2025年高考物理复习之光学

2025年周考物理复习热搜题速递之光学（2024年7月）

选择题（共10小题）

1.利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是（）

光源匚二＞一］----

图1

IIIIIIlllllll

甲乙

图2

A.甲对应单缝，乙对应双缝

B.甲对应双缝，乙对应单缝

C.都是单缝，甲对应的缝宽较大

D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大

2.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气,

当出射角i'和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为仇己知棱镜顶角为式，则计算

棱镜对该色光的折射率表达式为（)

.a+0

sin——

2

A.——B.~~e~~

Sin2sin2-

sin6sina

C.----------a~D.

sizi(e-f)

sin(<a-')

3.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子•涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”.从

物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的.如图是彩虹成因的简化示意图，其

中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（）

A.在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光

B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大

C.分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能

D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光

4.如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为Aa、Ab,该玻璃对单色光a、b的

折射率分别为na、nb,则（）

A.Aa<Xb,na>nbB.Aa>Ab,na<nb

C.Xa<Ab,na<nbD.Xa>Ab,na>nb

5.直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、

B.玻璃对a光的临界角较小

C.b光在玻璃中的传播速度较小

D.b光在玻璃中的传播时间较短

6.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能

是（)

C.绿光D.紫光

7.如图所示，圆心为0、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好

在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角。=60。时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。

A.玻璃砖的折射率为1.5

-V2

B.OP之间的距禺为一R

2

后

C.光在玻璃砖内的传播速度为

D.光从玻璃到空气的临界角为30°

8.用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后（）

A.干涉条纹消失

B.彩色条纹中的红色条纹消失

C.中央条纹变成暗条纹

D.中央条纹变成红色

9.双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到Si、S2的距离相等，。点为Si、S2连线中垂线与光屏

的交点。光源S发出的波长为人的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到。点，经S2出射后直接传播

到。点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为At.玻璃片厚度为10A,玻璃对该波长光的

折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（）

10.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球来说明.两

束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图1所

示.M、N、P、Q点的颜色分别为（）

白光

白光二土

MNPQ

A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫

C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红

二.多选题（共4小题）

（多选）11.如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为0,经折射

后射出a、b两束光线。贝I（）

A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B.在真空中，a光的波长小于b光的波长

C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D.若改变光束的入射方向使。角逐渐变大，则折射光线a首先消失

E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

（多选）12.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。O点为圆心，OO'为直径MN的垂线。足够大的光屏

PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向。点，入射光线

与00,夹角e较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大e角。当e=a时，光屏NQ区域A光

的光斑消失，继续增大。角，当e=B时，光屏NQ区域B光的光斑消失，贝上

p

A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C.a<O<0时，光屏上只有1个光斑

D.0<ev今时，光屏上只有1个光斑

（多选）13.如图，P是偏振片，P的透振方向（用带的箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光

束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？（）

光束

A.太阳光

B.沿竖直方向振动的光

C.沿水平方向振动的光

D.沿与竖直方向成45°角振动的光

（多选）14.某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，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狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正

确的是（）

图甲图乙

A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射

B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大

C.照射两条狭缝时，增加L,其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D.照射两条狭缝时，若光从狭缝Si、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹

三.填空题（共1小题）

15.如图，Rt^ABC为一玻璃三棱镜的横截面，ZA=30°,一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D

点射出。其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为。若改用蓝光沿同一路径入

射，则光线在D点射出时的折射角_______（填“小于”“等于”或“大于”）60。。

四.实验题（共1小题）

16.（1）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两

个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的相同。如图所示，在这两列光波

相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在（选填"A"、"B”或“C”）

点会出现暗条纹。

（2）在上述杨氏干涉试验中，若单色光的波长人=5.89X10-7m,双缝间的距离d=lmm,双缝到屏的

距离l=2m。求第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距。

五.解答题（共4小题）

17.如图，AABC是一直角三棱镜的横截面，ZA=90°,ZB=60°.一细光束从BC边的D点折射后，

射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出，EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中

点。不计多次反射。

（i）求出射光相对于D点的入射光的偏角；

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？

B

18.如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，。点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱

体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴0C的光线从半球面射入，该光线与0C之间的距离为

0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。

19.如图，一半径为R的玻璃半球，0点是半球的球心，虚线00'表示光轴(过球心0与半球底面垂直

的直线).已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出

(不考虑被半球的内表面反射后的光线).求：

(i)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

R

(ii)距光轴5的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.

20.如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光

束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin53°=0.8)。已

4

知水的折射率为引

(i)求桅杆到P点的水平距离；

(ii)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从

水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

2025年周考物理复习热搜题速递之光学（2024年7月）

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

1.利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是（）

P

光源匚二?一|----

图1

IIIIIIlllllll

甲乙

图2

A.甲对应单缝，乙对应双缝

B.甲对应双缝，乙对应单缝

C.都是单缝，甲对应的缝宽较大

D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大

【考点】光的双缝干涉图样；光的单缝衍射和小孔衍射图样.

【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；实验能力.

【答案】A

【分析】根据干涉条纹与衍射条纹的区别：干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象，而

衍射条纹中，中间的亮纹的宽度最大。

【解答】解：干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象，而衍射条纹中，中间的亮纹的宽

度最大，向两边渐渐减小，

因此甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，BCD错误。

故选：Ao

【点评】考查干涉与衍射条纹的应用，掌握两者的区别与联系，理解干涉的条件，与明显的衍射的条件。

2.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气,

当出射角i'和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为9,已知棱镜顶角为a,则计算

棱镜对该色光的折射率表达式为（）

a

.a+0.a+0

SITI--sin——

A.------5-B.------f-

sin-

2sin2-

sinOsina

-

C.Q(~D•a

sm(a--)

【考点】光的折射定律.

【专题】光的折射专题.

【答案】A

【分析】由几何关系可明确在AB边入射时的入射角和折射角，再由折射定律可求得折射率。

【解答】解:

由折射定律可知，华瑞;

因入射角和出射角相等，即i=i

故由几何关系可知，

.6,6+a

1=2+n3丁；

sin绰

故折射率n=—凸-;

sin

故选：Ao

【点评】本题考查折射定律的应用，要注意根据光路图利用几何关系进行分析，本类问题要多练习如何

利用几何关系。

3.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子•涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”.从

物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的.如图是彩虹成因的简化示意图，其

中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（)

A.在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光

B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大

C.分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能

D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光

【考点】折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】光电效应专题.

【答案】C

【分析】由图看出第一次折射时，b光折射角较大，其折射率较小，频率较小，波长较长.由公式v=叫得

到，b光在玻璃中的传播速度较大；结合发生光电效应的条件分析；折射率较小，则临界角大，不容易

发生全反射.

【解答】解：画出光路图，分析可知，第一次折射时，b光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率

公式11=黑得知，b光的折射率较小，频率较小，波长较长。再由£=Xf,可知，折射率越小，则波

长越长。

A、由公式v=£得知，b光的折射率较小，在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光，故A错

误；

B、光的折射率较小，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光的折射角较大，所以b光侧

移量小。故B错误；

C、b光的折射率较小，频率较小，分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能，故C

正确；

D、b光的折射率较小，则临界角大，不容易发生全反射，所以以相同的入射角从水中射入空气，在空

气中只能看到一种光时，一定是b光。故D错误。

故选：Co

【点评】该题结合光的折射考查折射率、折射率与光的频率、速度的关系以及光电效应的条件等知识点

的内容，关键之处是画出光路图，分析第一次折射时折射角的关系，要注意运用反射的对称性作图.

4.如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为兀、Ab,该玻璃对单色光a、b的

折射率分别为na、nb,则（）

A.入a<入,bna>nbB.Aa>Ab,na<nb

C.Xa<Ab,na<nbD.Aa>Ab,na>nb

【考点】光的折射定律.

【专题】光的折射专题.

【答案】B

【分析】根据光线的偏折程度比较光的折射率大小，从而得出光的波长大小.

【解答】解：由光路图可知，a光的偏折程度较小，b光的偏折程度较大，则a光的折射率小，b光的

折射率大。即na<nb。

折射率越大，频率越大，波长越小，则知a光的波长大，即入a>人。

故选：Bo

【点评】解决本题的突破口在于通过光线的偏折程度比较出光的折射率大小，知道折射率、频率、波长、

在介质中的速度等大小关系.

5.直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、

b光相比（）

a----/

Pi（Pi

b

A.玻璃对a光的折射率较大

B.玻璃对a光的临界角较小

C.b光在玻璃中的传播速度较小

D.b光在玻璃中的传播时间较短

【考点】折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】光的折射专题.

【答案】C

【分析】根据光的偏折程度分析折射率的大小，由sinC=：分析临界角的大小。由v=:分析光在玻璃中

的传播速度大小，由t=［分析光在玻璃中的传播时间关系。

【解答】解：A、由图知，光线通过玻璃砖后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，故A错

误。

B、玻璃对a光的折射率较小，由sinC=：分析知，玻璃对a光的临界角较大。故B错误。

C、由v=£分析知，b光在玻璃中的传播速度较小，故C正确。

D、b光在玻璃枝通过的路程较大，传播速度较小，由t=£分析知b光在玻璃中的传播时间较长。故D

错误。

故选：Co

【点评】解决本题的关键要明确折射率越大，光的偏折角越大，判断出折射率关系，再分析其他量之间

的关系。

6.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能

【专题】定性思想；推理法；光的折射专题.

【答案】D

【分析】根据两光对应的折射角可确定折射率大小，进而确定频率关系确定光束的性质。

【解答】解：光从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下表面平行，当第二次折射时折射光线与第一次折射入

射光线平行。由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小。所以此玻璃对a光的折射率大于对b光

的折射率，所以a的频率大于b的频率，给出的各色光中频率大于蓝光的只有紫光，故D正确，ABC

错误。

故选：D。

【点评】本题主要考查了折射定律的直接应用，要求同学们能根据偏折角的关系判断折射率及频率的关

系；同时还要熟记可见光中各种颜色的单色光的频率大小关系。

7.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好

在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角6=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。

己知真空中的光速为c,则（）

A.玻璃砖的折射率为1.5

V2

B.OP之间的距禺为

V3

C.光在玻璃砖内的传播速度为百。

D.光从玻璃到空气的临界角为30°

【考点】光的折射与全反射的综合问题；折射率的波长表达式和速度表达式；全反射的条件、判断和临

界角.

【专题】定量思想；方程法；光的折射专题；理解能力.

【答案】C

【分析】根据题意画出两种情况下的光路图，根据全反射条件结合折射定律求解OP、折射率和临界角

C,根据v=£求解光在玻璃砖内的传播速度。

【解答】解：ABD、根据题意可知，当光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反

射，如图甲所示；

当入射角9=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，则光线折射光线与垂直于OP

的夹角相等，故光路如图乙所示。

对图甲根据全反射的条件可得：sinC=:=罕

对图乙根据折射定律可得：n=舞

具甘中*1s•ina=I0P;

JOP2+R2

联立解得：OP=噂R,n=V3,临界角为：C=arcsing,故ABD错误;

J3

C、光在玻璃砖内的传播速度为：v=g=孚C,故C正确。

故选：Co

【点评】本题主要是考查了光的折射和光的全反射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出

光路图，根据图中的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程求解。

8.用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后（）

A.干涉条纹消失

B.彩色条纹中的红色条纹消失

C.中央条纹变成暗条纹

D.中央条纹变成红色

【考点】光的干涉现象；用双缝干涉测量光的波长.

【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力.

【答案】D

【分析】发生干涉的条件是两列光的频率相同。白光通过红色滤光片剩下红光，仍满足干涉条件，即能

发生干涉现象。

【解答】解：A、在双缝中，仍是频率相同的红光，因此能发生干涉现象，故A错误；

B、由于只有红光干涉条纹，因此不会出现彩色条纹，也没有彩色条纹中的红色条纹消失现象，故B错

误；

C、在中央条纹，满足光程差为零，则是明条纹，并不变成暗条纹，故C错误;

D、得到白光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上红色滤光片，在双缝中的，由于红光的频率相同，

则能发生干涉，但不是彩色条纹，而是明暗相间的红色条纹，故D正确。

故选：D。

【点评】解决本题的关键知道光发生干涉的条件：两列光的频率必须相同。

9.双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到Si、S2的距离相等，O点为Si、S2连线中垂线与光屏

的交点。光源S发出的波长为人的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播

到O点，由Si到O点与由S2到。点，光传播的时间差为At.玻璃片厚度为10入，玻璃对该波长光的

折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（）

光

屏

【考点】光的干涉现象.

【专题】定量思想；方程法；光的折射专题；理解能力.

【答案】A

【分析】求出光在该玻璃中传播速度，求出光从Si到O点的时间和从S2到O点的时间，两段时间之

差即为At,由此求解。

【解答】解：由于玻璃对该波长光的折射率为n=1.5,则光在该玻璃中传播速度为：v=g=与

光从S到Si和到S2的路程相等，设光从S1到O点的时间为ti,从S2到O点的时间为t2,O点到S2

的距离为L,则有：

L-10A।10A

----------1------

L

t2=-

光传播的时间差为：At=tLt2=生普+半一£

代入丫=年可得：At=^,故A正确、BCD错误。

故选：Ao

【点评】本题主要是考查双缝干涉中光的传播和光的折射，弄清楚光传播的情况，结合折射定律求解波

在玻璃中传播的速度即可得解。

10.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球来说明.两

束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图1所

示.M、N、P、Q点的颜色分别为（）

A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫

C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红

【考点】光的折射定律；光的全反射现象.

【专题】全反射和临界角专题.

【答案】A

【分析】根据红光和紫光的折射率可得出对两光对应的折射角；只分析两光的入射点即可得出正确答案.

【解答】解：七色光中白光中红光的折射率最小；紫光的折射率最大；故经玻璃球折射后红光的折射角

较大；由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光；

根据光路图可知说明M、Q点为紫光；N、P点为红光；

故选：Ao

【点评】本题考查折射定律的应用，只需明确一个点的入射角和折射角即可以明确两光线的光路图，从

而确定各点的颜色.

二.多选题（共4小题）

（多选）11.如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃褥底面上的入射角为0,经折射

后射出a、b两束光线。则（）

A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B.在真空中，a光的波长小于b光的波长

C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D.若改变光束的入射方向使。角逐渐变大，则折射光线a首先消失

E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；折射率的波长表达式和速度表达式；光的折射与全反射的综

合问题.

【专题】光的折射专题.

【答案】ABD

【分析】根据折射定律公式n=箫判断折射率大小，根据v="判断玻璃中的光速大小；根据c=忒真

空中波长大小；根据公式4久=彳4判断条纹间距大小。

【解答】解：AC、光线a的偏折程度大，根据折射定律公式n=鬻;，光线a的折射率大；再根据公式

v=9光线a在玻璃中的传播速度小，故A正确，C错误；

B、光线a的折射率大，说明光线a的频率高，根据c=Xf,光线a在真空中的波长较短，故B正确；

D、若改变光束的入射方向使9角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°,故先发生全反射，先

消失，故D正确；

E、光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式/x=彳3分别用a、b光在同一个双缝干

涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E错误；

故选：ABDo

【点评】本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公式1I=鬻、

光速公式v=?双缝干涉条纹间距公式/x=/,基础题目。

（多选）12.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。O点为圆心，00'为直径MN的垂线。足够大的光屏

PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线

与OO'夹角。较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大。角。当8=a时，光屏NQ区域A光

的光斑消失，继续增大。角，当e=B时，光屏NQ区域B光的光斑消失，贝鼠

A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C.a<O<0时，光屏上只有1个光斑

D.0<ev今时，光屏上只有1个光斑

【考点】折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】压轴题；光的折射专题.

【答案】AD

【分析】由题，当光斑在光屏上消失时，是由于光线发生了全反射，A光先消失，说明A光的临界角

较小，根据临界角公式sinC=:,即可确定玻璃对两种光折射率的大小；由v=*判断光在玻璃中传播

速度的大小；对照全反射的条件，当光线从玻璃射入空气，入射光大于临界角时光线将发生全反射进行

分析。

【解答】解：A、根据题干描述“当e=a时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大e角，当e=B

时，光屏NQ区域B光的光斑消失”，说明A光先发生了全反射，A光的临界角小于B光的临界角，而

发生全反射的临界角C满足：sinC=）可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，故A正确；

B、玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，由n=：知，A光在玻璃砖中传播速度比B光的小。故B错

误。

C、当a<e<B时，B光尚未发生全反射现象，故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含NP侧的反射光

斑（A、B重合）以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑。故C错误。

D、当时，A、B两光均发生了全反射，故仅能看到NP侧的反射光斑（A、B重合）。故D

正确。

故选：ADo

【点评】本题主要考查几何光学和物理光学的基础知识应用，关键要掌握全反射的条件及临界角公式进

行分析。

（多选）13.如图，P是偏振片，P的透振方向（用带的箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光

束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？（）

光束

A.太阳光

B.沿竖直方向振动的光

C.沿水平方向振动的光

D.沿与竖直方向成45°角振动的光

【考点】光的偏振现象及原理.

【答案】ABD

【分析】根据光的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片。

【解答】解：A、太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观

察到偏振光，故A正确；

B、沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B正确；

C、沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们已经相互垂直。故C是错误的；

D、沿与竖直方向成45°角振动的光也能通过偏振片，故D正确；

故选：ABD»

【点评】D选项容易漏选，其实题中另一侧能观察到光即可。

（多选）14.某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，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狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正

确的是（）

A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射

B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大

C.照射两条狭缝时，增加L,其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D.照射两条狭缝时，若光从狭缝Si、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹

【考点】光的干涉现象；光的单缝衍射和小孔衍射图样.

【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力.

【答案】ACD

【分析】双缝干涉图样是等间距条纹，狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，根据条纹间距公式△

X=寺几分析条纹间距；根据亮条纹和暗条纹产生条件分析。

【解答】解：A、由图可知，图乙中间部分是等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭

缝时，同时也发生衍射，故A正确；

B、狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，

图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；

C、根据条纹间距公式Ax=彳;I可知照射两条狭缝时，增加L,其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中

心间距增大，故C正确；

D、照射两条狭缝时，若光从狭缝Si、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹,

故D正确。

故选：ACDo

【点评】本题考查光的干涉与衍射现象，解题关键掌握干涉条纹的特点，注意条纹宽度的计算公式。

三.填空题（共1小题）

15.如图，Rt^ABC为一玻璃三棱镜的横截面，ZA=30°,一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D

点射出。其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在

D点射出时的折射角大于（填“小于”“等于”或“大于”）60。。

【考点】光的折射定律.

【专题】定量思想；推理法；光的折射专题.

【答案】见试题解答内容

【分析】先根据题意画出光路图，结合几何关系计算出入射角的大小，再利用折射定律可求出折射率的

大小；根据蓝光的折射率比红光的折射率大，再利用折射定律可以定性判断出其折射角的变化情况。

【解答】解：由下图可知，当红光进入玻璃三棱镜后，在AB界面上垂直进入，到达AC界面发生了折

射现象，根据几何关系可得：入射角的大小为Nl=30°,又因为己知折射角的大小为丫=60°,

利用折射定律可解得：玻璃对红光的折射率n=黯=亚霁=V3o

s1n乙1S讥30。

若改用蓝光沿同一路径入射，在AB界面上仍是垂直进入，由几何关系可知，其入射角不变；当到达

AC界面发生折射现象，由于蓝光的折射率比红光的折射率大，再利用折射定律几=第，

在Nl=30°不变的情况下，由于折射率增加，可得出其折射角将增加，即：光线在D点射出时的折射

角大于60°«

故答案为：V3；大于。

【点评】解答本题的关键是：理解和记忆蓝光和红光的折射率的大小关系，熟练掌握折射定律的具体应

用，特别要注意本题的隐含条件是光线从AB面垂直进入。

四.实验题（共1小题）

16.（1）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两

个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的频率相同。如图所示，在这两列光波

相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在C（选填“A"、"B”或"C”）

点会出现暗条纹。

（2）在上述杨氏干涉试验中，若单色光的波长入=5.89Xl（f7m,双缝间的距离d=lmm,双缝到屏的

距离l=2m。求第1个亮光条纹到第H个亮条纹的中心间距。

【考点】根据光程差和波长（或频率）判断某点条纹的明暗.

【专题】定性思想；图析法；光的干涉专题.

【答案】见试题解答内容

【分析】（1）光波能发生稳定干涉的必要条件是频率相等。波峰与波谷相遇的点振动减弱，出暗条纹。

（2）根据Ax=：；l求出干涉条纹的间距，再求解第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距。

【解答】解：（1）产生稳定干涉图样的必要条件是两束光的频率相同。A、B两点是波峰与波峰、波谷

与波谷相遇的点，是振动加强点，出现明条纹，C点波峰与波谷相遇，振动减弱，出现暗条纹。

(2)相邻干涉条纹的间距为△x=京=万WX5.89X107m=l.178X103m

则第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距为S=10Ax=l.178X102m

故答案为：(1)频率，C.(2)第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距为L178X10-2m。

【点评】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的规律和干涉条纹间距公式Ax=：九知道干涉条纹是均匀

分布的。

五.解答题(共4小题)

17.如图，AABC是一直角三棱镜的横截面，/A=90°,ZB=60°.一细光束从BC边的D点折射后，

射至！JAC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出，EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中

点。不计多次反射。

(i)求出射光相对于D点的入射光的偏角；

(ii)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？

【考点】光的折射与全反射的综合问题；光的全反射现象.

【专题】计算题；定量思想；推理法；光的折射专题.

【答案】见试题解答内容

【分析】(i)根据几何关系得到D点折射角，从而得到E点入射角、反射角、F点入射角；再根据折射

率相等得到D点入射角和F点折射角，从而求得偏角；

(ii)根据光在D、F发生折射，由折射角求得折射率的最大值；根据光在E点发生全反射，由入射角

求得折射率的最小值，即可得到折射率的范围。

【解答】解：(i)由于D是CG的中点，GEXAC,根据几何关系可得：光束在D点发生折射时的折射

角为YD=30°；

那么，根据几何关系可得：在E点的入射角、反射角均为YD+30°=60°；在F点的入射角为aF=30°；

那么，设入射角为aD,可得：折射角YF=aD,故出射光相对于D点的入射光的偏角为60°-aD+YF=

60°；

(ii)由E点反射角为60°可得：EF/7BC；

故根据D点折射角为YD=30°,在F点的入射角为aF=30°可得：棱镜折射率几V忌即=2；

根据光束在E点入射角为60°,发生全反射可得：n＞而焉=季，故棱镜折射率的取值范围为竽＜

n<2；

答：（i）出射光相对于D点的入射光的偏角为60°；

2A/3

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值范围为丁工几＜2。

【点评】光的折射率71=盍，故折射率越大，临界角越小；故发生全反射，入射角不小于临界角，求

得折射率的下限；发生折射，折射角不大于临界角，求得折射率的上限。

18.如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱

体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为

0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率。

【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；光的折射专题.

【答案】见试题解答内容

【分析】根据题意和光的折射规律画出光路图，由几何关系确定入射角的正弦值与折射角的正弦值，再

由折射定律求玻璃的折射率；

【解答】解：由题意，结合光路的对称性与光路可逆可知，与入射光相对于OC轴对称的出射光线一定

与入射光线平行，所以从半球面射入的光线经折射后，将在圆柱体底面中心C点反射，如图：

设光线在半球处的入射角为i,折射光线的折射角为r,则：

sini=nsinr・••①

।一、、“sinrsin(i-r)

由正弦定理得：=-------…②

2RR

由几何关系可知，入射点的法线与OC之间的夹角也等于i,该光线与OC之间的距离：L=0.6R

则：sini=A=-=0-6…③

KK

由②③得―熹

由①③④得：n=V^05-1.43

答：该玻璃的折射率为1.43。

【点评】本题是几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定折射角是关键，结合折射定律

求解。

19.如图，一半径为R的玻璃半球，。点是半球的球心，虚线00,表示光轴(过球心。与半球底面垂直

的直线).已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出

(不考虑被半球的内表面反射后的光线).求：

(i)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

R

(ii)距光轴§的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.

【考点】光的折射定律.

【专题】作图题；定量思想；推理法；光的折射专题.

【答案】见试题解答内容

【分析】(1)由全反射定理得到可从球面射出的光线的范围.进而得到最大距离;

(2)由入射光线的位置得到入射角，进而得到折射光线，从而得到折射光线与光轴的交点到O点的距

离.

【解答】解：(i)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i,当i等于全反

射临界角ic时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为1.

i=ic

设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有

nsinic—1

由几何关系有

..I

sini=京

联立可得：1=金

D

(ii)设与光轴相距孑的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为ii和门，由折射定律有

nsinii=smri

设折射光线与光轴的交点为C,在△OBC中，由正弦定理有

sinZ.C5171(180°-^)

ROC

由几何关系有

ZC=n-ii

1

-

3

联立可得：OC=弘2臂⑸R-2.74R.

答：(i)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值为［R；

R

(ii)距光轴J的入射光线经球面折射后与光轴的交点到0点的距离2.74R.

【点评】光能发生折射，即光不发生全反射，所以，入射角小于临界角，由此得到可发生折射的光线范

围.

20.如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光

束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53。(取sin53°=0.8)。已

4

知水的折射率为引

(i)求桅杆到P点的水平距离；

(ii)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从

水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

【考点】光的折射定律.

【专题】计算题；定量思想；几何法；光的折射专题；分析综合能力.

【答案】见试题解答内容

【分析】(i)由折射定律求出入射角，结合几何关系求桅杆到P点的水平距离；

(ii)先根据折射定律求激光束从水面出射的方向与竖直方向的夹角，再由几何关系求船行驶的距离。

【解答】解：(i)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为XI,到P点的水平距离为X2.桅杆的高

度为hi,P点处水深为h2.激光束在水中与竖直方向的夹角为0。

由几何关系有：

-=tan530…①

九1

-=tan9…②

九2

由折射定律有：n=嗤?…③

SITLU

设桅杆到P点的水平距离为X,贝IJ:X=X1+X2…④

联立①②③④并代入数据解得：x=7m…⑤

(ii)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向的