2024年高考物理復(fù)習(xí)試題分類(lèi)訓(xùn)練：光學(xué)（教師卷）

專(zhuān)題14光學(xué)

2024

高考真題

1.（2024年新課標(biāo)考題）4.三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾

貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不同尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說(shuō)法正

確的是（）

A.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量

B.藍(lán)光光子的動(dòng)量小于紅光光子的動(dòng)量

C.在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度大于紅光的速度

D.藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率小于它在空氣中傳播時(shí)的頻率

【答案】A

【解析】AB.由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，根據(jù)石="/

h

可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)p

A

可知藍(lán)光光子的動(dòng)量大于紅光光子的動(dòng)量，故A正確，B錯(cuò)誤；

c.由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)丫=￡

n

可知在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯(cuò)誤；

D.光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯(cuò)誤

故選A。

2.（2024年上海卷考題）3.車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波信號(hào)，其中（）

A.僅激光是橫波B.激光與超聲波都是橫波

C.僅超聲波橫波D.激光與超聲波都不是橫波

【答案】B

【解析】車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出的激光和超聲波信號(hào)都是橫波。

故選Bo

3.（2024年上海卷考題）5.在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為&雙縫到光

強(qiáng)分布傳感器距離為L(zhǎng).

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得從條暗條紋間距為〃則激光器發(fā)出的光波波長(zhǎng)為o

DdDdDLDL

A，~NL（N-1）LC而（fd

（2）在激光器和雙縫之間加入一個(gè)與光束垂直放置的偏振片，測(cè)得的干涉條紋間距與不加偏振片時(shí)相

A.增加B.不變C.減小

（3）移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有（多選）

A.減小縫寬B.使單縫靠近傳感器

C.增大縫寬D.使單縫遠(yuǎn)離傳感器

【答案】①.B②.B③.AD

【解析】

[1]N條暗條紋間距為。，說(shuō)明條紋間距Ax=--------

N-1

又Ax=一2

d

Dd

4-

解得~(N-1)L

故選B。

[2]加偏振片不會(huì)改變光的波長(zhǎng)，因此條紋間距不變，B正確。

故選B。

[3]移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會(huì)發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，根據(jù)單縫衍射規(guī)律，減小縫的寬度、增加

單縫到光屏的距離可以增大中央亮紋寬度。

故選AD。

4.（2024年江蘇卷考題）2.用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在

將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會(huì)觀察到（）

A.兩鏡片都變亮B.兩鏡片都變暗

C.兩鏡片沒(méi)有任何變化D.左鏡片變暗，右鏡片變亮

【答案】D

【解析】立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)

液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，根據(jù)/=/0cos2,可知將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后左鏡片變暗，右鏡片變

亮。

故選Do

5.（2024年遼寧卷考題）4.某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫

方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻

面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是（）

A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照雙縫

C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離

【答案】A

【解析】由于干涉條紋間距Ax=,彳，可知：

a

A.換用更粗的頭發(fā)絲，雙縫間距d變大，則相鄰兩條亮紋中央間距Ax變小，故A正確；

B.換用紅色激光照雙縫，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，則相鄰兩條亮紋中央間距Ax變大，故B錯(cuò)誤；

C.增大紙板與墻面的距離，，則相鄰兩條亮紋中央間距Ax變大，故C錯(cuò)誤；

D.減小光源與紙板的距離，不會(huì)影響相鄰兩條亮紋中央間距Ax，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

6.（2024年江蘇卷考題）6.現(xiàn)有一光線以相同的入射角9，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光

線如圖所示（￡《￡2）,已知折［射率隨濃度增大而變大廣。則（）

甲乙

A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大

【答案】A

【解析】入射角相同，由于用〈尸2,根據(jù)折射定律可知御＞生，故甲濃度大；根據(jù)丫=￡,可知光線

n

在甲中的傳播速度較小，由sinC=L可知折射率越大臨界角越小，故甲臨界角小。

n

故選Ao

7.（2024浙江1月卷考題）14.下列說(shuō)法正確的是（）

A,相同溫度下，黑體吸收能力最強(qiáng)，但輻射能力最弱

B.具有相同動(dòng)能的中子和電子，其德布羅意波長(zhǎng)相同

C.電磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動(dòng)量和能量

D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過(guò)偏振片觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)可觀察到明暗變化

【答案】CD

【解析】A.相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；

hh

B.根據(jù)4=—=下〒具有相同動(dòng)能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；

C.電磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動(dòng)量和能量，故C正確;

D.自然光在玻璃、水面等表面反射時(shí)，反射光可視為偏振光，透過(guò)偏振片觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)能觀察

到明暗變化，故D正確。

故選CDo

8.（2024年江西卷考題）9.某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件

B.透鏡的作用是使光更集中

C.單縫的作用是獲得線光源

D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)越多

【答案】BC

【解析】A.進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮

光筒、測(cè)量頭等元件，故A錯(cuò)誤；

B.透鏡的作用是使光更集中，故B正確；

C.單縫的作用是獲得線光源，故C正確；

D.根據(jù)條紋間距公式=可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距較大，測(cè)量頭中觀察到的條紋

a

數(shù)目?jī)?nèi)越少，故D錯(cuò)誤。

故選BC。

9.（2024年山東卷考題）4.檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠

6、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾

珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說(shuō)法正確的是（）

圖甲圖乙

A.滾珠尻c均合格B.滾珠6、c均不合格

C滾珠6合格，滾珠c不合格D.滾珠6不合格，滾珠c合格

【答案】C

【解析】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成

干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相

等，即滾珠a的直徑與滾珠6的直徑相等，即滾珠6合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾

珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。

故選Co

10.（2024年廣東卷考題）6.如圖所示，紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以。角從脈面射

入某長(zhǎng)方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在航面發(fā)生全反射。反射光射向國(guó)面。若。逐漸增大。兩束光在母

面上全反射現(xiàn)象會(huì)先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說(shuō)法正確的是（）

A.在戶0面上，紅光比綠光更靠近9點(diǎn)

B.。逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失

C.。逐漸增大時(shí)，入射光可能在脈面發(fā)生全反射

D.e逐漸減小時(shí)，兩束光在筋面折射的折射角逐漸增大

【答案】B

【解析】A.紅光的頻率比綠光的頻率小，則紅光的折射率小于綠光的折射率，在"N面，入射角相同，

根據(jù)折射定律〃='吧可知綠光在"N面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知綠光比紅光更靠近9點(diǎn)，故A

sina

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)全反射發(fā)生的條件5m。=」可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，。逐漸增大時(shí)，折射光線與

n

NP面的交點(diǎn)左移過(guò)程中，在NP面的入射角先大于紅光發(fā)生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現(xiàn)象先

消失，故B正確；

C.在面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無(wú)論。多大，在腑面都不可能發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)折射定律”=必一可知。逐漸減小時(shí)，兩束光在可面折射的折射角逐漸減小，故D錯(cuò)誤。

sina

故選Bo

11.（2024廣西高考真題）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過(guò)平面

鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光

源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和1,ayl,鏡面與光屏垂直，單色光波長(zhǎng)為4。下列說(shuō)法正確的

是（）

A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為《2

2a

B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為一九

a

C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時(shí)單色光的波長(zhǎng)變?yōu)槌?/p>

D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Ax,則該液體的

折射率為丁;力

2a/\x

【答案】AD

【解析】AB.根據(jù)光的反射對(duì)稱(chēng)性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a,根據(jù)條紋間距公式可知

==,故A正確，B錯(cuò)誤；

a2a

C.若將整套裝置完全浸入折射率為〃的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據(jù)M=cv=\f=-

n

其中。為在真空中的光速，則4=4,故c錯(cuò)誤；

n

D.若將整套裝置完全沒(méi)入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Ax,根據(jù)條紋間距

公式有可得力=半

2aI

結(jié)合C選項(xiàng)的分析可知九=半=4

/n

所以〃=—一2,故D正確。

故選ADo

12.（2024甘肅高考真題）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入

射到圓心。，當(dāng)0=30。時(shí)，反射光6和折射光。剛好垂直。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該材料對(duì)紅光的折射率為bB.若夕=45。，光線c消失

C.若入射光a變?yōu)榘坠猓饩€6為白光D.若入射光a變?yōu)樽瞎猓饩€6和c仍然垂直

【答案】ABC

【解析】A.根據(jù)幾何關(guān)系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時(shí)光線的折射角為6。。，故折射率為"篙地

故A正確;

B.設(shè)臨界角為C,得sinC=j=/<7w

故C<45。，故若。=45。，會(huì)發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；

C.由于光線6為反射光線，反射角等于入射角，故當(dāng)入射光a變?yōu)榘坠猓饩€6為白光，故C正確；

D.對(duì)同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線6和c不會(huì)垂

直，故D錯(cuò)誤。

故選ABC。

13.（2024浙江1月卷考題）12.氫原子光譜按頻率展開(kāi)的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式

,小3、4、5、6用“6和",光進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)研究，則

A.照射同一單縫衍射裝置，”6光的中央明條紋寬度寬

B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃胸，“6光的側(cè)移量小

C.以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長(zhǎng)度上“丫光的平均光子數(shù)多

D.相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，打了光的飽和光電流小

【答案】C

【解析】A.根據(jù)巴耳末公式可知，”丫光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照

射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬，故A錯(cuò)誤；

B.〃丫光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)/=￡可知”,光的頻率較小，則光的折射率較小，在平行玻璃磚的偏

A

折較小，光的側(cè)移量小，故B錯(cuò)誤；

C.”丫光的頻率較小，"丫光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，”,光的光子數(shù)較多，真空

中單位長(zhǎng)度上“丫光的平均光子數(shù)多，故c正確；

D.若“6、打了光均能發(fā)生光電效應(yīng)，相同光強(qiáng)的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，打了光的頻率較小，

光的光子能量較小，”丫光的光子數(shù)較多，則“丫光的飽和光電流大，”6光的飽和光電流小，故D錯(cuò)誤。

故選C。

14.（2024年湖南卷考題）9.1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），

平面鏡沿。4放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾斜了某微小角度6,如圖所示。

S為單色點(diǎn)光源。下列說(shuō)法正確的是（）

光屏

S方泰黑77777^二、6—一匚A

平面鏡

A.沿A0向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動(dòng)

B.沿。4向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小

C.若6=0。，沿（M向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變

D.若6=0。，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向4處移動(dòng)

【答案】BC

【解析】CD.根據(jù)題意畫(huà)出光路圖

如圖所示，S發(fā)出的光與通過(guò)平面鏡反射光（可以等效成虛像S，發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足

相干光條件。所以實(shí)驗(yàn)中的相干光源之一是通過(guò)平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與S'的

距離為4則

1117

d=2aS到光屏的距離為代入雙縫干涉公式Ax=—,可得Ax=—

a2a

則若90°,沿物向右（沿4。向左）略微平移平面鏡，對(duì)7和d均沒(méi)有影響，則干涉條紋間距不

變，也不會(huì)移動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤;

AB.同理再次畫(huà)出光路圖有

沿。向右略微平移平面鏡，即圖中從①位置一②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距

減小，沿4。向左略微平移平面鏡，即圖中從②位置一①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動(dòng)，故A錯(cuò)誤,

B正確。

故選BCo

15.（2024年河北卷考題）11.某同學(xué)通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其中

測(cè)量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。

該同學(xué)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對(duì)干涉條紋進(jìn)行測(cè)量，并記錄第一條和第六條

亮紋中心位置對(duì)應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：

單色光類(lèi)別%]/mmx6/mm

單色光110.6018.64

單色光284418.08

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為（填“紅光”或“綠光”）。

【答案】綠光

【解析】根據(jù)&=5彳，可得4=4竺

dL

A18.64-10.60,小。

由圖表帶入數(shù)據(jù)可知Ax1=--------------------------mm=1.608mm

A18.08-8.44,cc。

AXo=------------------------mm=1.928mm

25

故A%]<AX2

則4<4

已知綠光的波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，則單色光1是綠光。

16.（2024年湖北卷考題）11.某同學(xué)利用激光測(cè)量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下:

y/mni

①平鋪白紙，用鉛筆畫(huà)兩條互相垂直的直線AA和BB'，交點(diǎn)、為將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA，

并使其圓心位于。點(diǎn)，畫(huà)出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。

②將一細(xì)激光束沿，。方向以某一入射角射入玻璃胸，記錄折射光線與半圓弧的交點(diǎn)

③拿走玻璃磚，標(biāo)記8光線與半圓弧的交點(diǎn)P。

④分別過(guò)肱戶作物'的垂線跖0'、PP,M'、尸'是垂足，并用米尺分別測(cè)量M0'、PP的長(zhǎng)度

x和y。

⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出V—X圖像，如圖（b）

所示。

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（單選，填標(biāo)號(hào)）。

A.入射角越小，誤差越小

B.激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差

C.選擇圓心。點(diǎn)作為入射點(diǎn)，是因?yàn)榇颂幍恼凵洮F(xiàn)象最明顯

（2）根據(jù)y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為（保留三位有效數(shù)字）。

（3）若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果（填“偏大"''偏

小”或“不變”）。

【答案】（1）B（2）1.57（3）不變

【解析】（1）A.入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測(cè)量的誤差會(huì)變大，故

A錯(cuò)誤；B.激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差，故B正確；C.相同的材料在各點(diǎn)的折射

效果都一樣，故C錯(cuò)誤。

故選B。

（2）設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為R,根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為sin?=小

R

折射角的正弦值為sinr=^

R

可知y—x圖像斜率大小等于折射率，即〃=三"1.57

28

（3）根據(jù)（2）中數(shù)據(jù)處理方法可知若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率

的測(cè)量結(jié)果不變。

17.（2024年安徽卷考題）11.某實(shí)驗(yàn)小組做“測(cè)量玻璃的折射率”及拓展探究實(shí)驗(yàn).

（1）為測(cè)量玻璃的折射率，按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下表述正確的一項(xiàng)是0（填正確答案標(biāo)

號(hào)）

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫(huà)出直線a和儲(chǔ)

B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針耳、尸2,眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使鳥(niǎo)把4擋住，這樣

就可以確定入射光線和入射點(diǎn)?！谘劬@一側(cè)，插上大頭針舄，使它把4、鳥(niǎo)都擋住，再插上大頭針A,

使它把6、P］、鳥(niǎo)都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)Q

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角4應(yīng)盡量小一些，以減小實(shí)驗(yàn)誤差

（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點(diǎn)入射到空氣與玻璃的

分界面.保持相同的入射角，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示.此實(shí)驗(yàn)初步表

明：對(duì)于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān).頻率大，折射率（填“大”或“小”）

圖丁

（3）為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。

保持相同的入射角％,測(cè)得折射角分別為12、%（4<%），則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為〃蝴

〃介質(zhì)（填""或"<”）。此實(shí)驗(yàn)初步表明：對(duì)于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。

【答案】（1）B（2）大(3)>

【解析】（1）A.在白紙上畫(huà)出一條直線a作為界面，把長(zhǎng)方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長(zhǎng)邊與

a對(duì)齊。用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長(zhǎng)邊，按住直尺或三角板不動(dòng)，將玻璃磚取下，畫(huà)出直線0,

代表玻璃磚的另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫(huà)出直線a和優(yōu)，故A錯(cuò)誤；

B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針[、P2,眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使鳥(niǎo)把耳擋住，這樣

就可以確定入射光線和入射點(diǎn)?！谘劬@一側(cè)，插上大頭針舄，使它把耳、鳥(niǎo)都擋住，再插上大頭針舄,

使它把4、鳥(niǎo)、鳥(niǎo)都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)故B正確；

c.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角4應(yīng)盡量大一些，但也不能太大（接近90。），以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故c錯(cuò)誤；

故選Bo

sintz

（2）由圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律n=~~

sinp

可知綠光的折射率大于紅光的折射率，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光的頻率，所以頻率大，折射率大。

sintz,

（3）根據(jù)折射定律可知，玻璃的折射率為為璃~~L

sm%

sina,

該介質(zhì)的折射率為"介質(zhì)=[----，其中的＜%，所以

sin

18.（2024全國(guó)甲卷考題）16.一玻璃柱的折射率〃=百，其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為此

如圖所示。截面所在平面內(nèi)，一束與46邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與36邊的距離由小變大，距

離為力時(shí)，光線進(jìn)入柱體后射到8c邊恰好發(fā)生全反射。求此時(shí)人與"的比值。

sin(3

設(shè)臨界角為c,得sinC=-=旦cosC=&

n33

根據(jù)。=，+c可得吧”9=也

sinp

1

解得tan葭n.

故可得sin/?=i—=

V12-6V2

故可知—=sin?=A/3sin/?=J-----尸

RV4-2V2

19.（2024年山東卷考題）15.某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為。點(diǎn)，半徑為尼直

角三棱鏡固邊的延長(zhǎng)線過(guò)。點(diǎn)，龍邊平行于邊且長(zhǎng)度等于尼/FEG由。。。橫截面所在平面內(nèi)，單色

光線以夕角入射到環(huán)邊發(fā)生折射，折射光線垂直鹿邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對(duì)該單色光的折射率均

為1.5o

（1）求sin9；

（2）以，角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧人必可以發(fā)生全反射，求光線在斯上入射點(diǎn)，（圖

中未標(biāo)出）到￡點(diǎn)距離的范圍。

【答案】（1）sin6?=0.75；（2）

Q<X<^LLR

9

【解析】（1）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為a,則根據(jù)折射定律有〃=堊一

sina

由于折射光線垂直￡G邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知a=NFEG=30。

代入數(shù)據(jù)解得sin8=0.75

（2）根據(jù)題意作出單色光第一次到達(dá)半圓弧/物恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖

則根據(jù)幾何關(guān)系可知也上從戶點(diǎn)到￡點(diǎn)以。角入射的單色光線第一次到達(dá)半圓弧匈必都可以發(fā)生全反

射，根據(jù)全反射臨界角公式有sinC=-

n

設(shè)尸點(diǎn)到用的距離為/,則根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)=RsinC

R-1

又因?yàn)?/p>

PEcos30°

_2出

聯(lián)立解得XPE=~^~R

所以光線在正上的入射點(diǎn)〃到￡點(diǎn)的距離范圍為正R

9

2024

高考模擬題

一、單選題

1.（2024?北京海淀?三模）如圖，/和6兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入，出射光線都

從圓心。沿在方向射出，且這兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應(yīng)。那么在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中（如圖所

示），調(diào)節(jié)這兩束光的光強(qiáng)并分別照射相同的光電管。使實(shí)驗(yàn)中這兩束光都能在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的

光電子，實(shí)驗(yàn)所得光電流/與光電管兩端所加電壓〃間的關(guān)系曲線分別以4、8表示，則下列4圖中可能正

確的是哪些？（）

【解析】由光路的可逆性可知，單色光力的偏轉(zhuǎn)程度較大，其折射率較大，頻率較高，由

小=加-網(wǎng)又=%

聯(lián)立，解得?-曳

ee

可知單色光月的遏制電壓較大，根據(jù)/=幺，可知二者的飽和光電流相等。

t

如果所加的電壓滬o,兩束光在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相同數(shù)量的光電子，則相同時(shí)間到達(dá)陽(yáng)極的光電子的數(shù)

量相等，光電流相等。

故選Do

2.（2024?山東煙臺(tái)?三模）如圖所示，一裝滿水的長(zhǎng)方體玻璃容器，高度為小a,上下兩個(gè)面為邊

長(zhǎng)3缶的正方形，底面中心。點(diǎn)放有一單色點(diǎn)光源，可向各個(gè)方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)

4

點(diǎn)的小甲蟲(chóng)，已知水對(duì)該單色光的折射率為〃=§,則小甲蟲(chóng)能在水面上看到點(diǎn)光源的活動(dòng)區(qū)域面積為

【答案】A

13

【解析】全反射的臨界角滿足sinC=L=]

n4

當(dāng)入射角為臨界角時(shí)，在上表面能折射出光線的最大半徑為r,光路圖如圖所示

解得/'=3〃

水面的對(duì)角線長(zhǎng)度為/=0x3缶=6a=2r

故小甲蟲(chóng)能在整個(gè)水面上看到點(diǎn)光源，活動(dòng)區(qū)域面積為5=（3億）2=186

故選Ao

3.（2024?山東濰坊?三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一

個(gè)質(zhì)量分布均勻的透明水晶球，半徑為a,過(guò)球心的截面如圖乙所示，閭為直徑，一單色細(xì)光束從戶點(diǎn)射

入球內(nèi)，折射光線與PQ夾角為37℃,出射光線與為平行。已知光在真空中的傳播速度為c，sin370=0.6,

cos37°=0.8,貝l|()

3Qzy

C.光在“水晶球”中的傳播速度為正D.光在“水晶球”中的傳播時(shí)間為9

5c

【答案】B

【解析】B.根據(jù)題意作出光路圖如圖

需=221.6

由幾何關(guān)系可知，光線射出時(shí)的折射角r為20,折射率力

故B正確;

A.由圖￡=r=29=74°,故A錯(cuò)誤;

c5

C.光在“水晶球”中的傳播速度為v=J=3c,故C錯(cuò)誤;

n8

D.光在“水晶球”中傳播的距離/=2acos。

時(shí)間r」=^=4acos*,帶入數(shù)據(jù)有”等，故D錯(cuò)誤。

vcc25c

故選B。

4.（2024?河北?三模）氫原子能級(jí)圖如圖所示，大量處于〃=3的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)

輻射出不同頻率的光，用這些光照射金屬錫，已知金屬錫的逸出功為4.42eV,關(guān)于這些輻射出的光，下列

說(shuō)法正確的是（）

nE/eV

OO-----------------------------------------------------0

4------------------------0.85

A.躍遷中有6種不同頻率的光

B.只有1種頻率的光能使錫發(fā)生光電效應(yīng)

C.對(duì)同一種介質(zhì)，a光的臨界角小于6光的臨界角

D.用同一裝置進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)，a光干涉條紋的寬度大于6光干涉條紋的寬度

【答案】C

【解析】A.躍遷中共可以釋放光的種類(lèi)數(shù)為N=C；=3,故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.由光電效應(yīng)可知，若要使錫發(fā)生光電效應(yīng)，則光子的能量應(yīng)該大于逸出功，則躍遷中釋放的3種光

的能量分別為凡=-1.51-（-13.6）eV=12.09eV,凡=一3.4—（—13.6）eV=10.2eV

Ec=-1.51-（-3.4）eV=1.89eV,所以有兩種光可以使錫發(fā)生光電效應(yīng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.由于光子的能量為石=加，由之前的分析可是a光的能量大于6光的能量，所以a光的頻率大于6

光的頻率。即a光的折射率大于力光的折射率，由于臨界角有sinC=L

n

所以力光的臨界角大于a光的臨界角，故C項(xiàng)正確；

D.由于a光的頻率大，所以a光的波長(zhǎng)小，干涉的條紋間距為

a

所以a光的條紋間距小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選Co

5.（2024?山西?模擬預(yù)測(cè)）高壓汞燈，UV光刻機(jī)的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、

546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有右線（404nm）是光刻機(jī)所需要的。高壓汞燈輻射的光

通過(guò)圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機(jī)的是（）

a

A.aB.bC.dD.e

【答案】C

sin/q

【解析】根據(jù)折射率的定義式有〃=一記

sm盤(pán)質(zhì)

由圖可知，五束光在空氣中的入射角相等，a、b、c、d、e五束光在介質(zhì)中的折射角依次減小，可知

<nn<n

%<nbe<de

折射率越大，波長(zhǎng)越小，則有片>4>%>4>4

由于只有人線（404nm）是光刻機(jī)所需要的，根據(jù)題中給出的五條尖銳的光譜線的波長(zhǎng)大小關(guān)系，可知，

只有“光束適合UV光刻機(jī)。

故選Co

6.（2024?福建寧德?三模）雨后天空中出現(xiàn)的弧形彩帶，色彩鮮明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。

如圖所示為形成的光路圖，一束太陽(yáng)光射入水滴后，射出彩色光，其中a和6是兩種單色光，下列說(shuō)法正

確的是（）

A.a光的波長(zhǎng)大于6光的波長(zhǎng)

B.水滴對(duì)a光的折射率大于對(duì)6光的折射率

C.在水滴中，a光的傳播速度小于6光的傳播速度

D.在完全相同的條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，6光對(duì)應(yīng)的干涉條紋間距較寬

【答案】A

【解析】B.根據(jù)光路圖可知，兩束光的入射角相等，在介質(zhì)中a光的折射角大，6光的折射角小，根

據(jù)折射定律〃=亞可知，水滴對(duì)a光的折射率小于對(duì)右光的折射率，故B錯(cuò)誤；

sinr

A.由于水滴對(duì)H光的折射率小于對(duì)6光的折射率，則a光的頻率小于6光的頻率，所以a光的波長(zhǎng)大

于6光的波長(zhǎng)，故A正確;

C.根據(jù)口=一可知，在該介質(zhì)中a光的傳播速度大于。光的傳播速度，故C錯(cuò)誤;

n

D.根據(jù)Ax=§X可知，在相同的條件下，a光的波長(zhǎng)大于6光的波長(zhǎng)，所以a光對(duì)應(yīng)的干涉條紋間距

a

較寬，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

7.（2024?廣東?三模）如圖甲所示，自行車(chē)后尾燈本身并不發(fā)光，但夜晚在燈光的照射下會(huì)顯得特

別明亮，研究發(fā)現(xiàn)尾燈內(nèi)部是由折射率較大的實(shí)心透明材料制成，結(jié)構(gòu)如圖乙所示，當(dāng)光由實(shí)心材料右側(cè)

面垂直入射時(shí)，自行車(chē)尾燈看起來(lái)特別明亮的原因是（）

A.光的折射B.光的全反射C.光的干涉D.光的衍射

【答案】B

【解析】光在自行車(chē)后尾燈內(nèi)部發(fā)生了全反射，因此看起來(lái)特別明亮。

故選Bo

8.（2024?河北保定?三模）如圖所示，泳池底有一個(gè)點(diǎn)光源R只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面

射出，就為圓錐底面的一條直徑。已知池水深1.8m,圓錐的母線與水平方向所成的角為6（sin6=也），

4

光在空氣中的傳播速度c=3.0x108向$,下列說(shuō)法正確的是（）

MN

光源尸

A.。為水的臨界角B.水的折射率為生自

7

C.水面上亮斑的面積為含m2D.光在水中傳播的最短時(shí)間為8.0x10-95

【答案】D

JT

【解析】A.由光路圖知，發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為1-。，A錯(cuò)誤;

1

B.由折射率公式知〃=.八

由圖可知sinC=sin（?“，故折射率為〃B錯(cuò)誤；

C.由題知，只有在錐形范圍內(nèi)的光線才能從水面射出，設(shè)錐形范圍半徑為廠，PN距離為x,則根據(jù)幾

何關(guān)系知sinO="代入得工=三近，則二=sinC代入得r=』x*且=士史

尤7x477

水面上亮斑的面積為5=》產(chǎn)代入得S=〃［告且］”4.2%，C錯(cuò)誤；

。39

D.由公式知"=-c代入得v=3xIO?x—m/s=—x108zs

v44m

f-I'-RX1O-9S

則光在水中傳播的最短時(shí)間為？xl（）8--D正確；

4X

故選Do

9.（2024?重慶?二模）下列說(shuō)法正確的是（）

A.聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率大

B.肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的偏振現(xiàn)象

C.將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運(yùn)到黑龍江后應(yīng)調(diào)整其擺長(zhǎng)

D.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成的干涉圖樣，條紋間距與光的頻率無(wú)關(guān)

【答案】C

【解析】A.聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率小，

故A錯(cuò)誤；

B.肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)7=2萬(wàn)將原本精準(zhǔn)的擺鐘從廣州運(yùn)到黑龍江后，由于重力加速度發(fā)生變化，所以應(yīng)調(diào)整其

擺長(zhǎng)，故C正確；

D.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成的干涉圖樣，根據(jù)-=42可知條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)，則與光的頻率有關(guān)，

a

故D錯(cuò)誤。

故選Co

11.（2024?遼寧丹東?二模）在用上下表面平行的同一塊玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩

名同學(xué)分別用不同顏色的單色光進(jìn)行測(cè)量，兩人做出的光路圖如下，a>/3,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.由于是同一塊玻璃磚，所以兩人測(cè)得的折射率是相同的

B.在上述實(shí)驗(yàn)中，若增大入射角。則乙同學(xué)所用的單色光在下表面先發(fā)生全反射現(xiàn)象

C.甲同學(xué)所用的單色光在玻璃磚中傳播的速度更快

D.若用這兩種單色光在同一裝置先后進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，則甲同學(xué)用的單色光干涉條紋間距更窄

【答案】C

【解析】A.根據(jù)折射定律可知，入射角相等，但折射角不同，所以甲同學(xué)測(cè)得的折射率較小，故A錯(cuò)

誤；

B.增大入射角明光獨(dú)'界面射出時(shí)的入射角增大，根據(jù)折射定律可知，射出時(shí)的入射角不會(huì)超過(guò)臨

界角，所以單色光在下表面不可能發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤；

C.甲同學(xué)測(cè)得的折射率較小，根據(jù)v=9可知，光在玻璃磚中傳播的速度更快，故C正確；