2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之光學(xué)

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之光學(xué)

選擇題（共10小題）

1.如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿AO方向

從空氣射入玻璃，可在玻璃圓弧外側(cè)觀察到兩束光分別從B、C點(diǎn)射出。記AO與DO延長線之間的夾

角為仇則下列說法正確的是（）

A.光線OC為紫光

B.增大e時，在玻璃圓弧外側(cè)觀察到紫光先消失

c.不論e多大，在玻璃圓弧內(nèi)表面不會發(fā)生全反射

D.兩束光在玻璃中分別沿OB、OC傳播的時間toB<toc

2.一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，光路圖如圖所示，下列說法正確的是

A.a光在玻璃中的折射率較大

B.a光在玻璃中的傳播速度較大

C.a光和b光從空氣進(jìn)入玻璃后頻率都會增大

D.若增大入射角，a光可能會發(fā)生全反射

3.如圖所示，一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿與上表面成a角的PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃

磚的上表面，經(jīng)鍍銀的玻璃磚下表面反射后從上表面射出，得到三束光線I、II、III。玻璃磚的上下表

面較寬，則下列說法正確的是（）

B.光束iii在玻璃中的傳播速度比光束n的大

C.改變a角，光束I、II、III可能不平行

D.通過相同的雙縫干涉裝置，光束n產(chǎn)生的干涉條紋寬度大于光束III產(chǎn)生的寬度

4.研究人員用如圖所示的裝置研究白光的色散，S為可發(fā)出一束極細(xì)的白光的光源，容器A中裝有適量

水，容器左側(cè)水中放置一平面鏡MN,右側(cè)上方空氣中固定一白色光屏PQ?，F(xiàn)將光源射出的光束照射

到水中平面鏡上，調(diào)節(jié)平面鏡的傾角，在光屏PQ上得到一條光帶，光帶上、下的邊緣分別為色光a和

A.水對a光的折射率大于水對b光的折射率

B.a光的頻率高于b光的頻率

C.a光在水中的傳播速度大于b光在水中的傳播速度

D.a、b兩光從同種介質(zhì)射向空氣時，b光發(fā)生全反射的臨界角更大

5.一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示。則a、b兩束光中（）

A.a光頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小

B.a光頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小

C.a光在該光導(dǎo)纖維中傳播速度更大

D.a光在該光導(dǎo)纖維中傳播速度更小

6.五一假期濟(jì)寧太白湖公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置于湖水下方處,

4

該光源發(fā)出紅光時，可在水面上觀察到紅色亮環(huán)，如圖所示。已知水對紅光的折射率為則亮環(huán)的寬

C.0.5mD.0.6m

7.有一干涉裝置如圖所示，一個底部有雙縫的不透光圓柱形杯子的杯口固定一面光屏，用激光沿圖中方

向照射雙縫，可在光屏處觀察到干涉條紋，為了增加條紋間距，下列做法中可行的是（）

激光器V_____V

A.使用頻率更高的激光

B.使用更長的杯子

C.在杯子中填充折射率較大的透明物質(zhì)

D.減小激光器到雙縫之間的距離

8.如圖甲所示，將兩塊平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在兩塊玻璃之間右側(cè)邊緣墊上兩個紙條，用

平行單色光豎直向下照射玻璃板，就會在玻璃板上方看到如圖乙所示的明暗相間的條紋。下列說法正確

的是（）

IIIIIIIIIH

圖甲圖乙

A.圖乙中的條紋是M的上表面、N的下表面兩列反射光發(fā)生干涉的結(jié)果

B.在任意一條明條紋的下方，空氣薄膜的厚度都是均勻變化的

C.如果撤掉一個紙條，則條紋間距增大

D.若改用頻率更高的單色光進(jìn)行實(shí)驗，則條紋間距會更大

9.如圖甲為一玻璃半球的截面圖，其半徑為R,O為球心，AB為直徑，現(xiàn)有均勻分布的紅光垂直入射到

半球的底面。已知球冠（不含圓底面）的表面積為S=2itR/i（如圖乙，其中R為球的半徑，八為球冠的

高），光在真空中傳播的速度為c,玻璃對紅光的折射率為n=1.25,若只考慮首次射到球面的光，則下

面說法正確的是（)

A.從半球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播時間最短為廣

4c

1

B.整個半球面透光的面積為^兀/9

C.所有射入到半球底面的光，有與的會發(fā)生全反射

25

D.若將入射光由紅光換成紫光，則半球面透光的面積增大

10.如圖所示，正方形ABCD為一個立方體冰塊的截面，從空氣中的Q點(diǎn)射出一束單色光經(jīng)M點(diǎn)射入冰

面內(nèi)，入射角為。，但具體角度無法測量，光線在AB邊上的N點(diǎn)射出，QM連線的延長線與AB邊交

于P點(diǎn)，已知MP和MN的長度，下列說法正確的是（）

A.光線進(jìn)入冰塊后頻率變大

B.光線進(jìn)入冰塊后傳播速度變大

C.無法求出冰塊的折射率

D.減少e角，光線在AB邊可能會發(fā)生全反射

二.多選題（共4小題）

（多選）11.如圖所示，玻璃球冠的半徑為R,底面鍍有反射膜，底面的半徑為手心在紙面內(nèi)有一條過

球心O的光線，經(jīng)過底面AB反射后恰好從M點(diǎn)射出。已知出射光線的反向延長線恰好經(jīng)過A點(diǎn)，光

在真空中的速度為c,下列說法正確的是（）

B.入射光線與底面AB的夾角為60°

光線從入射到射出經(jīng)歷的時間為"刨

C.

C

D.即使底面不鍍反射膜，光線也能完全從M點(diǎn)射出

（多選）12.如圖三棱鏡截面中/B=30°、ZC=45°,某種顏色的細(xì)光束從AB邊的D點(diǎn)射入介質(zhì)，

入射角為。（為未知量），折射光線射到BC邊上的E點(diǎn)，正好發(fā)生全反射，反射光線垂直射到AC邊

的F點(diǎn),B、D兩點(diǎn)間的距離為d,光在真空中的傳播速度為c,s出15。=與旦，下列說法正確的是（）

4,

B.三棱鏡對此單色光的折射率為企

-^3—1

C.sin0的值為-----

4

D.光線從D到E傳播的時間為2

c

（多選）13.某實(shí)驗小組要測量一半圓形玻璃磚的折射率。他們先在平鋪的白紙上畫出半圓形玻璃磚的直

徑ab、標(biāo)記圓心。的位置，過。點(diǎn)畫法線，并畫出一條入射光線cO。將半圓形玻璃磚沿著直徑放好,

緊貼b點(diǎn)放置與法線平行的光屏，如圖所示?，F(xiàn)用一紅色激光筆沿著cO方向射入一束光，在光屏上出

現(xiàn)一個光斑。實(shí)驗過程中，實(shí)驗小組的同學(xué)不小心將玻璃磚向左下方平移了一下，但入射光線仍能通過

玻璃磚的圓心，在光屏上出現(xiàn)一個光斑，小組同學(xué)將此光斑記作P點(diǎn)，并在白紙上連接O、P兩點(diǎn)作為

出射光線，則（）

A.此時測得的折射率大于真實(shí)值

B.此時測得的折射率等于真實(shí)值

C.若僅改用綠色激光筆照射，光屏上的光斑會出現(xiàn)在P點(diǎn)上方

D.若僅改用綠色激光筆照射，光屏上的光斑會出現(xiàn)在P點(diǎn)下方

（多選）14.如圖為一透明均勻介質(zhì)球的橫截面，O為圓心，AB為直徑。一束單色光以。=60°從A點(diǎn)

入射，M弧面出射的光與AB平行。下列說法正確的是（）

B.介質(zhì)球的折射率約為g

C.若入射光為白光，懣弧面上出射光形成彩色光帶

D.e在小于90°范圍變化時，夜弧面上能觀察到全反射現(xiàn)象

三.填空題（共2小題）

15.我國唐代對彩虹形成的原因已有記載，《禮記?月令?季春之月》中提到“日照雨滴則虹生"。一束太陽

光射入球形雨滴形成彩虹的光路如圖所示，則光線a的頻率（選填“大于”、“等于”或“小

于"）光線b的頻率，已知太陽光射入雨滴時入射角（0=53°,光線b偏折角0=16°,光線b在雨滴

中的折射率等于（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，sin53°^0.8,sini6°^0.3,sin37°"0.6）。

16.由甲、乙兩種不同顏色的光，垂直于直角三棱鏡的AC邊界面射入，照射到斜面上的D點(diǎn)，甲光恰好

發(fā)生全反射，乙光可以從D點(diǎn)折射出棱鏡，如圖所示。若甲、乙單色光在該棱鏡中傳播速度分別為kic

和k2c（C為真空中的光速），則可以判斷klk2（選填或“<”）；甲、乙兩單色光在該介

質(zhì)中的折射率之比為（用kl、k2表示）；在同一雙縫干涉裝置中，甲光形成的條紋間距

乙光形成的條紋間距（選填“>"或

四.解答題（共4小題）

17.三棱鏡在光學(xué)儀器中有重要的應(yīng)用。如圖所示，直角三棱鏡的折射率n=a,NA=60°,NC=90°,

AC長度為2gm。若一束極細(xì)的光從AC的中點(diǎn)D平行于BC入射，光在真空中的速度c=3X

求：

①此三棱鏡相對于空氣的臨界角C和光從BC邊第一次射出時的折射角；

②光從AC邊射入到第一次射出的過程中，光在棱鏡中的運(yùn)動時間。

18.如圖所示，某研究小組通過檢測寶石顆粒的折射率以檢驗寶石的真?zhèn)?。利用激光照射一長方體寶石。

長方形ABCD為激光在寶石中的光路所在截面。入射光線P0從AB的中點(diǎn)0射入，從C點(diǎn)射出，P0

與法線之間的夾角為01=45°。AB=2cm,BC=Wcm。經(jīng)查閱，該寶石的絕對折射率為2.4。

（1）請通過計算判斷該寶石是否為偽造產(chǎn)品；

（2）若該寶石AB邊和CD邊足夠長,入射光線PO與法線之間的夾角調(diào)整為60°,請問折射光線OP'

能否透過CD界面?

19.一底面邊長為L的正三菱柱形透明體，其橫截面如圖所示。一束極窄的光線在橫截面內(nèi)從P點(diǎn)以60。

的入射角入射，光線恰好能經(jīng)過透明體上的Q點(diǎn)。已知P點(diǎn)和Q點(diǎn)分別是AB和AC的中點(diǎn)，光在真

空中的傳播速率為c,求：

(1)該透明體的折射率；

(2)光線在透明體中運(yùn)動的時間。

20.一圓柱形透明介質(zhì)放在水平地面上，其橫截面如圖所示，。點(diǎn)為圓心，半徑為0.5m,直徑BC豎直,

右側(cè)半圓面鍍銀。一光線從離地高度為2遺m的A點(diǎn)水平向右射入介質(zhì)，在鍍銀處發(fā)生一次反射后射

4

出介質(zhì)，且射出時光線水平向左，已知光在真空中的傳播速度為c=3X108m/s。

(1)畫出光在介質(zhì)中傳播的光路圖并求介質(zhì)的折射率n；

(2)求光在介質(zhì)中傳播的時間t。

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之光學(xué)

參考答案與試題解析

一.選擇題（共10小題）

1.如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿AO方向

從空氣射入玻璃，可在玻璃圓弧外側(cè)觀察到兩束光分別從B、C點(diǎn)射出。記AO與DO延長線之間的夾

角為仇則下列說法正確的是（）

A.光線OC為紫光

B.增大。時，在玻璃圓弧外側(cè)觀察到紫光先消失

c.不論e多大，在玻璃圓弧內(nèi)表面不會發(fā)生全反射

D.兩束光在玻璃中分別沿OB、OC傳播的時間toBCtoc

【考點(diǎn)】光的全反射現(xiàn)象；光的折射與全反射的綜合問題.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；全反射和臨界角專題；推理能力.

【答案】B

【分析】由折射角判斷折射率，進(jìn)而判斷哪種光；根據(jù)折射率和全反射臨界角公式得到兩種光的全反射

臨界角關(guān)系，判斷增大0時，在玻璃圓弧外側(cè)觀察到哪種光先消失;根據(jù)數(shù)學(xué)知識求得光程,結(jié)合n=二

V=*求解兩束光在玻璃中分別沿OB、OC傳播的時間關(guān)系。

【解答】解：A.由圖可知，沿OC方向折射的光的折射角大，根據(jù)n=簫可知折射率小，又因為紅光

的折射率比紫光小，所以光線OB是紫光，故A錯誤；

B.設(shè)從空氣中入射時與水平面的角度分別為0B.0c,光線OB和OC分別發(fā)生全反射，設(shè)此時對應(yīng)在

圓弧側(cè)的入射角為aB、ac,且設(shè)圓心為E,則光路如下所示

Bsmc

從空氣入射玻璃后，根據(jù)折射率可得：nDB=r=m警，nc=)rl=翳

sin(^-aB)cosaBsin(^-ac)cosac

而從玻璃射入空氣時，設(shè)發(fā)生全反射時，由折射定律說,%=焉

DLTICV^JDL1LIX.Q

n_

解得cos%=7i1,cos9c=yjnj—1,

因為nB>nc,所以0B<ec,所以紫光先發(fā)生全反射，即先消失，故B正確；

C.由(1)知，當(dāng)角度。沒到達(dá)全反射的臨界角時，仍然會有光線從玻璃中射出，故C錯誤;

D.連接OB、CD,設(shè)光線從空氣到玻璃的入射角為i,折射角為r,半徑為R,則根據(jù)折射定律n=9

由幾何知識可得光所走程路s為s=2Rcos(^-r)=2Rsinr,則傳播的時間為t=巳=

由折射定律可知幾=黑，解得1瀉，因此傳播時間對紅光和紫光均相同，故D錯誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評】本題是幾何光學(xué)問題，作出光路圖是關(guān)鍵，要掌握全反射的條件和光的折射定律、反射定律,

靈活運(yùn)用幾何知識求解相關(guān)距離。

2.一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，光路圖如圖所示，下列說法正確的是

B.a光在玻璃中的傳播速度較大

C.a光和b光從空氣進(jìn)入玻璃后頻率都會增大

D.若增大入射角，a光可能會發(fā)生全反射

【考點(diǎn)】光的全反射現(xiàn)象；光的折射定律.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；全反射和臨界角專題；推理能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)折射定律分析a光在玻璃中的折射率和傳播速度；光在不同介質(zhì)中傳播頻率不變；根據(jù)全

反射的條件分析a光是否會發(fā)生全反射。

【解答】解：A、根據(jù)折射定律n=^可知，當(dāng)入射角相等時，a光的折射角偏小，所以a光在玻璃中

的折射率較大，故A正確；

B、根據(jù)v=￡可知，因為a光在玻璃中的折射率大，所以a光在玻璃中的傳播速度較小，故B錯誤；

C、光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻率不會改變，故C錯誤；

D、全反射是指光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角，折射光線消失的現(xiàn)象，本題中a

光和b光均是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，不會發(fā)生全反射，故D錯誤。

故選：Ao

【點(diǎn)評】本題考查了光的折射定律與全反射規(guī)律，易錯點(diǎn)在于記錯全反射的發(fā)生條件，忽略了從光密介

質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)這一條件。

3.如圖所示，一束由兩種色光混合的復(fù)色光沿與上表面成a角的P0方向射向一上下表面平行的厚玻璃

磚的上表面，經(jīng)鍍銀的玻璃磚下表面反射后從上表面射出，得到三束光線I、II、III。玻璃磚的上下表

面較寬，則下列說法正確的是（）

B.光束III在玻璃中的傳播速度比光束II的大

C.改變a角，光束I、II、III可能不平行

D.通過相同的雙縫干涉裝置，光束H產(chǎn)生的干涉條紋寬度大于光束III產(chǎn)生的寬度

【考點(diǎn)】更換光的顏色判斷條紋間距的變化；光的折射定律.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力.

【答案】B

【分析】由圖可知，光束I是反射光線，而光束H、III是由于兩種色光折射率的不同，導(dǎo)致出現(xiàn)光線偏

折分離。根據(jù)光路可逆可知出射光線仍與入射光線平行。由光束H、III的位置可確定其折射率的不同，

根據(jù)v=￡分析光在玻璃中速度的大??；由光束H、III的位置可確定其折射率的不同，從而判定光的波

長大小，可確定雙縫干涉條紋間距的大小。

【解答】解：A.所有色光都能反射，反射角相同，則由圖可知光束I是復(fù)色光，故A錯誤;

B.根據(jù)題意做出光路圖

可知光線II的偏折較大，光線H的折射率較大，根據(jù)

C

V=—n

可知光束iii在玻璃中的傳播速度比光束n的大，故B正確；

c.光束I發(fā)生反射，光束II、m由于折射率的不同導(dǎo)致偏折分離，因為厚玻璃平面鏡的上下表面是平

行的，根據(jù)光的可逆性以及對稱性，可知光束I、II、皿仍然平行射出，且光束II、III是單色光，故c

錯誤；

D.光線n的折射率較大，光線H的頻率較大，根據(jù)

A=7

可知光線II的波長較小，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式

Ax=征入

通過相同的雙縫干涉裝置，光束n產(chǎn)生的干涉條紋寬度小于光束III產(chǎn)生的寬度，故D錯誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評】解決本題時要知道光線在兩種介質(zhì)分界面上都有反射，反射遵守光的反射定律。由于光線在玻

璃中的折射率不同，可通過光的折射產(chǎn)生光的色散；折射率越大，經(jīng)過同一介質(zhì)時偏折程度就越大。

4.研究人員用如圖所示的裝置研究白光的色散，S為可發(fā)出一束極細(xì)的白光的光源，容器A中裝有適量

水，容器左側(cè)水中放置一平面鏡MN,右側(cè)上方空氣中固定一白色光屏PQ?，F(xiàn)將光源射出的光束照射

到水中平面鏡上，調(diào)節(jié)平面鏡的傾角，在光屏PQ上得到一條光帶，光帶上、下的邊緣分別為色光a和

A.水對a光的折射率大于水對b光的折射率

B.a光的頻率高于b光的頻率

C.a光在水中的傳播速度大于b光在水中的傳播速度

D.a、b兩光從同種介質(zhì)射向空氣時，b光發(fā)生全反射的臨界角更大

【考點(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；光的全反射現(xiàn)象.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)折射定律分析折射率的大小關(guān)系；頻率越大則折射率越大；根據(jù)n=1可知光在水中傳播

速度的大??；由sinC=/可分析臨界角的大小。

【解答】解：A、由題圖可知，a光在水中的折射角大于b光在水中的折射角，由折射定律n=^可知，

水對a光的折射率小于水對b光的折射率，故A錯誤；

B、根據(jù)折射率與光的頻率的關(guān)系可知，a光的頻率低于b光的頻率，故B錯誤；

C、根據(jù)n=［可知，a光在水中的傳播速度較大，故C正確；

1

D、由sinC=而可知，a、b兩光從同種介質(zhì)射向空氣時，b光發(fā)生全反射的臨界角更小，故D錯誤。

故選：Co

【點(diǎn)評】本題考查光的折射與全反射，掌握光的折射定律的內(nèi)容，還要理解臨界角與折射率的關(guān)系，在

介質(zhì)中傳播速率由公式v=「來判定。

V

5.一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示。則a、b兩束光中（）

A.a光頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小

B.a光頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小

C.a光在該光導(dǎo)纖維中傳播速度更大

D.a光在該光導(dǎo)纖維中傳播速度更小

【考點(diǎn)】光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用；光的折射定律；光的全反射現(xiàn)象.

【專題】定量思想；推理法；全反射和臨界角專題；分析綜合能力.

【答案】C

【分析】比較兩束光對應(yīng)的折射角的大小，根據(jù)光的折射定律和全反射的條件進(jìn)行分析；根據(jù)n=指判

斷兩光在介質(zhì)中的傳播速度大小關(guān)系。

【解答】解：AB、兩束光的入射角相同，b光對應(yīng)的折射角小，根據(jù)折射定律n=簫可知a光的折射

率小，則a光的頻率小，根據(jù)sinC=（可知a光對應(yīng)的臨界角大，故AB錯誤；

CD、根據(jù)n=1可知a光在該光導(dǎo)纖維中傳播速度更大，故C正確，D錯誤。

故選：Co

【點(diǎn)評】本題主要是考查了光的折射和全反射，解答此類題目的關(guān)鍵是弄清楚光的傳播情況，然后根據(jù)

光的折射定律和全反射的條件列方程判斷。

6.五一假期濟(jì)寧太白湖公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置于湖水下方位m處，

10

4

該光源發(fā)出紅光時，可在水面上觀察到紅色亮環(huán)，如圖所示。已知水對紅光的折射率為3則亮環(huán)的寬

【考點(diǎn)】光的全反射現(xiàn)象.

【專題】定量思想；方程法；全反射和臨界角專題；推理能力.

【答案】D

【分析】結(jié)合全反射發(fā)生的條件以及臨界角的公式分析即可。

【解答】解：水下的任意一個發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光，到達(dá)水面后能發(fā)生折射從水面出來的光形成一個圓形,

當(dāng)圓形線狀光源發(fā)出紅光可在水面上觀察到紅色亮環(huán)時，恰好發(fā)生全反射的光的光路如圖

S

由發(fā)生全反射的臨界條件可知sinC=i

n

…r

又一=tanC；d=2r

h

代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立可得：d=0.6m

故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評】該題屬于全反射現(xiàn)象的應(yīng)用，知道從水面看到的光斑的邊緣處光恰好發(fā)生全反射即可。

7.有一干涉裝置如圖所示，一個底部有雙縫的不透光圓柱形杯子的杯口固定一面光屏，用激光沿圖中方

向照射雙縫，可在光屏處觀察到干涉條紋，為了增加條紋間距，下列做法中可行的是（）

激光器

A.使用頻率更高的激光

B.使用更長的杯子

C.在杯子中填充折射率較大的透明物質(zhì)

D.減小激光器到雙縫之間的距離

【考點(diǎn)】更換光的顏色判斷條紋間距的變化；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；光的波長與干涉條紋

間距的關(guān)系；改變雙縫的間距判斷干涉條紋間距的變化；改變雙縫到光屏的距離判斷干涉條紋間距的變

化.

【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；理解能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Ax=），得出影響條紋間距的因素，從而分析判斷。

【解答】解：要使條紋間距變大，根據(jù)可判定：

ABD.使用頻率更高的激光，光的波長入變小，條紋間距變?。皇褂酶L的杯子即增大L,所以條紋間

距增大；減小激光器到雙縫之間的距離對改變條紋的間距沒有影響，故AD錯誤，B正確；

C.由光在介質(zhì)中傳播的速度為17=》可知光的速度減小。由波長與波速關(guān)系得4=聲=方，故在杯子

中填充折射率較大的透明物質(zhì)，光的波長入變小，條紋間距變小，故C錯誤；

故選：Bo

【點(diǎn)評】本題主要考查了光的干涉現(xiàn)象，解決本題的關(guān)鍵知道雙縫干涉條紋間距公式，以及知道各種色

光的波長大小關(guān)系，基礎(chǔ)題。

8.如圖甲所示，將兩塊平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在兩塊玻璃之間右側(cè)邊緣墊上兩個紙條，用

平行單色光豎直向下照射玻璃板，就會在玻璃板上方看到如圖乙所示的明暗相間的條紋。下列說法正確

的是（）

IIIIIIIIIH

圖甲圖乙

A.圖乙中的條紋是M的上表面、N的下表面兩列反射光發(fā)生干涉的結(jié)果

B.在任意一條明條紋的下方，空氣薄膜的厚度都是均勻變化的

C.如果撤掉一個紙條，則條紋間距增大

D.若改用頻率更高的單色光進(jìn)行實(shí)驗，則條紋間距會更大

【考點(diǎn)】薄膜干涉的計算.

【專題】信息給予題；定性思想；光的干涉專題；理解能力.

【答案】C

【分析】從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，同一位置的兩反射光的光程差減小，條紋變

寬，波長越長條紋越寬。根據(jù)光的干涉現(xiàn)象進(jìn)行分析。

【解答】解：A、乙圖中的條紋是單色光分別在M的下表面和N的上表面的反射光發(fā)生干涉而形成的，

故A錯誤；

B、在任意一條明條紋的下方，反射光的光程差相等，所以空氣薄膜的厚度都是相等的，故B錯誤；

C、若抽去一張紙片，同一位置沿著斜面的方向，光程差的變化變緩，條紋間距將變寬，故C正確；

D、根據(jù)tanO=心可知，改用頻率更高的光，波長變短，條紋間距變窄，故D錯誤；

故選：Co

【點(diǎn)評】掌握薄膜干涉的原理和相鄰條紋空氣層厚度差的關(guān)系即可順利解決此類題目，注意看清增加紙

片還是減少紙片是解題的關(guān)鍵。

9.如圖甲為一玻璃半球的截面圖，其半徑為R,。為球心，AB為直徑，現(xiàn)有均勻分布的紅光垂直入射到

半球的底面。已知球冠（不含圓底面）的表面積為S=2nR/t（如圖乙，其中R為球的半徑，卜為球冠的

高），光在真空中傳播的速度為c,玻璃對紅光的折射率為n=1.25,若只考慮首次射到球面的光，則下

面說法正確的是（）

A.從半球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播時間最短為一

4c

1

B.整個半球面透光的面積為gTTR29

c.所有射入到半球底面的光，有II的會發(fā)生全反射

D.若將入射光由紅光換成紫光，則半球面透光的面積增大

【考點(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；光的全反射現(xiàn)象.

【專題】定量思想；解題方法；全反射和臨界角專題；分析綜合能力.

【答案】A

【分析】平行光垂直入射到半球的底面上進(jìn)入時不改變傳播方向；注意曲面上的法線通過圓心；分析在

曲面不同位置入射角變化情況再判斷發(fā)生全反射的情況，求得透光面積；利用臨界角公式可以求解；傳

播速度不變需要找最短路徑，求得最短時間；入射光由紅光換成紫光，折射率變大，臨界角變小，則半

球面透光的面積減小。

【解答】解：A.由光學(xué)知識有

.61c

sine=一,n=-

nv

解得

C=53°

“二虧4c

由題意得從半球面射出的光中，最短路徑時剛好發(fā)生全反射，最短路徑

L=0.6R

在玻璃內(nèi)的傳播時間最短為

_L_0.6R_3R

一u一0.8c-4c

故A正確；

B.整個半球面透光的面積為

Q4

S=2nRh=2兀R(R-|/?)=

故B錯誤；

C.發(fā)生全反射的光與射入到半球底面的光比例為

兀7?2-兀(2R)29

TiR2—25

9

即所有射入到半球底面的光，有石的會發(fā)生全反射，故C錯誤；

D.若將入射光由紅光換成紫光，折射率變大，臨界角變小，則半球面透光的面積減小，故D錯誤。

故選：Ao

【點(diǎn)評】本題所涉及的幾何光學(xué)知識非?；A(chǔ)，著重考查學(xué)生對問題的過程分析進(jìn)而得出解決問題的方

法；本題給出的情景為半球，注意簡化模型。

10.如圖所示，正方形ABCD為一個立方體冰塊的截面，從空氣中的Q點(diǎn)射出一束單色光經(jīng)M點(diǎn)射入冰

面內(nèi)，入射角為4但具體角度無法測量，光線在AB邊上的N點(diǎn)射出，QM連線的延長線與AB邊交

于P點(diǎn)，已知MP和MN的長度，下列說法正確的是()

A.光線進(jìn)入冰塊后頻率變大

B.光線進(jìn)入冰塊后傳播速度變大

C.無法求出冰塊的折射率

D.減少。角，光線在AB邊可能會發(fā)生全反射

【考點(diǎn)】光的全反射現(xiàn)象；光的折射定律.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力.

【答案】D

【分析】A.根據(jù)光的頻率由光源決定，與傳播介質(zhì)無關(guān)判斷；

B.根據(jù)光在介質(zhì)中傳播速度的公式判斷；

C.根據(jù)幾何關(guān)系推導(dǎo)折射率的計算式；

D.根據(jù)全反射發(fā)生的條件進(jìn)行分析判斷。

【解答】解:A.光線頻率是由光源本身決定的，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中傳播時頻率不會發(fā)生改變，

故A錯誤；

B.光線進(jìn)入冰塊后，從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，折射率變大，根據(jù)公式v=￡可知，n變大，v減小，故

B錯誤;

C.如圖

根據(jù)幾何關(guān)系有sinO=cosa=需，sin0=蕭，則折射率11=羽揖，代入解得n=簫，故C錯誤；

D.減少9角，則0也減小，光線在AB面上入射時入射角會增大，只要入射角大于或等于臨界角C,又

因為是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，故可以發(fā)生全反射，故D正確。

故選：Do

【點(diǎn)評】考查光的折射和全反射問題，會根據(jù)題意計算折射率，判斷能否發(fā)生全反射。

多選題（共4小題）

（多選）11.如圖所示，玻璃球冠的半徑為R,底面鍍有反射膜，底面的半徑為會兒在紙面內(nèi)有一條過

球心O的光線，經(jīng)過底面AB反射后恰好從M點(diǎn)射出。已知出射光線的反向延長線恰好經(jīng)過A點(diǎn)，光

在真空中的速度為c,下列說法正確的是（）

B.入射光線與底面AB的夾角為60°

c.光線從入射到射出經(jīng)歷的時間為（1+8"

C

D.即使底面不鍍反射膜，光線也能完全從M點(diǎn)射出

【考點(diǎn)】折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；光的折射定律.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力.

【答案】AB

【分析】作出光路圖，根據(jù)幾何知識求解該條光線入射方向與底面AB的夾角。求出光線在M點(diǎn)的入

射角和折射角，再求該玻璃球的折射率；由幾何知識求該條光線從射入玻璃球到射出玻璃球經(jīng)歷的路程,

由v=：求出光在玻璃磚中傳播速度，從而求得光經(jīng)歷的時間，根據(jù)臨界角關(guān)系分析D。

設(shè)球底面圓心為O',連接OO',如圖所示。

解得：ZOAOZ=30°

由于MA_LAB,則NOAM=60°,Z^OAM為等邊三角形，由幾何關(guān)系有00'//MA

D

令NNOO'=。，由△ONO's^XMNA,可得00=5，則

^1an0+Rtan0=亨R

解得：6=30°

可知：ZPNO,=60°

該條光線入射方向與底面AB的夾角為60°-

由幾何關(guān)系可知

NONE=/ENM=30°

則有：i=60°,r=30°

由折射定律可得!1=鬻=幡=百

故AB正確；

D

C、光線從P點(diǎn)射入到從M點(diǎn)射出經(jīng)歷的路程為s=R+盛下+Rtan30°

光在玻璃磚中傳播速度為v=白

該條光線從射入玻璃球到射出玻璃球經(jīng)歷的時間為t=*

聯(lián)立解得t=空警

故c錯誤；

D、全反射的臨界角為

.「1J3

sinC=—=-5-

n3

底面不鍍反射膜，光線在AB面的入射角為30°,由于

1

sin30°=*<sinC

則光線不會發(fā)生全反射，不能從M點(diǎn)射出，故D錯誤；

故選：ABo

【點(diǎn)評】本題主要考查光的折射，解答此類問題的關(guān)鍵是畫出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系求解相關(guān)角度和光

程，結(jié)合折射定律解答。

（多選）12.如圖三棱鏡截面中NB=30°、ZC=45°,某種顏色的細(xì)光束從AB邊的D點(diǎn)射入介質(zhì)，

入射角為0（為未知量），折射光線射到BC邊上的E點(diǎn)，正好發(fā)生全反射，反射光線垂直射到AC邊

的F點(diǎn),B、D兩點(diǎn)間的距離為d,光在真空中的傳播速度為c,s出15。=與旦,下列說法正確的是（）

B.三棱鏡對此單色光的折射率為迎

C.sin0的值為遺二

4

d

D.光線從D到E傳播的時間為一

C

【考點(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式.

【專題】定量思想；電磁學(xué)；全反射和臨界角專題；分析綜合能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)光路圖，由幾何關(guān)系求解臨界角和在D點(diǎn)的折射角，求出折射率；根據(jù)折射定律求出sin。

的值；根據(jù)正弦定律求解DE的距離，根據(jù)n=［結(jié)合t=巳求解光從D到E傳播的時間。

【解答】解：AB、設(shè)光線在介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角為C,光線在D點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，由幾何關(guān)

系可知C=45°,光線在D點(diǎn)的折射角0=15°,根據(jù)臨界角公式得11=焉=/甲=魚，故A錯

誤，B正確；

C、根據(jù)折射定律n=1^,則sin。=nsin,=或x.［屈=門二］,故C錯誤；

dDE、萬

D、由幾何關(guān)系可得NDEB=45°,對ABDE由正弦定理可得：一一-=--解得：DE=*d

sm45°sin300乙

光線在介質(zhì)中的傳播u=§

光線在介質(zhì)中的傳播時間t=華

聯(lián)立解得：t=［故D正確。

故選：BDo

【點(diǎn)評】幾何光學(xué)畫出光路圖是解題的基礎(chǔ)，常常是幾何知識和折射定律的綜合。

（多選）13.某實(shí)驗小組要測量一半圓形玻璃磚的折射率。他們先在平鋪的白紙上畫出半圓形玻璃磚的直

徑ab、標(biāo)記圓心O的位置，過。點(diǎn)畫法線，并畫出一條入射光線cO。將半圓形玻璃磚沿著直徑放好,

緊貼b點(diǎn)放置與法線平行的光屏，如圖所示?，F(xiàn)用一紅色激光筆沿著cO方向射入一束光，在光屏上出

現(xiàn)一個光斑。實(shí)驗過程中，實(shí)驗小組的同學(xué)不小心將玻璃磚向左下方平移了一下，但入射光線仍能通過

玻璃磚的圓心，在光屏上出現(xiàn)一個光斑，小組同學(xué)將此光斑記作P點(diǎn)，并在白紙上連接0、P兩點(diǎn)作為

A.此時測得的折射率大于真實(shí)值

B.此時測得的折射率等于真實(shí)值

C.若僅改用綠色激光筆照射，光屏上的光斑會出現(xiàn)在P點(diǎn)上方

D.若僅改用綠色激光筆照射，光屏上的光斑會出現(xiàn)在P點(diǎn)下方

【考點(diǎn)】光的折射定律.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；分析綜合能力.

【答案】AD

【分析】作出光線的傳播路徑，分析折射角的變化，再判斷測得的折射率與真實(shí)值的關(guān)系；

若改用綠色激光筆照射，其他條件不變，綠光的折射角比紅光的大，根據(jù)折射定律分析光屏上的光斑位

置移動方向。

【解答】解：AB、光線的傳播路徑，如圖所示：

未向下平移玻璃磚時，光屏上出現(xiàn)的光斑為P',向下平移玻璃磚時，光屏上出現(xiàn)的光斑為P點(diǎn)；

由折射率和幾何知識可知，出射光線o'P與0P，平行，連接0P作為出射光線，則折射角偏大，由于

入射角相等，根據(jù)折射定律可知測得該玻璃磚的折射率將大于真實(shí)值，故A正確，B錯誤；

CD、若改用綠色激光筆照射，玻璃對綠光的折射率比紅光大，折射光線將向下移動，則光屏上的光斑

將會出現(xiàn)在P點(diǎn)下方，故C錯誤，D正確。

故選：ADo

【點(diǎn)評】本題考查光的折射定律，關(guān)鍵作出光路圖，結(jié)合折射定律和幾何知識進(jìn)行求解。

（多選）14.如圖為一透明均勻介質(zhì)球的橫截面，0為圓心，AB為直徑。一束單色光以6=60°從A點(diǎn)

入射，冠5弧面出射的光與AB平行。下列說法正確的是（）

A.介質(zhì)球的折射率約為迎

B.介質(zhì)球的折射率約為百

C.若入射光為白光，夜弧面上出射光形成彩色光帶

D.e在小于90°范圍變化時，硒弧面上能觀察到全反射現(xiàn)象

【考點(diǎn)】光的全反射現(xiàn)象；光的折射與全反射的綜合問題.

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力.

【答案】BC

【分析】AB.畫出折射光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系求解入射角和折射角，由折射率公式代入數(shù)據(jù)求解折率;

C.根據(jù)白光中不同單色光的折射率進(jìn)行分析判斷；

D.根據(jù)題意分析光線在介質(zhì)中出射點(diǎn)對應(yīng)的入射角大小，結(jié)合全反射發(fā)生的條件進(jìn)行解答。

【解答】解：AB.根據(jù)題意，由折射定律畫出光路圖，如圖所示

sin3sina

由幾何關(guān)系有/。人口=/。口人’根據(jù)赤方=嬴而‘可知式』=6。。’有/OAD=N°DA=

^3

30°,折射率1=&：喟而=:;W=等=?故A錯誤，B正確;

2

C.若入射光為白光，由于各種顏色的光的折射率不同，則各種顏色的光在ACB弧面上的出射點(diǎn)不一樣,

將形成彩色光帶，故C正確；

D.由AB分析可知，光線在ACB弧面上的入射角等于在A點(diǎn)的折射角，9在小于90°范圍變化時，不

可能在ACB弧面上能觀察到全反射現(xiàn)象，故D錯誤。

故選：BCo

【點(diǎn)評】考查光的折射和全反射問題，會根據(jù)題意找到相應(yīng)的幾何關(guān)系，結(jié)合折射率等知識進(jìn)行解答。

三.填空題（共2小題）

15.我國唐代對彩虹形成的原因已有記載，《禮記?月令?季春之月》中提到“日照雨滴則虹生"。一束太陽

光射入球形雨滴形成彩虹的光路如圖所示，則光線a的頻率大于（選填“大于”、“等于”或“小

于”）光線b的頻率，已知太陽光射入雨滴時入射角（9=53°,光線b偏折角0=16°,光線b在雨滴

中的折射率等于1.3（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，sin53°乙0.8,sini6°七0.3,sin37°七0.6）。

【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力.

【答案】大于；1.3

【分析】根據(jù)光的偏折程度分析折射率，根據(jù)折射定律解得折射率。

【解答】解：由圖分析可知，第一次折射時，b光的偏折較小，則b光的折射率較小；

根據(jù)折射定律可知n=扁黑市

代入數(shù)據(jù)解得n=1.3

故答案為：大于；L3

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵之處是分析第一次折射時折射角的關(guān)系，要注意運(yùn)用折射定律計算折射率的公式。

16.由甲、乙兩種不同顏色的光，垂直于直角三棱鏡的AC邊界面射入，照射到斜面上的D點(diǎn)，甲光恰好

發(fā)生全反射，乙光可以從D點(diǎn)折射出棱鏡，如圖所示。若甲、乙單色光在該棱鏡中傳播速度分別為kic

和k2c（C為真空中的光速），則可以判斷kl<k2（選填“>”或“<”）；甲、乙兩單色光在該介質(zhì)

中的折射率之比為k2:kl（用kl、k2表示）；在同一雙縫干涉裝置中，甲光形成的條紋間距上

乙光形成的條紋間距（選填“>"或

【考點(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系；折射率的波長表達(dá)式和速度

表達(dá)式；光的全反射現(xiàn)象.

【專題】學(xué)科綜合題；定量思想；方程法；光的折射專題；光的干涉專題；推理能力.

【答案】<;k2：ki；<o

【分析】甲恰好發(fā)生全反射，結(jié)合發(fā)生全反射的條件可知甲A的折射率大，結(jié)合題目中甲、乙單色光

在該棱鏡中傳播速度判斷ki、k2以及甲、乙兩單色光在該介質(zhì)中的折射率之比；根據(jù)折射率與波長的

關(guān)系判斷波長的長短關(guān)系，然后結(jié)合雙縫干涉的條紋間距公式判斷。

【解答】解：由題意可知，甲單色光的臨界角小于乙單色光的，根據(jù)SMC=￡

可知n甲>n乙

根據(jù)幾=祟

結(jié)合甲、乙單色光在該棱鏡中傳播速度分別為kic和k2c可得九用=忘，九2=總

解得n甲：11乙=1￡2：ki

則ki<k2

由于同一種介質(zhì)對頻率大、波長小的光的折射率答，可得入甲〈入乙

根據(jù)雙縫干涉的條紋間距4%=宗

可知甲光形成的條紋間距小于乙光形成的條紋間距。

故答案為：<;k2：ki；<=

【點(diǎn)評】該題綜合考查光的折射、全反射以及干涉，牢記相關(guān)的公式即可。

四.解答題（共4小題）

17.三棱鏡在光學(xué)儀器中有重要的應(yīng)用。如圖所示，直角三棱鏡的折射率n=&,NA=60°,NC=90°,

AC長度為2遍m。若一束極細(xì)的光從AC的中點(diǎn)D平行于BC入射，光在真空中的速度c=3X108m/So

求：

①此三棱鏡相對于空氣的臨界角C和光從BC邊第一次射出時的折射角；

②光從AC邊射入到第一次射出的過程中，光在棱鏡中的運(yùn)動時間。

【考點(diǎn)】光的全反射現(xiàn)象；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式.

【專題】計算題；定量思想；推理法；光線傳播的規(guī)律綜合專題；推理能力.

【答案】（1）此三棱鏡相對于空氣的臨界角C為45°,光從BC邊第一次射出時的折射角為45°；

（2）光從AC邊射入到第一次射出的過程中，光在棱鏡中的運(yùn)動時間為手x10-85。

【分析】（1）根據(jù)全反射臨界角公式sinC=求解玻璃的臨界角；畫出光路圖，判斷光線在AB面和

BC面上能否發(fā)生全反射，由幾何知識求出光線第一次射入空氣時的入射角，由折射定律求解折射角；

（2）根據(jù)幾何關(guān)系求出光線在玻璃磚內(nèi)通過的路程，由運(yùn)動學(xué)知識求解時間。

【解答】解：⑴設(shè)玻璃對空氣的臨界角為CsinC—為解將：C=45°,如圖所示：

因為%=60。>C,所以光線在AB面上將發(fā)生全反射；由幾何知識可知NB=NBEF=30°,所以/

EFB=120°,i3=300<C,則光線從BC面上第一次射入空氣，由折射定律n=2竺得sinr=nsini3=

V2xsin30°=可得：r=45°；

(2)在三角形ADE中，根據(jù)幾何關(guān)系：DE=ADtan600=V3tan60°=3m,AB=2AC=2x2y/3m=

MEF=^EB=9竽=^X2V^=2M,根據(jù)"*則"中==

T

V2(3+2)5V2_

--——Q2-S=-^5—xvi1n0叼8。

3xlOb3

答：(1)此三棱鏡相對于空氣的臨界角C為45°,光從BC邊第一次射出時的折射角為45°；

(2)光從AC邊射入到第一次射出的過程中，光在棱鏡中的運(yùn)動時間為*X10一85。