光【9大题型】专项训练（解析版）-2025-2026学年高二物理下学期期中（人教版）

光【9大题型】

1题型归纳•内容导航］

题型1折射定律和折射率（重点）题型2全反射光导纤维（重点）

题型3光的折射与全反射综合问题（难点）题型4光的干涉现象（重点）

题型5光的衍射题型6光的偏振

题型7几何光学与物理光学的综合应用题型8测量玻璃的折射率

题型9用双缝干涉实验测量光的波长

［题型通关•靶向提分1

题型一折射定律和折射率

1.（2026•湖北省襄阳市•期中测试）如图所示，等边三棱镜A8C,•束单色光与AB成30°角射入三棱镜，经AB

边折射进入三棱镜的折射角刚好等于从4C边射出三棱镜的入射角，则三棱镜的折射率为0

A.苧B.V3C.V2D.当

【答案】B

【解析】设经48边折射进入三棱镜的折射角为仇根据光的折射定律可知，几=也萼，

Sina

由几何关系可知2（90。一。）+60。=180。，解得sin8=；故,=任萼=百，故8正确。

zsintz

2.（2026・淅江省•单元测试）图示装置可用来测定水的折射率.当圆杆形容器内未装水时,从4点沿48方向能

看到对边上的点邑当容器内装满水时，仍沿718方向看去，恰好看到底面直径C。上的点。。测得容器底面

直径CO=12cm,高8c=16cm,DE=7cm。已知光在真空中的传播速度为c=3.0x108%/s,求：

1/14

Q)水的折射率几；

(2)光在水中的传播速度外

【答案】解：

(1)作出光路图，设入射角为八折射角为r,则：tanr=:。则sinr=0.8；

DC-L/C5

DC

tani==p则sini=0.6,折射率：九二兰上=£

BC4sini3

(2)由ri=?可得光在水中的速度：v=^=2.25x108m/So

题型二全反射光导纤维

3.(2026,陕西省・同步练习)如图所示，半圆形玻璃砖，圆心为。，半径为R。某单色光由空气从OB边界的中点

4垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界P点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过8点，空气中的光速可认

为是c,则0

A.该玻璃砖对此单色光的临界角为30。

B.该玻璃豉对此单色光的折射率为近

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C.光从4传到P的时间为尹

2c

D.玻璃砖的临界角随入射光线位置变化而变化

【答案】C

【解析】作出如图所示光路图由几何关系入射角a为30。，折射角。为60°,由折射定律可知"二里=

sin3O0

仃，4错误：临界角的正弦值sinC=；=苧中,因此临界角不是30。，/错误；该单色光在玻璃砖中的

传播速度为〃=：=孕，传播时间为「=挈=等，C正确；玻璃砖的临界角是由玻璃砖的折射率决定的,

n3—c2c

3

与入射角无关，。错误。

4.(2026•陕西省・期中考试)将两块巨径均为R、完全相同的透明半圆柱体4、B正对放置,圆心上下错开一定

距离，如图所示。用一束单色光沿半径照射半圆柱体4设圆心处入射角为&当6=60。时，力右侧恰好

无光线射出；当6=30。时，有光线沿B的半径射出，射出位置与/1的圆心相比下移机不考虑多次反射.

求：

(i)半圆柱体对该单色光的折射率：

(ii)两个半圆柱体之间的距离d。

【答案】解：⑴当e=60。时，A右侧恰好无光线射出，即光线发生全反射，根据全反射条件可知：n=—黑

半圆柱体对该单色光的折射率：71=竽

(ii)做出光路图如图所示:

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入射光在半圆柱体力上发生折射时，由折射定律可知：九=翳，其中。=30。，解得：sina=

入射光在半圆柱体B上发生折射时，由折射定律可知：n=簿

解得：sinp=1

则：PM=Rsinp=1/?

则由几何关系可知：亡即a=中

a

联立解得：4=物1一争？

答：⑴半圆柱体对该单色光的折射率为竽；

(ii)两个半圆柱体之间的距离d为扬I一争。

5.(2026•江苏省•同步练习)如图所示，水面下单色点光源S发出的一条细光束投射到水面的。点后射出水面,

卜列说法正确的是0

A.从。点射出水面的光线可能为a

B.从。点射出水面的光线可能为b

C.折射光与入射光的光速相同

D.从S发出的投射到水面的所有光束都能射出水面

【答案】A

【解析】解：AB.光从介质进入空气时，折射角大于入射角，故从。点射出水面的光线可能为a,不可能

为b,故4正确、8错误；

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C、根据?可知，光在真空中传播速度最大，故折射光与入射光的光速不相同，折射光的光速大于入

时光的光速，故C错误；

。、当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，故从S发出的投射到水面的所有光束不一定都能射出水

面，故。错误。

故选:Ao

题型三光的折射与全反射综合问题

6.（2026•湖北省恩施土家族苗族自治州•其他类型）如图所示，两束单色光a、b从水面下射向4点，光线经折射

后合成一束光，则正确的是0

A.在水中a光的波速比b光的波速小

B.a光的频率比b光的频率低

C。光的折射率大于b光的折射率

D.当a、万两束单色光以相同的入射角从水中射到4点时，入射角从0开始逐渐增大，最先消失的是a光

【答案】B

【解析】48C.由题图知，Q光的偏折程度小于b光的偏折程度，根据折射定律可知，a光的折射率小于b光

的折射率，贝打光的频率比匕光的频率低，由口=?可知，在水中a光的波速比b光的波速大，故小C错误,

8正确；

Da光的折射率小「力光的折射率，根据全反射临界角公式sinC=《知，在水中Q光的临界角大「力光的临界

角，当a、b两束光以相同的入射角从水中射到力点时.，入射角从0开始逐渐增大，b光的入射角先达到临界

角，最先发生全反射，所以最先消失的是b光，故。错误。

7.（2026•浙江省•单元测试）如图为我国航天领域某透明光学部件我面示意图，其截面一侧是半径为R的四分之

一圆弧，其余两侧为直面AC与BC,且4C=BC=R。该部件独特的性能是放在。点的光源发出的光线，在

圆弧力8上有三分之二最终能从AC、8C面射出，光速为c。卜.列说法正确的是0

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A.该透明光学部件的全反射临界角为30。

B.该透明光学部件的折射率为苧

C.光线透过该部件最长时间为空互空

C

D.该透明光学部件力。边不透光长度为巡R

【答案】AC

【解析】48.若射到E点和G点的光线恰能发生全反射，可知射到力/之间和GB之间的光线都能从透明光学

部件中射出，由题意可知该两部分占圆弧的三分之二，可知乙4QE=C=30°,折射率n=-7=2,选项

sine

4正确，8错误；

。.光线在该部件中的速度光线透过该部件最长时间为从C点射出的光线，则最长时间±=巫会=

〃v

2（口T）R,选项C正确；

C

。.该透明光学部件力。边不透光长度为EC=R-Rtan300=等R,选项D错误。

故选力C。

题型四光的干涉现象

8.（2026•湖北省・同步练习）某同学先用如图所示的实验装置测量单色光的频率.让一束单色光投射到一个有两

条狭缝&和S2的挡板上，P处是光屏上中央亮条纹。上方的第2条暗条纹.已知从双缝Si和S2发出的两束相

干光到户点的路程差为9x10-7狙，光速。=3x108m/s,则实验所使用单色光的频率为。

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A.6.7x1014/7zB.5.0x1014HzC.1.0x1015HzD.1.7x1015Hz

【答案】B

【解析】当光程差是半个波长的3倍时，出现第二条暗纹，因光到P处的路程差是9x10-7zn,则有%=9x

10-7机，根据丫=9,解得V=5.0x1O14“Z,故8正确.

9.（2026•湖北省・同步练习）如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用的单色光

是用普通光加滤光片产生的.检查过程中所观察到的干涉条纹是由两个表面反射的光叠加而成的，这两个

表面是0

单色光

土士标准样板

庐二二薄片

■।厚玻璃板

A.a的上表面和匕的下表面B.a的上表面和b的上表面

C.a的下表面和匕的上表面D.Q的下表面和匕的下表面

【答案】C

【解析】干涉法的原理是单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指样板与待测玻璃板之间的空气层，故。正确.

10.（2026•浙江省・单元测试）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（）

（甲）IIIIIIIIII

（乙）

倍B.3倍C.2倍D.3倍

【答案】B

【解析】由题知，甲乙对比，其干涉条纹间距发生变化，AX乙=2AX甲,又根据双缝干涉的条纹间距与波

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长关系有=5

解得：d,=gd甲

故选：B。

题型五光的衍射

11.（2026•浙江省・单元测试）在用单色平行光照射单缝观察衍射现象的实验中，下列哪些说法是工确的0

①缝越窄，衍射现象越明显

②缝越宽，衍射现象越明显

③照射光的波长越长，衍射现象越明显

④照射光的频率越高，衍射现象越明显

A.①③B.②④C.②③D.①④

【答案】A

【解析】根据发生明显的衍射现象的条件可知①③正确，②错误.

当光的频率越高时，由。="知，其波长越短，衍射现象越不明显，④错误，故选力项.

12.（2026•浙江省・单元测试）某学习小组研究光的单缝衍射、圆孔衍射、圆盘衍射、双缝干涉，实验得到如图

四个图样，则甲、乙、丙、丁四个图分别对应着0

A.圆盘衍射、圆孔衍射、单缝衍射、双缝干涉

B.圆孔衍射、圆盘衍射、双缝干涉、单缝衍射

C.圆盘衍射、圆孔衍射、双缝干涉、单缝衍射

D.圆孔衍射、圆盘衍射、单缝衍射、双缝干涉

【答案】D

【解析】单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹

间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而圆盘衍射的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知甲

是圆孔衍射图样，乙是圆盘衍射图样。

双缝干涉与单缝衍射图样的区别是：前者明暗条纹宽度相等，后者是中间亮条纹明且较宽，越向两侧宽

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度越小，则丙是单缝衍射图样，丁是双缝干涉图样。

故。正确，/出。错误。

故选：Do

题型六光的偏振

13」2026•湖北省・同步练习)用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯0发出的光通过两个透振方向平行的

偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用I、II、IH表示，下列说法正确的是。

A.白炽灯发出的光是纵波

B.偏振片Q起到检偏的作用

C.光束II中光振动方向与透振方向垂直

D.将偏振片尸以光传播方向为轴钱过45。，光束IH将消失

【答案】B

【解析】白炽灯发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、。照到光屏上，不能说明白炽灯发出的光是

纵波，力错误；白炽灯发出的光经偏振片/后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏

振片Q起到检偏的作用，4正确；光束II中的光是经偏振片P透射来的，所以光束n中光振动方向与透振方

向平行，C错误；将偏振片P以光传播方向为轴转过45。，光束HI将会减弱，但不会消失，。错误。

14/2026•湖北省・同步练习)当以入射光线为轴转动偏振片时，通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑

校，看到现象有何不同()

A.观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化

B.观察电灯和烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化

C.观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化

D.观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化

【答案】BD

【解析】通过偏振片去观察电灯、烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化，因为灯光、烛光都

是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同，因此当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改

变了，但光的强弱没有改变;月球和黑板反射的光是偏振光，它通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏

振片的旋转发生变化，故8、。正确，4、。错误。

题型七几何光学与物理光学的综合应用

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15.（2026•广东省广州市•其他类型）如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后

分成a、b两束，则0

A.在该透明材料中，Q光的传播速度小于b光的传播速度

B.遇到障碍物时，a光更容易发生明显的衍射现象

C.该透明材料对这两种光的折射率时<nb

D.从该透明材料射入空气发生全反射时，Q光的临界角较大

【答案】A

【解析】根据折射定律九二罂.可知该透明材料对这两种光的折射率%>加，根据裂=，可知在该透

明材料中，Q光的传播速度小于8光的传播速度，故力正确，C错误；

波长越长时，越容易发生明显衍射现象，6光波长较长，更容易发生明显的衍射现象，故4错误；

根据临界角与折射率的关系几=-7,可知，b光的临界角较大，故。错误。

16.（2026•陕西省,同步练习）如图甲所示，“口晕”又叫“圆虹”，是口光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射

形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，。、匕为其折射出的光线中的两种单

色光，下列说法正确的是（）

甲

A.冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率

B.在冰晶中，a光的传播速度较小

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C.用同一装置做双缝干涉实验，力光的条纹间距比Q光的窄

D.从同种冰晶中射入空气发生全反射时，b光的临界角较大

【答案】C

【解析】由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知a光的频率和折射率比匕

光小，则a光的波长比b光的波长大，根据干涉条纹间距公式贝=幺，可知b光的条纹间距比Q光的窄，故

/错误，C'正确；

根据u=g可知，在冰晶中，b光的传播速度较小，故8错误；

同种冰晶对a光的折射率比对8光的折射率小，根据sinC=」可知从同种冰晶中射入空气发生全反射时，a

H

光的临界角较大，故。错误。

题型八测■玻璃的折射率

17.(2026浙江省单元测试)某小组用“插针法〃测平行玻璃破的折射率，如图己确定好入射方向与玻璃砖界

面aa'的夹角为Q,插了两枚大头针Pi和P2,1、2、3、4分别是四条直线。

(1)在防'侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在线上(选填或"4〃)：

(2)实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面aa'的夹角为口，则玻璃的折射率九二；

(3)若描出玻璃砖两边界线aa'、bb，后,不小心将玻璃砖沿OA方向平移了一些再进行实验，则折射率的测

量值将(选填“偏大""不变"或"偏小")。

【答案】2

cosa

cos/?

不变

【解析】解：(1)由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后光线向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射

时，折射角小于入射角，则出射光线向左侧偏移，又根据几何知识可知，出射光线和入射光线平行，所

以即大头针尸3和24在2上；

(2)由题可知，折射率为九二避有二市：

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⑶不小心将玻璃砖沿。4方向平移到了虚线位置，光路图如图所示,

通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由几=舞可知，测得的折射率将不变。

故答案为：（1）2；（2）温；（3）不变。

18.（2026•湖南省•模拟题）某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下:

①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线和B夕，交点为0.将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴44,

并使其圆心位于。点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图中所示。

②将一细激光束沿。。方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。

③拿走玻璃砖，标记。。光线与半圆弧的交点P。

④分别过M、P作8B'的垂线MM'、PP',M'、P'是垂足，并用刻度尺分别测量MM'、PP'的长度工和y。

⑤改变入射角，重复步骤②③©,得到多组%和y的数据。根据这些数据作出y-x图像，如图乙所示。

（1）关于该实验，下列说法正确的是。（填字母）

4入射角越小，误差越小

股激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差

C.选择圆心。点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显

（2）根据y—X图像，可得玻璃砖的折射率为（保留3位有效数字）。

（3）若描画的半圆弧轮廓线的半径略大于玻璃砖的实际半径，贝！折射率的测量结果（选填“偏大〃〃偏小”

或"不变"）。

【答案】31.58/（1.56~1.60均可）不变

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【解析】(1)在本实验中，为了减小测量误差，入射角应适当大些，因为入射角越大，折射角也越大，则

入射角和折射角的测量误差都会减小，从而使折射率测量的误差减小，力错误；与插针法测量相比，激光

的平行度好，能更准确地确定入射光线和折射光线，从而更有利于减小实验误差，4正确：选择圆心。点

作为入射点，是因为便于计算，并不是因为此处的折射现象最明显，C错误。

(2)设入射角为*折射角为/?、半圆弧轮廓线半径(玻璃砖半径)为R,则由几何关系可知sina=拶=(

而0=华=系根据折射定律可得玻璃砖的折射率71=箫结合题图乙可知y—x图像的斜率为该

玻璃砖的折射率，故该玻璃砖的折射率九=需=1.58。

(3)由(2)问分析可知折射率的表达式中没有半圆弧轮廓线半径R