为点光源，上面盖以盖玻片。半球形物镜的球心恰好位于样品正上方，物镜下表面与盖玻片上表面平行，它与盖玻片间有一层空气。从样品P所发出的光线经盖玻片上表面折射至空气时，入射角为。已知物镜、盖玻片的折射率均为，盖玻片厚度为，物镜半径为，不考虑光的多次反射。(1)为使样品发出的光能离开盖玻片上表面射入空气，求应满足的条件；(2)若，沿PO方向上下调节物镜与盖玻片间的距离，使光在物镜球面上恰好发生全反射，求物镜与盖玻片间的距离。13．（2026·河南濮阳·一模）某公园的圆桶形景观水池的半径为，在池底的中心有一个点光源，点亮后刚好能将整个水面照亮，已知水对光的折射率为，求：(1)池中水的深度；(2)将点光源移到池底的边缘时，水面照亮区域的面积。14．（2025·陕西西安·二模）为了增强鱼缸的视觉效果，可以在缸内安装LED灯带，灯带工作时，缸内的光线分布会发生变化，使整个鱼缸呈现出绚丽多彩的光影效果。一个长方体玻璃鱼缸的棱AB、和AD的长度分别为30cm、50cm和100cm，在鱼缸内紧贴棱BC安装一灯带PQ，灯带可发出某种单色光，灯带左端点P距B点的距离为40cm，右端点Q恰好位于C点，将该鱼缸内装满某种透明液体，液面正好与鱼缸上表面相平。打开灯带后，灯带上左端点P发出的光恰好在A点发生全反射，鱼缸玻璃的厚度可以忽略不计，灯带可看作一线光源，，，求：(1)该液体的折射率n；(2)从鱼缸上面观察液体表面上能被光带照亮的面积S（π取3）。题型03光的干涉、衍射和偏振15．（2026·江苏南京·一模）将铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的肥皂膜，竖直放置时观察到彩色条纹如图所示。彩色条纹的形成原因和变化情况是（）A．彩色条纹是太阳光衍射形成的B．彩色条纹是太阳光折射形成的C．随着肥皂水向下流动，肥皂膜上端的彩色条纹会逐渐向下移动D．随着肥皂水向下流动，肥皂膜的彩色条纹会逐渐变为上密下疏16．（2026·重庆渝中·模拟预测）如图所示，摄影师利用微距相机透过微距镜头可以拍摄到形状各异的雪花图像，图像中有一种彩色雪花，该雪花内部有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情景中与雪花呈彩色花纹原理相同的是（

）A．光导纤维内芯和外套的材料选择B．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹C．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹D．看立体电影需要戴上特殊眼镜17．（2026·河北保定·一模）某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.25的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对人眼和感光物质敏感的黄绿光（真空中波长为555nm）产生极大的透射，薄膜的厚度最小为（）A．55.5nm B．111nm C．138.75nm D．222nm18．（2026·福建厦门·二模）在进行光学实验时，用光传感器测量光屏不同位置的光照强度，可以更好地研究光的传播规律。a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置、同一单缝衍射装置后，利用光传感器得到四幅光屏上不同位置的光照强度分布图像，已知两束光的波长关系为，每幅图像中相邻两虚线之间的距离相同，则a光通过双缝干涉装置后得到的光照强度与位置关系的图像为（）A． B． C． D．19．（2026·辽宁·一模）蓝莓的果皮里并没有蓝色色素，之所以呈现为蓝色是由于蓝莓表面有一层蜡质结构层。蓝光在蜡质结构层（可视为一层薄膜）里、外两个表面的反射光干涉加强。已知蓝光的频率为v，蜡质结构层的折射率为n，光在真空中的传播速度大小为c，不考虑半波损失，则蓝莓表面的蜡质结构层厚度可能为（）A． B． C． D．20．（2026·天津红桥·一模）现阶段我国在光学和量子通信领域处于世界领先水平，下列有关说法正确的是（）A．图1中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮B．图2为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小C．图3所示的雷达测速利用了康普顿效应D．图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由薄膜干涉现象引起的21．（多选）（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）用甲图所示的装置可以检测微小的温度变化。平凸透镜放在固定框架上，平整玻璃板固定在金属柱上，平凸透镜和玻璃板间留有空气隙。用波长为的激光从上方垂直于玻璃板照射，可观察到“牛顿环”干涉图样如乙图。当环境温度变化时，因为热胀冷缩效应金属柱的高度会有微小变化而其他部分的尺寸变化可忽略不计，于是干涉图样将发生相应变化。下列说法中正确的是（）A．当环境温度升高时，干涉图样中的环形条纹将向外移动B．当环境温度升高时，干涉图样中的环形条纹将向内移动C．若从图样中心新产生10个完整亮纹，则金属柱的高度变化了D．若从图样中心新产生10个完整亮纹，则金属柱的高度变化了22．（2026·河北·一模）生物膜干涉技术基于光的干涉现象，原理如图所示，光源发出的光沿光纤传导至传感器探头顶端，探头表面包覆一层光学膜（可固定配体），当光照射到光学膜时，会在前后两个界面发生反射，两束反射光叠加形成干涉光谱，仪器通过监测光谱变化分析分子与光学膜的结合情况。已知与膜结合的分子增大、分子与膜的结合位点增多，均会使膜增厚。初始时光学膜的厚度为300nm，不同可见光所对波长范围如下表，若各种光的强度相同，膜的最大厚度为600nm，膜的折射率略小于1.1，则（）颜色红橙黄绿青蓝紫波长/nm630~760600~630570~600500~570450~500430~450400~430A．初始时，仪器检测到反射光强度最大的一定是橙光B．膜上某处有分子结合，仪器可能检测到红光强度逐渐增大C．青光强度最大位置的膜的厚度一定小于绿光强度最大位置的厚度D．膜上可能存在一位置，使所有色光在该位置的反射光均强度最大23．（2026·北京朝阳·一模）“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，在测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该条纹定为第1亮条纹，读数记为x1；然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图所示，读数记为x2，则x2=__________mm。若已知双缝间的距离为d，双缝到光屏间的距离为L，由此计算光的波长表达式为λ=_________（用题中字母表示）。1．（2026·广东深圳·模拟预测）如图（a）所示为单缝衍射示意图，如图（b）所示为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样。下列说法正确的是（）A．在同种均匀介质中，乙光的波长较长B．在同种均匀介质中，甲光的传播速度较小C．用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多D．当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射2．（2026·安徽安庆·二模）光导纤维的导光原理基于光的全反射，其应用涉及通信、传感、照明、成像等多个领域。如图一段光导纤维弯成半圆形，外半径为，内半径为R。一细束单色光垂直于光导纤维的端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射。已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（）A．光导纤维对该单色光的折射率为B．光导纤维对所有色光的折射率均为C．该单色光在光导纤维中传播的时间为D．该单色光在光导纤维中传播的时间为3．（2026·广东江门·一模）冰雕展上，右侧面竖直的冰墙内装有LED光源S可视为点光源。实验小组想测量冰的折射率n，设计了如下实验：如图所示，光源S到冰墙右侧面的距离为，将半径为R的圆形遮光片贴在右侧墙面上，圆心正对光源S，发现在距右侧墙面距离为处的屏上黑影半径为2R。则冰的折射率n为（）A． B． C． D．4．（2026·黑龙江双鸭山·一模）宝石切工决定价值，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。某宝石的剖面简化如图，一束复合光斜射到宝石的AB面上，经折射后分成a、b两束单色光从CO面上射出，则下列说法正确的是（）A．宝石对a光的折射率比b光的小B．宝石中a光的传播速度比b光的大C．b光从空气进入宝石，频率变低D．逐渐减小光斜射到AB面上的入射角，从CO面射出的光线中a光先消失5．（2026·四川成都·二模）某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上，其横截面如图乙所示，1、2分别为玻璃柱体的上、下表面，3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面，下列说法正确的是（）A．干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的B．从上向下，能看到明暗相间的条纹，且内环疏外环密C．从上向下，能看到干涉图样是左右不对称的D．若干涉图样在某个位置向中间弯曲，表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起6．（多选）（2026·四川内江·二模）如图所示，为某均匀透明光学元件上断裂的一个角的截面图，为断面，点位于边上。一束激光与边的夹角为，从点射入元件，当时，光线恰好没有从右侧面射出（不考虑光线射入断面并反射的情况），已知光在真空中的传播速度为。下列说法中正确的是（）A．该光学元件的折射率为B．该激光在元件中的传播速度为C．当时，光线可以从面射出D．适当改变的大小，激光可能在边发生全反射7．（多选）（2026·湖北黄冈·二模）照相机镜头表面镀有一层厚度均匀的氟化镁薄膜，利用薄膜干涉减弱反射光、增强透射光。已知可见光中对成像影响最大的绿光在氟化镁薄膜中的波长为，同种光对氟化镁薄膜的折射率小于对镜头玻璃的折射率。下列说法正确的是（）A．光从氟化镁薄膜进入镜头玻璃时，不可能发生全反射B．该增透膜对所有波长的可见光都有增透效果C．薄膜干涉的两束相干光是氟化镁薄膜前后两个面的反射光D．为实现绿光的相消干涉，薄膜的最小厚度应为8．（多选）（2026·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示为半圆柱形玻璃砖的截面图，为其过圆心的对称轴。关于对称的两束单色细光束a、b从空气垂直射入玻璃砖的上表面，出射光线交于P点。已知光束a、b均由氢原子能级跃迁而产生。下列说法正确的是（）A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角C．a光在玻璃砖中的传播时间大于b光的传播时间D．产生a光的跃迁能级差小于产生b光的跃迁能级差9．（多选）（2026·四川德阳·二模）在夏天，由于天气炎热会使道路表面上方的空气不均匀，离地面越近，折射率越小，在合适的条件下有可能观察到“海市蜃楼”现象。地面附近的空气中，光的可能传播路径为（）A． B．C． D．10．（多选）（2026·天津·一模）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（

）A．在玻璃砖中的传播速率a光小于b光 B．在玻璃砖中a光的波长大于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D．若增大光束的入射角，a光先消失11．（多选）（2026·广东广州·模拟预测）“莫泽灯”不用电就能将屋内照亮，堪称零成本！“莫泽灯”的制作方法是在透明塑料瓶中装满水并加入少量漂白剂，然后将瓶子固定在屋顶的孔洞中，屋外的光线通过多次折射，可实现屋内照明。其原理简化图如图甲所示，一束单色光以入射角从竖直瓶壁上的点射入瓶内，以折射角进入瓶内液体中，直射到点，点距点所在水平面高度为，俯视图如图乙所示。已知瓶身直径为，光在真空中的传播速度为，忽略瓶壁厚度，下列说法正确的是（）A．液体的折射率为B．光从瓶中点射入屋内的折射角大于C．光在瓶内传播的时间为D．若增大入射角，光在瓶内可能会发生全反射12．（2026·福建泉州·三模）“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。(1)双缝挡光片应该是图甲中__________（填“”或“”）。(2)光源有红光和绿光两种，其中红光在计