专项训练：光学【11大题型】解析版-2025-2026学年高二物理下册期末复习（人教版）

光学（11大题型）

题型归纳•内容导航T

题型1光的折射现象与折射定律题型7光的干涉及其应用（难点）

题型2不同色光在真空中的频率与波长关系（常考

题型8双缝干涉测■光的波长（重点）

点、重点）

题型3测量玻璃砖、液体等的折射率题型9光的衍射

题型4全反射的条件题型10光的偏振

题型几种光现象及其应用的辨析（常考点）；

题型5全反射的应用（常考点）11

题型6光的折射与全反射结合综合模型（常考点、重

点、难点）

［题型通关•靶向提分

题型一光的折射现象与折射定律（共3小题）

1.江西光学仪器厂在调试镜头组件时，如图（a）所示，矩形玻璃砖"〃平行于光屏P放置

于其上方，两束平行的同种单色光力、8斜射到玻璃砖的ad面，穿过玻璃砖下表面儿后，射在

光屏P上形成两个亮斑。由于设计需求，技术人员需将玻璃砖更换为更薄的同材质矩形玻璃砖

abed1,不考虑光在玻璃砖内的反射，其他条件和状态保持不变。更换后，光屏P二的两个亮

斑（）

C.位置右移，距离不变D.位置右移，距离变大

【答案】C

【详解】作出光路图，如图所示

1/33

光屏p

只减小玻璃砖的厚度，由于入射点右移，出射点也右移，则光屏P上的两个亮斑的位置右移;

由f入射角不变，折射角也不变，则光屏P上的两个亮斑之间的距离不变。

故选Co

2.（多选）如图，玻璃柱体的横截面是半径为火的四分之一圆，在截面48C的平面内，有一

束与力/?边平行、波长为4的单色光从圆弧4C入射，入射光线到力。边的距离/?=巫/?°已知

2

该光在玻璃柱体中的折射率〃=拉，不考虑光在玻璃柱体内的多次反射，下列说法正确的是

()

A.单色光在玻璃柱体中的波长为正2

2

B.单色光在玻璃柱体中的波长为上义

C.单色光从BC边射出的位置到3点的距离为即吟R

2

D.单色光从8c边射出的位置到8点的距离为（"一.）火

4

【答案】AC

【详解】AB.设该单色光的频率为了,则。=〃，八元/

又＞=：=联立解得方=日人故A正确，B错误。

2/33

CD.如图，画出光路图如下:

入射光线与48边的距离力=叱&，则。=45。

2

设光线在半圆柱内的折射角为由折射定律得〃=翳

V2

可得.々sin45°~1

J1Jsin/>=----------==—

ny[22

解得尸=30。

由几何关系可知。=180。-30。-45。=105。

设光从4c边出射的位置£点与4点之间的距离为x,则由正弦定理得T忘=一^

sin30°sin105°

乂sin1050=sin（60°+45°）=sin60’cos450+cos60°sin45°="；拒

解得x=（〃一应）”，故C正确，D错误。

2

故选Co

3.如图所示，一束单色光从空气斜射入某种透明介质中，入射点为。。实验者进行了如下操

作：①以。为圆心、H为半径画圆，该圆与折射光线交于8点；②过8作介质与空气分界面

的垂线BN,延长入射光线/0交8N于"点，测得。财的长度为小则透明介质对该单色光的

折射率〃为（）

【答案】B

3/33

【详解】根据折射定律，介质折射率〃=/

bin

由几何关系有sina・r=sina，R

可得折射率〃=",故选九

r

题型二不同色光在真空中的频率与波长关系（共3小题）

4.如图。BC。为半圆柱体玻璃的横截面，。。为直径，一束由单色光。和单色光6组成的复

色光沿力。方向从真空射入玻璃，单色光。从B点射出、单色光人从C点射出。则下列说法中

A.若。光为紫光，人光可能为绿光

B.在真空中，单色光a比单色光人传播速度更小

C.单色光。相较单色光人频率更小

D.单色光。从真空射入玻璃，波长变长

【答案】A

【详解】AC.由题图可知，复色光射入玻璃后，。光的偏折程度较大，则玻璃对。光的折射率

较大，单色光。相较单色光。频率更大，若。光为紫光，b光可能为绿光，故A正确，C错误;

B.在真空中，单色光。与单色光〃传播速度相等，均为光速c,故B错误；

D.单色光〃从真空射入玻璃，频率不变，波速变小，根据4=］可知，波长变短，故D错误。

故选Ao

5.如图所示，一束黄光和一束蓝光，从圆心。点以相同角度沿尸。方向射入横截面为半圆形的

玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知a=45。，4=60。，光速c=3x10*m/s,则

下列说法正确的是（）

4/33

A.PM是蓝光，PN是黄光

B.玻璃对PM光束的折射率为四

3

C.两束光穿过玻璃柱体所需时间

D.尸M光束在该玻璃中传播的速度约为2.1入1(/W人

【答案】D

【详解】A.由图可知，/W偏折程度较大，则PN的折射率较大，频率较大，所以尸N是是蓝

光，尸M是黄光，故A错误；

B.由折射定律得的折射率

〃=则竺3

sin30°

故B错误；

C.两束光在玻璃柱中的路程相同，由

一

n

可知

%>为

由

/=—R

V

得时间

“<<v

故c错误;

5/33

D.尸M光束在该玻璃中传播的速度

v=-=m/s«2.lx108m/s

nV2

故D正确。

故选Do

6.如图所示，由红、紫两种单色光组成的一束复色光由空气射入玻璃，折射后分成了光束。

和光束乩下列说法正确的是（）

A.。足红光，6是紫光

B.。光的频率大于6光的频率

C.在真空中。光的传播速度小于力光的传播速度

D.在真空中。光的波长等于力光的波长

【答案】B

【详解】AB.由图知，入射角相同时，。光的折射角更小，偏转程度更大，说明。光的折射率

更大，频率更大，。光为紫光，b光为红光，故A错误，B正确；

C.真空中。和b的传播速度相同，C错误；

D.根据

%。光的频率更大，可知，。光的波长更小，D错误。

故选Bo

题型三测置玻璃砖、液体等的折射率（共3小题）

7.如图甲所示，在做“测量玻璃的折射率〃实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，

描出玻璃茯的两个边和人人在玻璃砖的一侧插上两枚大头针［和6,然后在另一侧透过玻

璃砖观察，再插上大头针B、名，使R能挡住A和£、A的像，然后作出光路图，根据光路图

计算得出玻璃砖的折射率。

6/33

⑴关于此实验，下列说法中正确的是（）

A.若6、鸟的距离较大时，通过玻璃砖会看不到4、E的像

B.为减少测量误差，匕、々的连线与法线NM的夹角应尽量小些

C.为了减小作图误差，乙和E的距离应适当取大些

D.若或、A的连线与法线NN夹角较大时光线有可能在协画发生全反射

⑵若该同学在纸上画出的界面。优、仪/与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②、③所示,

其中①中用的是矩形玻璃砖，仍'界面与。。'平行但不靠近玻璃砖下表面，②中用的是梯形玻

璃砖，其他操作均正确，③中画出界面。优和人"后，不小心将玻璃砖向上平移了一些。忽略

其他因素引起的误差，则①中测得的折射率与真实值相比;②中测得的折射率与真实

值相比;③中测得的折射率与真实值相比o（均选填"偏大〃"偏小〃或”不变〃）

【答案】⑴C

⑵偏小不变不变

【详解】（1）A.玻璃砖上下表面平行，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从另一侧表面

射出，折射光线不会在玻璃病的下表面发生全反射;即使6、6的距离较大，通过玻璃破仍然

可以看到4、鸟的像，故A错误；

B.为减少测量误差，入射角应适当大一些，即4、6的连线与法线的夹角应适当大一些,

故B错误；

c.为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，A和6的距离应适当取大些，故c正确；

D.玻璃砖上下表面平行，由几何知识可知，光线在上表面的折射角一定等于下表面的入射角,

根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，不可能在防而发生全反射，故D错误。

故选C。

（2）[1]①中测定折射率时，作出的折射光线如图a中虚线所示

7/33

实线表示实际光线，可见折射角偏大，根据折射定律可知，折射率将偏小；

⑵②中测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故②中测得的折射率与真实值相比

不变；

⑶③中画出界面〃屋和仍后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，如图所示b所示

b

由图及几何关系可知入射角、折射角均不变，即折射率不变。

8.某实验小组用两种方法来测量介质的折射率。如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖

直放置，再把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，让光从圆心。斜射入玻璃砖，通过角度可测量折

射率；如图乙所示，把圆形光具盘竖直放置一半在水中，力8是竖直直径，。。是贴着水面的水

平直径，让一束光在水槽内从圆心。射出水面，光线经过光具盘上的M、N两点，通过刻度尺

作图并测量长度可测量折射率。回答下列问题：

⑴对甲图，保持入射点。不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的折射角和入射角的大小,

多次实验的目的是,分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比（选

填〃是定值〃或〃不是定值〃）；

⑵对乙图，当做出完整的光路图后，过MM分别做力3的垂线，垂足分别为尸、。，用刻度尺

测量的长度，则水的折射率〃=o

8/33

【答案】（1）寻找普遍规律是定值

【详解】（1）[1]对甲图，多次实验的目的是寻找普遍规律。

⑵分析发现入射角的正弦与折射角的正弦之比是定值。

（2）设光具盘的半径为凡设入射角角3折射角为光路如图所示

cl

可得金广年,sin，二年

9.用圆弧状玻璃瓶做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的

一侧竖直插上两枚大头针4、鸟，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使々的像被6的像挡

住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针2和巴，使A挡住々和4的像，在纸上标出大头针位

置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中。为两圆弧圆心，在图中画出光路以及标注出入射

角i和折射角ro

yA0.8

(D0.6

0.4

0.2

BC

00.20.40.60.8sin

乙

⑴用所测物理量计算折射率的公式为〃=

⑵插大头针E符合要求的是,

只需要心挡住々的像

只需要乃挡住片和个的像

c.需要々挡住巴以及弓和心的像

9/33

⑶多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了

如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃砖的折射率〃=（结果保留两位有效数字）。

【答案】（1）亚

sinr

（2）C

（3）1.5

【详解】（1）入射角为「，疔射角为「，根据折射定律，用所测物理量计算折射率的公式为

sin/

n=———

sinr

（2）插大头针乙需要挡住6以及＜和吕的像，即保证四枚大头针在同一光路上，故选C。

（3）根据第一小问，折射率的表达式〃=皿

sinr

则sinz=nsinr

故sin/-sin/•图像的斜率表示疔射率,故〃=左=署=1.5

题型四全反射的条件（共3小题）

10.如图所示，扇形玻璃砖的半径为R、圆心角为90。，一束平行单色光垂直于玻璃砖的边

射入，圆弧Q上恰好一半区域内有光线射出。已知。点为圆弧前的中点，真空中的光速为J

不考虑光在玻璃砖内的多次反射，则（）

A.该单色光在玻璃砖中的折射率为6

B.该单色光在玻璃砖中的传播速度为巨c

2

C.在C点发生全反射的光从边射出的位置到力点的距离为

D.在。点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间为出

C

【答案】B

【详解】A.由几何关系可得，圆弧蕊部分无光线射出，圆弧於部分有光线射出，单色光恰

好在C点发牛全反射，可知全反射临界角为C=45。，由sinC=L可得折射率为”=_1=&,

nsinC

10/33

故A错误；

B.该单色光在玻璃砖中的传播速度v=£=*c,故B正确；

n2

C.设在。点发生全反射的光从04边射出的点为。点，根据几何关系有OO=HsinC=*R

则在。点发生全反射的光从。4边射出的位置到/点的距离为*/?="出火，故C错误；

22

_s_2/?cos45°_2R

D.在。点发生全反射的光在玻璃砖中传播的时间'故D错误。

~TC

故选Bo

11.如图，/4C为一直角棱镜，乙4=9,玻璃的折射率为〃，一束单色光垂直于43边入射后,

射至NC边时()

A.当sin。〉,时，只发生光的反射

n

B.当sin』J时,只发生光的折射

n

C.当时，同时发生光的反射和折射

n

D.当sin9<1时，只发生光的反射

II

【答案】A

【详解】当sing>sinC=」时,即"C,可知光线射到NC面时发生全反射；同理当sinJv4时,

nn

即B<C，光线射到4C面时既能发生光的折射，也能发生反射。

故选Ao

12.如图所示，玻璃砖上表面力8水平，下表面是以。为圆心、半径为R的圆弧，/力。8=120。,

M是48的中点。一束红光从下表面各处沿半径方向入射，从上表面出射后，与。川的交点为

P,已知玻璃砖对红光的折射率为右,不考虑光在玻璃砖内的二次反射，下列说法正确的是

()

11/33

A.e减小，PM长度减小B.光在玻璃砖中的波长比真空中长

C.上表面有光出射的区域长度为RD.若换成蓝光，上表面有光出射的区域更多

【答案】C

【详解】A.作出光路图，如图所示

根据折射定律有〃=的

sinr

联立可得sin/=nsin0=yf2sin0

可知当。减小时，sin。减小，则sinf,故，减小，则出射光线向上偏，即尸W长度变大，故A

错误;

B.设光的频率为/,光速为*在真空中的波长为4，在玻璃中的波长为4，速度为L因光

从玻璃到真空中，频率不变，则有/=F=F

/«=->!

V

联立可得4>4,故B错误；

C.设光在玻璃中的。点发生全反射的临界角为C,则有sinC=L="

n2

解得。=45。

作出光路图，如图所示

12/33

根据光路图可知，在/〃之间有光线射出的长度为QM的长度，由几何知识可知

NZ）OA/=C=45°

故直角三角形OMQ中，根据几何关系可得0M=OMtanC

在直角三角形0M4中，斜边。4=R,Z/iOM=1x120°=60°

根据几何关系可得OM=OAos6（T=g

联立可得。河=?

同理在之间也存在同样一段长为?的区域有光射出，故上表面有光出射的区域长度为

L=g+g=R,故C正确；

D.若换成蓝光，其折射率"更大，根据sinC=4

n

蓝光的全反射角C'更小，根据OM=OMtanU

则上表面有光出射的区域长度为匕=20MtanC

其中。

可得〃=HtanC

可知〃变短，所以上表面有光出射的区域更少，故D错误。

故选Co

题型五全反射的应用（共3小题）

13.如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究

发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面

垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（）

13/33

vz

甲乙

A.光的折射B.光的全反射C.光的干涉D.光的衍射

【答案】B

【详解】光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮。

故选Bo

14.如图是一段长为2的直线光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色

光的折射率为〃，光在真空中传播速度为外

⑴该单色光在光纤中传播的最短时间（为。

⑵该单色光在光纤中传播的最长时间，2为O

⑶若光纤对该单色光的折射率〃=0，当该单色光以入射角;45。从左端面射入，求此单色光

从左端面传播到右端面所用的时间“为o

【答案】（1）或

c

（2）-L

c

⑶等

【详解】（1）当光线垂直于左侧面入射时，光传播的路径最短打，

由〃=£

V

光在光纤传播的最短时间为4=二=些

VC

（2）光线恰好在侧面发生全反射时，则sinC=，

n

光在光导纤维内传播的距离w

sine

则传播的最长时间八=迨=必

vc

14/33

（3）若光纤对该单色光的折射率〃=&,当该单色光以入射角/=45。从左端面射入时根据

n=-s-in--4-5--

sinr

则光线在端面上入射时的折射角为130。

则光线在光导纤维内传播的距离与=—^77

cos30

传播时间G=%=半▲

v3c

15.光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同,

光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中，正确的是（）

A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

B.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大

D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大

【答案】A

【详解】AB.光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，故A正确，B错

误；

CD.波长越短的光，频率越大，折射率越大，根据^

n

可知频率越大的光在光纤中传播的速度越小，故CD错误。

故选A。

题型六光的折射与全反射结合综合模型（共6小题）

16.现有一束单色光，从一直角棱镜的45边上的。点处，以45。的入射角射入棱镜，光线传播

到BC面时恰好发生全反射。已知8、。间的距离为£,真空中光速为J求：

15/33

⑴该棱镜材料的折射率〃；

（2）单色光在棱镜中从力点到第一次到达4c面所需要的时间。

【答案】（1）乎

【详解】（1）光线在棱镜在面的折射角为「，根据折射定律可得〃=丝巴

sin/-

光线在进入棱镜后，在8C边刚好发生全反射，此时的入射角为。，有sin〃=sinC=，

n

由几何关系可知，+，,='，sinr2+cosr2=l

联立可得〃二逅

2

（2）单色光在棱镜中的传播速度为匕Wv=-

n

单色光在棱镜中传播的路径长度为$,有s=&=百L

sinr

则单色光从。点到8C边所需要的时间为y1逑£

v2c

17.（多选）某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中

心安装了一个颜色可调光源S。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。己

知壬方体棱长为真空中光速为。。若只考虑第一次到达表面的光线，则（

A.透明材料对该红光的折射率为年

B.该红光从玻璃砖射出的最长时间为右心

C.若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆

D.若透明材料对某色光的折射率为行时，玻璃砖表面透光区域总面积为/

【答案】AD

【详解】A.由题意知，射向正方体顶点的红光恰好发生全反射，入射角等于临界角，根据几

16/33

何关系可知，sin八竟冷邛

透明材料对该红光的折射率为〃=一==坐，故A正确;

smC2

B.该红光从玻璃砖顶点射出时，在玻璃碗内传播的路程最长，所用时间最长，传播的路程为

VF+F+F®

s=-----------=----

22

_C_C_瓜

该红光在玻璃砖内的速度为"7=近"亍’'

我J-

则该红光从玻璃砖射出的最长时间为，=:看=等

故B错误;

C.若光源发出光的频率变大，则玻璃砖对这种光的折射率变大，临界角变小，则每个面都会

有一部分光不能射出，若光的频率足够小，每个面透光区域的形状为圆形，否则每个面透光区

域的形状如下图阴影部分所示，不可能是椭圆，故C错误；

D.若透明材料对某色光的折射率为&时，则sinG」=4<sin45o二号

32

则G<45。，tanC.=^

故每个面透光区域的形状为圆形，圆的半径为&=《tanC=葭显=皇

2224

玻璃砖表面透光区域总面积为S-64*-6乃/冬］-4^L2,故D正确。

故选AD。

18.玻璃砖的横截面由直角三角形48。部分和一圆8C。部分组成，4=30。，上为8。的中点,

一单色平行光束垂直8。面射入，在圆弧。。上有三分之一的区域有光线射出，已知圆的半径

为/?,光在真空中的传播速度为c,求：

17/33

⑴玻璃砖的折射率〃；

⑵光从E点入射到第一次到达力。面所经历的时间（可用根式表示）。

【答案】⑴2

口、7&6n

3c

【详解】（1）如图所示

____81J1,

C\

根据题意可得，=60°

所以。=90。-0=30。

所以〃一.「一2

sinC

（2）作出光路图，如图所示

__________G，81yvD

C\

lo

根据几何关系可得cosa=/__L

R2

所以a=60。

所以£F=Rsina=巫R,G尸=2Rcos30。=6夫，/

\G=AB-R=--——R=(>/3-\)R

2tan30°

所以GH=力C=（［_正/

2cos3003

18/33

所以光从E点入射到第一次到达AC面所经历的时间为

EF+GF+GH

v£3c

2

19.实验小组利用三棱镜和水晶球控制光路。如图所示，单色光从力8边的中点〃垂直48边

射入三棱镜，在。点恰好发生全反射后从E点射出，接着从厂点平行直径NOG射入半径为R

的水晶球，最后从G点射出。已知NW=NC=45。，48=£E=L，水晶球的折射率是三棱镜折射

率的芈倍，光在真空中的传播速度为°,求：

(1)水晶球的折射率；

⑵单色光从历点传播到G点所用的时间。

【答案】⑴L6

⑺(收+1)£।64H

c25c

【详解】(1)光在。点恰好发生全反射，则有sin45o=:

解得、=V2

水晶球的折射率为丐=孚勺=1.6

(2)光在尸点发生折射时，则有〃2=吟=28$夕

sint/

光在水晶球中的传播速度为岭=^

〃2

光在水晶球中的传播时间为4=隼逆=券

光在三棱镜中的传播速度为匕=7

n\

19/33

光在三棱镜中的传播时间为「光2J=£

单色光从M点传播到G点所用的时间为”/人+八=仁业+空

20,2025年2月，中国科学院兰州物化所研发出氮化硅负折射率超材料。负折射率材料的折

射率小于零，光线从空气进入该材料后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，此时折射角取

负值。如图所示，科研人员将光线从折射率为〃=-正的长方形材料44边中点£射入，折射

2

后在8c边的中点尸处恰好发生全反射，最后从。。边的中点G处射出。己知N8边长度为

4=2cm,真空中的光速为c=3xl0*m/s。提示：角度和折射率取绝对值进行计算。求：

A------------------------------\D

(1)BC边的长度4。

⑵光线射入材料时的入射角

⑶光线在材料中传播的时间/o

【答案】(l)4cm

(2)30°

(3)1.67xlO-,os

【详解】(1)如图

A-------------------------------\D

光线在8C边中点尸处恰好发生全反射，则有siny=|

根据几何关系，可得sin，=

联立并代入数据解得4=4cm

ZU/»

(2)根据几何关系,可知夕+夕=90。

根据折射定律有同=需

代入数据解得。=30。

(3)根据同=(

光在材料中传播的路程户缶

s111r

光在材料中传播的时间t=-

V

代入数据解得，=$10-1°s«1.67xl0-,os

21.汽车激气大灯的前照灯通常需要透镜(近似看作半球形玻璃砖)才能达到更好的照明效果，

以保证行车安全。有同学利用废旧大灯的前照灯做了以下实验，前照灯为半径为12cm的半球

形玻璃砖，将其底面放置在水平桌面上，图乙为前照灯过圆心。的竖直截面，底面4点处有

一点光源，顶端6点处恰好没有光线射出，已知玻璃砖的折射率〃=2,不考虑光的多次反射。

(1),4点到球心。的距离：

(2)该截面上有光线射出的圆弧长度。

【答案］(1)4岳01

(2)87tcm

从4点射到8点的光线恰好发生全反射，有sin//4O=sinC=2

n

解得。=30。

根据几何关系有。/=RtanZABO=4石cm

21/33

（2）设从A点射出的光线在D点处恰好发生全反射，则有NOZM=C=30

在三角形。“中，由正弦定理可得黑二而缴

解得/CM。=120,

所以/8。。=60

在玻璃砖的截面上有光射出的范围所对应的圆心角为180。-6（T=120。

故玻璃砖的截面上有光线射出的圆弧长度L=鸟”2献=8兀cm

360

题型七光的干涉及其应用（共3小题）

22.（多选）大蓝闪蝶以其熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，它的翅膀光学结构示意图如图所示。

大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，当白光照在鳞片上时，会在上、下两层薄薄的鳞片上发

生反射，两束反射光相互作用，使翅膀呈现蓝色。则（）

A.光经鳞片反射后频率变大B.光经鳞片反射后频率不变

C.翅膀呈现蓝色是光的干涉现象D.翅膀呈现蓝色是光的衍射现象

【答案】BC

【详解】AB.光经鳞片反射后频率不变，选项A错误，B正确；

CD.翅膀呈现蓝色是光的干涉现象，即当白光照在鳞片上时会在上、下两层薄薄的鳞片上发

生反射，两束反射光相互叠加产生干涉，使翅膀呈现蓝色，选项C正确，D错误。

故选BCo

23.如图所示，MN为平板玻璃，PQ为略带弯曲的弧形玻璃，现将两块玻璃上端紧靠后竖直

放置。红光从左侧水平入射，从左往右可以观察到干涉条纹，则（）

A.干涉条纹是等间距的水平条纹B.干涉条纹是等间距的竖直条纹

22/33

C.干涉条纹是上疏下密的水平条纹D.干涉条纹是上密下疏的水平条纹

【答案】C

【详解】两块玻璃之间形成的空气薄膜，上表面（PQ的下表面）和下表面（MN的上表面）

反射的红光会发生干涉。薄膜的厚度相同的位置，光程差相同，会形成同一条干涉条纹。因为

玻璃竖直放置，厚度相同的位置在同一水平线上，所以干涉条纹是水平条纹。题图可知从上到

下，空气薄膜的厚度变化越来越快，且条纹间距与厚度变化率成反比，因为下部厚度变化快,

所以条纹上疏下密，综上可知C选项符合题意。

故选C。

24.（多选）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学

平面的平整度，图乙和图丙是图甲的装置中看到的条纹。下列说法正确的是（）

图乙图丙

A.图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板

B.若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起

C.若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变宽

D.若将图甲中的薄片厚度增大，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变窄

【答案】AD

【详解】A.图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板（通过样板与待检平面的空气

膜产生干涉条纹），A正确；

B.干涉条纹的弯曲反映了空气膜厚度的变化：若条纹向薄膜厚度减小的方向弯曲，说明此处

空气膜厚度与原本较厚处对应，意味着待检平面此处是凹陷，B错误；

C.频率更大的单色光，波长更短，条纹间距变窄，C错误；

D.薄片厚度增大时，空气膜的倾角变大，空气膜的斜率变大，条纹间距应变窄，D正确。

故选AD。

题型八双缱干涉测■光的波长（共3小题）

25.在“用双缝干涉测量光的波长〃实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、透

镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。

23/33

⑴M、N、P三个光学元件依次为（）

A.双缝、滤光片、单缝B.滤光片、单缝、双缝C.单缝、双缝、滤光片

⑵关于该实验，下列说法中正确的是（）

A.若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小

B.若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大

C.若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大

D.若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大

⑶已知双缝间的距离d=0.4mm,双缝到光屏的距离Z=（）.5m,实验中用某种单色光照射双缝时,

用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹

定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划

板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为mm,则这种

单色光的波长为m（最后一空结果保留两位有效数字）。

【答案】⑴B

⑵B

（3）15.66.0x10"

【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、曲缝、双缝。

故选Bo

（2）A.根据条纹间距公式&可得力=半

若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，则机测量值偏大，会导致波长测量值偏大，故A

错误；

24/33

B.若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，则L增大，根据■=可知，相邻两条亮条纹中心

的距离增大，故B正确；

C.若将滤光片向右平移一小段距离，d、L、九均不变，则以不变，故相邻两条亮条纹中心的

距离不变，故C错误；

D.若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，根据〃=>

可知介质中的波长减小，则6减小，故相邻两条亮条纹中心的距离减小，故D错误。

故选Bo

（3）[1]10分度游标卡尺的精确值为0.01mm,由图乙可知读数为15mm+6x0.1mm=15.6mm

⑵根据条纹间距公式可得力=与

aL

其中Ax=156-1IJxl（）3m=0.75xl（）-3m

代入数据可得/1=丝型芸二叱二=6.0'10~7m

26.利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.5mm,双缝到光屏间的距离/=（）.6m,

用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中力、8位置时游标卡尺读数也如

图所示，则：

[1IIIIE1

AB

1212

山」」」IL山cmlllllllllllllllllllcm

11TliIII”

10010

4位置读数〃位置读数

⑴分划板在图中力、8位置时游标卡尺读数分别为乙=mm,xs=mm。

⑵该单色光的波长九=m0

⑶若减小双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将（填"变大〃"不变〃

或“变小〃）。

【答案】⑴11.115.6

⑵6.25x10-7

（3）变大

【详解】（1）⑴[2]分划板在图中4、〃位置时游标卡尺读数分别为

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xA-11mm+0.1mmxl=1l.Imm,xR=15mm+0.1mmx6=15.6mm

（2）条纹间（巨=36一1」mm=0.75mm

66

3

m./]—J-ZH-dbx0.5xIO'x0.75x10.__

根据uAAx=：/l,可得力=——=---------------m=6z.25x10m7

aI0.6

（3）根据右=若减小双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变大。

a

27.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、

透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。

筒

4光

⑴M、N、P分别是（）（填字母标号）

A.滤光片、单缝、双缝

B.双缝、滤光片、单缝

C.单缝、双缝、滤光片

⑵观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准。时，手轮的读数

x.=1.002mm,继续转动手轮，使分划板中心刻线对准6时，手轮的读数如图丙所示，/=

_______mrrio

⑶若己知双缝间距d,双缝到屏的距离/,则待测光的波长2=o（用X、X?、/和d表

示）

⑷某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,

若继续移动目镜观察，将会使刎量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距以，

则波长的测量值（填〃大于〃“小于〃或“等于〃）其实际值。

26/33

【答案】⑴A

（2）9.761/9.762

1]4/

⑷大于

【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、心缝、双缝。

故选Ao

（2）螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图内可知9=9bmm+26.1xU.Ulmm=9.761mm

（3）根据条纹间距公式右=；几

又八

联立解得待测光的波长2=、^

4/

（4）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际条纹的间距A%=-cos。

其中0为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，可知在这种情况下测出干涉条纹的间距-偏

大；由a=彳以可知，波长的测量值大于其实际值。

题型九光的衍射（共3小题）

28.如图所示为“泊松亮斑〃图样，这种现象属于光的（）

A.偏振现象B.衍射现象C.折射现象D.全反射现象

【答案】B

【详解】泊松亮斑〃图样属于光的衍射现象。

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故选Bo

29.甲、乙两图分别是红光的双缝干涉和单缝衍射实验图样。下列有关光的干涉和衍射现象说

法壬确的是（）

甲乙

A.不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小

B.不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变大

C.不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度不变

D.不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变小

【答案】A

【详解】干涉条纹的条纹等间距，由图可知图甲发生的是干涉现象，图乙发生的是衍射现象。

AB.根据加=）2可知，由于紫光的波长较小，所以不改变其他条件，当用紫光做实验时，图

（1

甲的条纹间距变小，故A正确，B错误；

CD.不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变大，故CD错误。

故选A。

30.小深同学保持头部端正，昧眼平视较喑环境中的一个点光源时，下列哪幅图像符合该同学

看到的视觉图像（不计眼睫毛的影响）（）

B.

【答案】D

【详解】小深在较暗环境中眯眼平视一个点光源，不计眼睫毛的影响。眯眼时，上下眼睑形成

近似水平的狭缝，由于光的衍射效应，点光源的像会向垂直方向伸展，形成竖直的条纹。对比

四个选项，只有D选项符合竖直方向放射状线条的视觉图像。

28/33

故选Do

题型十光的偏振（共3小题）

31.关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（）

平板玻璃两落纸片

IIIIIIIIIII

甲乙丙r

A.甲图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽

B.乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大

C.丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低

D.丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理

【答案】D

【详解】A.甲图是空气劈尖干涉，条纹间距公式为工=3

2tan<9

可知，加一张纸片后，劈尖倾角夕变大，条纹间距变窄，故A错误;

B.荡秋千的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，在最低点时，切线方向分力为零，回

复力为零，故B错误；

c.丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，根据多普勒效应a知，观察者接收到的频率变大，则听

到的鸣笛音调变高，故C错误；

D.丁图中观看立体电影的眼镜利用了光的偏振原理，左右眼看到不同偏振方向的图像，从而

产生立体感，故D正确。

故选Do

32.光能发生折射♦、衍射、干涉及偏振等现象，关于其原理在科学技术中的应用，下列说法正

确的是（）

A.照相机镜头的增透膜应用了光的干涉

B.3D电影应用了光的衍射

C.光纤通信应用了光的折射

D.望远镜中的棱镜应用了光的干涉

【答案】A

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【详解】A.照相机镜头的增透膜通过薄膜干涉原理，使反射光发生相消干涉以减少反射损失,

故应用了光的干涉，A正确；

B.3D电影利用了光的偏振（如偏振眼镜分离左右眼图像），B错误；

C.光纤通信利用光的全反射传输信号，全反射属于反射现象，并非折射，C错误；

D.望远镜中的棱镜主要利用光的折射（改变光路）和反射，D错误。

故选A。

33.小明同学利用偏振太阳镜观察阳光下