高考物理真题与课后专项提升练-光（解析版）

8.2光——高考真题与课后专项提升练

1.（2023•河北）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自

然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（）

A.上述现象与彩虹的形成原理相同

B.光在薄膜的下表面发生了全反射

C.薄膜上下表面的反射光发生了干涉

D.薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色

【解答】解：A.上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光通过水珠发生的折

射，上述现象与彩虹的形成原理不相同，故A错误；

BC.硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光发生干涉，满足

振动加强条件，振动加强，故B错误，C正确；

D.根据光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生变化时，满足加强条件（厚度为波

长的四分之一）的波长也会发生改变，导致硅片呈现的颜色发生变化，故D错误。

故选：Co

2.（2023•福建）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。

瓶内装有适量清水。水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液

流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地

沿液流传播的是（）

A.减弱激光强度

B.提升瓶内液面高度

C.改用折射率更小的液体

D.增大激光器与小孔之间的水平距离

【解答】解：激光能沿水流传播，是由于光线在水流中不断的发生全反射，一直在液流内部沿

直线传播，当液流的高度越高，则全反射的次数越多，现象越明显。

A、减小激光强度，会使发生全反射的光束减少，现象不明显，不符合题意；故A错误；

B、提高瓶内液面的高度，液体压强越大，水流出去的距离更远，激光发生全反射的光束更多，

现象更明显；故B正确；

C、改用折射率更小的液体，全反射临界角会越大，激光在液体中发生全反射的光束减少，不利

于沿液流传播；故C错误；

D、增加激光器与小孔之间的水平距离，不会影响光束在流液中的传播；故D错误。

故选：Bo

3.（2023•湖北）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30。，OP边上的点光源S到顶点

O的距离为d,垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上

有光射出部分的长度为（）

1V2-

A.—dB.—dC.dD.v2d

22

【解答】解：设光线在OQ界面点的入射角为a,折射角为仇几何关系可知

a=30°

由于光路可逆，根据折射定律可得

_sin0_sm45°_B

n-sina-sm30°—

光线射出OQ面的临界条件为发生全反射，光路图如图所示

光线在AB两点发生全反射，有公式

“I1V2

smC=-n=TV2F2

在AB两个位置临界角为45°,AB之间有光线射出，由几何关系可知

AB=2AC=2CS

由于NQOP=30°,所以

2cs=OS=d

故AB=d

故ABD错误，C正确。

故选：Co

4.（多选）（2023•湖南）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信

号，设激光光束与水面的夹角为a,如图所示。他发现只有当a大于41。时，岸上救援人员

才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（）

1

A.水的折射率为

sin41°

1

B.水的折射率为

sin49°

C.当他以a=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°

D.当他以a=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°

【解答】解：AB、他发现只有当a大于41。时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，由

此可知当a=41。时激光恰好能发生全反射，根据全反射的临界公式可得：

s讥（90°-41°）=^1

解得：n=另序，故B正确，A错误；

SlTl^ry

CD、当他以a=60°向水面发射激光时，根据几何关系可知，此时的入射角i为30。，根据折

射定律可得：

sini

n=而

由此可知，折射角r大于30。，因此岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60。，

故C正确，D错误；

故选：BC。

5.（2023•广东）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率。实验过程如下：

（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。

（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。

用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。

②移走玻璃砖。在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界

交于P点，如图（a）所示。

③用刻度尺测量PM和OM的长度di和d2。PM的示数如图（b）所示，di为cm。测得d2

为3.40cm«

（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=-由测得的数据可得折射率

n为（结果保留3位有效数字）。

（4）相对误差的计算式6=测量露瞥值x\0。%。为了减小5、d2测量的相对误差，实验中

具头值

激光在M点入射时应尽量使入射角o

【解答】解：（2）刻度尺的分度值为0.1cm,需要估读到分度值的下一位，则di=2.27cm；

（3）根据题意标出光线对应的入射角和折射角，如图所示：

结合几何关系和折射定律可得：

fM

_sina_冤_

n-sin^一fM一网

d2

代入数据解得：n=^1.50

（4）为了减小di、d2测量的相对误差，应使di、d2长度增大，故实验中激光在M点入射时应

尽量使入射角小一些。

故答案为：（2）2.27；（3）—；1.50；（4）小一些。

di

一、单项选择题

1.（2023秋•新市区校级期末）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,

设相邻两个亮条纹的中心距离为Ax,若Ax甲＜Ax乙，则下列说法正确的是（）

A.甲光能发生偏振现象，而乙光不能

B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长

C.在同一种玻璃中甲光的传播速度大于乙光的传播速度

D.甲光从玻璃到空气的临界角小于乙光从玻璃到空气的临界角

【解答】解：A.偏振现象是横波的特有属性，光属于横波，所以一切光都可以发生偏振现象，

故A错误；

B.由于Ax甲＜Ax乙，根据双缝干涉条纹公式/%=彳九知真空中甲光的波长一定小于乙光的

波长，故B错误；

C.由波速、波长与频率的关系公式c=Xv可知，波长入越大，则频率v越小，可知甲光的频率

一定大于乙光的频率，在同一均匀介质中，频率越大，则折射率越大，由知，n越大，则

速度v越小，即在同一均匀介质中甲光的传播速度小于乙光的传播速度，故C错误；

D.根据公式sinC=，

其中n甲＞n乙

则甲光从玻璃到空气的临界角小于乙光从玻璃到空气的临界角，故D正确。

故选：D。

2.（2023秋•新市区校级期末）如图所示，横截面为半圆的玻璃砖放置在平面镜上，直径AB与

平面镜垂直。一束激光a射向半圆柱体的圆心O,激光与AB的夹角为60°,已知玻璃砖的半

径为12cm,平面镜上的两个光斑之间的距离为16百on,则玻璃砖的折射率为（）

A.V2B.V3C.2D.V6

【解答】解：光路如图所示

由题意可得，激光在AB面上发生折射时的入射角

a=30°

在直角4OBD中，根据数学知识

BD=OBtan60°

根据题意

BC=CD-BD

设半圆玻璃砖的折射率为n,折射角为0,则

BO

tCLTlnp=

解得

0=60。

根据折射定律，折射率

sinRsin60°伉

n~sina~sin300—

故ACD错误，B正确；

故选：Bo

3.（2023秋•福田区校级期末）如图所示，光束PO从半圆形玻璃砖的圆心。射入后分成I、II

两束，分别射向玻璃砖圆弧面上的a、b两点。比较I、II两束光（）

A.玻璃砖对光束I的折射率更大

B.光束I在玻璃砖中的速度更大

C.光束I在玻璃砖里传播的时间更短

D.增大光束PO的入射角仇光束I会发生全反射

【解答】解：A.根据折射率的公式n=鬻，由于两束光入射角相等，折射角口<丫2,故m>n2,

故A正确；

BC.根据公式v=J可知，折射率n越大，光速越小，光束I在玻璃中的传播速度更小，又因为两

束光在玻璃中传播的距离相同，故光束I的传播时间更长，故BC错误；

D.由于光束是由光疏介质进入光密介质，不满足发生全反射的条件，增大入射角也不能发生全

反射，故D错误；

故选：Ao

4.（2023秋•天宁区校级期末）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝Si、S2

的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了

图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法不正确的是（）

A.图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样

B.遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将增大

C.照射双缝时，仅增大L,图乙中相邻亮条纹的中心间距减小

D.照射双缝时，若Si、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是暗条纹

【解答】解：A、双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，故乙为双缝干涉图样，而衍射图

样为中间宽两侧窄的特点，故图丙为光的衍射图样，故A正确；

B、狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度减小，其他条件

不变，则衍射现象增强，图丙中亮条纹宽度将增大，故B正确；

C、根据双缝干涉公式4c=彳九可知当仅增加L时，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C

错误；

D、照射双缝时，若Si、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，即为暗条纹，故D正确。

本题选择不正确的，故选：Co

5.（2023秋•厦门期末）如图所示，冰雪大世界里的冰雕闪烁着各色光芒，小厦同学发现冰面下

方装有各色彩灯，冰块中还分布有气泡，则（）

A.真空中红光的波长比绿光短

B.冰块中红光的传播速度比绿光大

C.冰面下方的灯，看起来比实际位置深

D.冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡内部入射到冰时发生了全反射

【解答】解：A、真空中红光的波长比绿光长，故A错误；

B、红光和绿光在真空中的速度相同，红光在冰块中的折射率比绿光的折射率小，由n=E可知,

冰块中红光的传播速度比绿光大，故B正确；

C、根据折射定律可知，冰面下方的灯，看起来比实际位置浅，故C错误；

D、冰块中气泡看起来更亮是由于光从冰入射到气泡时发生了全反射，故D错误。

故选：Bo

6.（2023秋•西安期末）如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为a、b两束单色光。则

（）

A.玻璃对b光的折射率较大

B.在真空中a光的速度大于b光的速度

C.a光的频率大于b光的频

D.如果b光是绿光，那么a光可能是红光

【解答】解：A、由折射光路可知，玻璃对a光的折射程度较大，则折射率较大，故A错误;

B、根据v=（可知，在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光小，故B错误；

C、根据折射率大频率大知，a光频率大，故C正确；

D、由于a光的频率大，则波长短，如果b光是绿光，那么a光不可能是红光，故D错误；

故选：Co

7.（2023秋•西安期末）关于光的偏振现象，下列说法正确的是（）

A.光的偏振现象说明光是纵波

B.拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰

C.一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过

D.一束自然光入射到两种介质的分界面上，一定有反射光且反射光不是偏振光

【解答】解：A.光的偏振现象说明光是横波，故A错误；

B.拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰，故B正确；

C.一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向沿着该偏振片透振方向的光波才能通过，故C错

误；

D.一束自然光入射到两种介质的分界面时，一定有反射光，且反射光为偏振光，故D错误。

故选：Bo

8.（2023秋•苏州期末）如图甲所示，水面下有一点光源S,同时发射出a光和b光后，在水面

上形成一个被照亮的圆形区域（见图乙），阴影区域为a、b两种单色光所构成的复色光，周边

环状区域为b光，则下列说法中正确的是（）

A.a光的频率比b光小

B.水对a光的折射率比b光小

C.a光在水中的传播速度比b光小

D.在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹间距比b光宽

【解答】解：ABC、因单色光b照亮的区域半径较大，根据：tanC=$

可知b光的临界角较大，根据临界角公式：sinC^

可知，b光折射率较小，频率也较小，根据…我

可知，b光在水中的速度较大，故C正确，AB错误；

D、因b光的频率较小，波长较大，根据双缝条纹间距公式：=宗,可知，在同一装置的杨

氏双缝干涉实验中，b光的干涉条纹间距比a光宽，故D错误。

故选：Co

9.（2023秋•西安期末）如图所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，

从b表面射出，则以下说法中正确的是（）

A.出射光线不一定与入射光线平行

B.随着。角的增大，光可能在a表面发生全反射

C.随着。角的增大，光可能在b表面发生全反射（0<90°）

D.无论如何改变。角，光线从a表面射入，不可能在b表面发生全反射

【解答】解：A、由于a、b两表面平行，光线在a表面的折射角等于b表面的入射角，根据光

路的可逆性可知，光线在b表面的折射角等于在a表面的入射角，由几何关系可知出射光线一定

与入射光线平行，故A错误；

B、发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，入射角大于等于临界角，可知光不可能在

a表面上发生全反射，故B错误。

CD、根据几何知识可知：光经过表面b上的入射角与在表面a上的折射角相等，根据光路可逆

性可知：所以不管入射角多大，不可能在b表面发生全反射，故C错误，D正确。

故选：D。

10.（2023秋•西安期末）如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图。图乙为用绿光进行实验时，

在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的

条纹情况，a，为中央亮条纹。若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫

光的波长最短。则以下说法正确的是（）

A.丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长

B.丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长

C.丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短

D.丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短

【解答】解：根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中

条纹的间距就越大，由本题的条件可确定一种颜色的单色光比绿光的波长长，故A正确，BCD

错误；

故选：Ao

二、多项选择题

11.（多选）（2023秋•新市区校级期末）如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射

光线分成a、b两束，则（）

A.若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失

B.在水中，b光波长比a光波长大

C.a、b两束光相比较，在真空中的传播速度a光比b光大

D.用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距

【解答】解：A、两光束的入射角i相同，折射角ra<rb,根据折射定律可得折射率na<nb.由

公式sinC=：分析得知，b光的临界角较小，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光

的折射角先达到90。，发生全反射，最先消失。故A正确。

B、根据折射角ra<rb,有频率fk<fL波长加>入b,故B错误。

C、在真空中两束的传播速度相同，故C错误。

D、根据公式Ax=!人知，因为a光的波长长，所以a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距。

故D正确。

故选：ADo

12.（多选）（2023秋•渝中区校级期末）某透明介质的截面图如图所示，一束光线与上表面成01

=45°角射入，在下表面刚好发生全反射，介质的折射率为n=或。下列说法正确的是（）

A.光线在上表面的折射角02=15°

B.光线在上表面的折射角02=30°

C.下底边与虚线的夹角a=15°

D,下底边与虚线的夹角a=30°

【解答】解：AB、根据光的折射定律可得：n=需，代入数据解得光线在上表面的折射角：

SlTlu2

02=30°,故A错误、B正确；

CD、光在下表面刚好发生全反射，贝hsinC=：=5,解得：C=45°,如图所示：

根据几何关系有：0=90°-30°=60°

而［3=a+（90°-C）,解得：a=15°,故C正确、D错误。

故选：BCo

13.（多选）（2023秋•重庆期末）如图所示，在第十四届中国航展上空，歼-20穿云破雾、呈现

了驾“七彩祥云”的壮观景象。因为飞机的发动机喷出高温尾流会使得飞机周围的空气经过机

翼后膨胀降温，在飞机表面形成一层水雾。阳光照射到水雾上，由于不同颜色的光折射率不同，

就会形成七彩光芒。如图所示，将原理简化并作出光路图。已知a光与界面的夹角为30。。b

光的折射率为VI,b光与法线的夹角为45。，光在空气中的传播速度为c,水雾半球的半径为

Ro则下列说法正确的是（）

A.a光在水雾半球中的传播时间为^

c

B.a光在水雾半球中的传播时间为

3c

C.b光从水雾半球进入空气速度变快，波长变长

D.在水雾半球中a光的速度比b光的速度大

【解答】解：AB.设入射角为0,对于b光，由折射定律可知，nb=嘿第=应，解得sine=

S1/1（7

0.5,即0=30°

对于a光，由折射定律可知，必=骡■，解得na=B,即a光的折射率为百

SITLU

假设a光在水雾半球中传播的速度为Va,则Va=《

几a

所以a光在水雾半球中的传播时间为t=占

解得t=半，故A正确，B错误；

C.b光从水雾半球进入空气速度变快，根据人=方光的频率不变，则波长变长，故C正确；

D.根据v=£,可知在水雾半球中a光的速度比b光的速度小，故D错误。

故选：ACo

三、非选择题

3

14.（2023秋•石家庄期末）如图所示，一个桶的高为5d,底面直径为2d,当桶空时，从P点刚

好能够看到桶底上的C点。当桶内盛有某种透明液体，其深度为d时，仍沿PC方向看去，刚

好可以看到桶底中心O处点光源发出的光线。已知C点为OB的中点。

（1）求透明液体对点光源发出光线的折射率；

（2）若要液面全部被O处点光源照亮，求桶内透明液体的深度。

【解答】解：（1）设O点发出的光线与界面的交点为D,光路图如图所示

由几何关系可知

3

AC=讶日

所以

sinr-sin450=孝

由几何关系可知

d

2