第十四章　光学-2025版高考物理真题选练

第十四章光学做真题明方向1．[2023·全国甲卷，节选](多选)[物理—选修3－4]等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab＝ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示．不考虑多次反射．下列说法正确的是()A．甲光的波长比乙光的长B．甲光的频率比乙光的高C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大答案：ACE解析：根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示由图可知，乙光的折射角较小，根据折射定律可知乙光的折射率大，则乙光的频率大，根据c＝fλ可知，乙光的波长短，A正确，B，D错误；根据v＝eq\f(c,n)可知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，C正确；根据几何关系可知光在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大，E正确．故选ACE.2．[2023·湖南卷](多选)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α，如图所示．他发现只有当α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()A．水的折射率为eq\f(1,sin41°)B．水的折射率为eq\f(1,sin49°)C．当他以α＝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α＝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°答案：BC解析：他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α＝41°时激光恰好发生全反射，则sin(90°－41°)＝eq\f(1,n)则n＝eq\f(1,sin49°)，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面发射激光时，入射角i1＝30°，则根据折射定律有nsini1＝sini2折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确，D错误．故选BC.3．[2021·北京卷]如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光．下列说法正确的是()A．这是光的干涉现象B．在真空中光束b的波长大于光束c的波长C．玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率D．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度答案：C解析：光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误；由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误；由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知nc<nb，C正确；根据v＝eq\f(c,n)知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误．4．[2021·山东卷]用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹．下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()答案：D解析：从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d，当光程差Δx＝nλ时，此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为eq\f(1,2)nλ.薄膜厚度越大，条纹越密集，又因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小的，综上所述，D正确．5．[2024·全国甲卷，节选]一玻璃柱的折射率n＝eq\r(3)，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示．截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射．入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射．求此时h与R的比值．答案：eq\r(\f(1,4－2\r(2)))解析：如图，画出光路图可知eq\f(sinα,sinβ)＝n＝eq\r(3)由全反射临界角公式有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)，cosC＝eq\f(\r(6),3)根据α＝β＋C可得eq\f(sin（β＋C）,sinβ)＝eq\r(3)解得tanβ＝eq\f(1,3－\r(2))故可