2025版高考物理二轮复习 第13讲　光学

第13讲光学高考专题辅导与测试·物理目录CONTENTS01构建·知识网络锁定主干知识02试做·高考真题探明高考考向03洞悉·高频考点精研典型例题04培优·提能加餐

拓展思维空间05演练·分层强化提升关键能力

构建·知识网络

锁定主干知识01

试做·高考真题

探明高考考向02

1.

（2024·江苏高考6题）现有一束光以相同的入射角θ，打在两杯不同浓

度的NaCl溶液甲、乙中，折射光线如图所示（β1＜β2），已知NaCl溶液

的折射率随NaCl浓度的增大而增大。则（

）A.

甲溶液折射率较大B.

甲溶液的NaCl浓度较小C.

光在甲溶液中的传播速度较大D.

光在甲中发生全反射的临界角较大√解析：

2.

（2024·吉林高考4题）某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一

条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸

板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观

察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是

（

）A.

换用更粗的头发丝B.

换用红色激光照射双缝C.

增大纸板与墙面的距离D.

减小光源与纸板的距离√解析：

换用更粗的头发丝，则双缝

间距d增大Δx变小A正确换用红色激光照射双缝，即

光的波长λ增大Δx变大B错误增大纸板与墙面的距离，即

L增大Δx变大C错误减小光源与纸板的距离Δx不变D错误3.

（2024·海南高考4题）如图为一截面为正三角形OPQ的玻璃砖，某束光

线垂直侧面OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率为

（

）D.2√

4.

（2024·广东高考6题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同

一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发

生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐渐增大。两束光在NP面上的全反射

现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下

列说法正确的是（

）A.

在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B.θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C.θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射D.θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大√

5.

（2024·福建高考10题）一束光以入射角i（i＞0）射入透镜，遇反射膜

反射，垂直射到反射膜则原路返回成为激光，如图所示。将蓝绿两条光

束以相同入射角射入透镜，已知透镜对蓝光折射率大于绿光，则透镜中

蓝光折射角

小于

（填“大于”“等于”或“小于”）绿光，若此时

激光为蓝光，要变为绿光，则

顺时针

（填“顺时针”或“逆时

针”）改变入射角。小于顺时针解析：由光的折射定律可知，光的频率越大，透镜

对该光的折射率越大，则蓝绿两条光束以相同入射

角射入透镜，蓝光折射角小于绿光折射角；如图所

示，若要让绿光的折射光线垂直于反射膜，需要减

小绿光的折射角，因此应顺时针改变入射角。洞悉·高频考点精研典型例题03

考点一光的折射和全反射1.

求解折射率的三个公式

2.

折射率的理解（1）折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关。（2）光密介质指两种介质相对而言折射率大的介质，而不是指密度大

的介质。（3）同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。3.

求解光的折射和全反射问题的思路（1）根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线。（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系。（3）利用折射定律等公式求解。（4）注意折射现象中光路的可逆性。【例1】

（2024·山西太原模拟）高压汞灯，UV光刻机的紫外光源，它可

以产生的波长分别为365

nm、404

nm、436

nm、546

nm和579

nm五条尖锐

的光谱线，但这些光中只有h线（404

nm）是光刻机所需要的。高压汞灯

辐射的光通过图中的三棱镜分离后形成a、b、c、d、e五束，其中适合UV

光刻机的是（

）A.

aB.

bC.

dD.

e答案：C

A.0.3

mB.0.4

mC.0.5

mD.0.6

m答案：D

【例3】

（多选）（2024·甘肃高考10题）如图为一半圆柱形均匀透明材

料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ＝30°时，

反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（

）B.

若θ＝45°，光线c消失C.

若入射光a变为白光，光线b为白光D.

若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直

答案：ABC【例4】

（2024·山东高考15题）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻

璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行

于AB边且长度等于R，∠FEG＝30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角

入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对

该单色光的折射率均为1.5。（1）求sin

θ；（2）以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。

答案：（1）0.75

考点二光的干涉、衍射和偏振1.

光的干涉现象：双缝干涉、薄膜干涉（油膜、空气膜、增透膜、牛顿

环）。2.

光的衍射现象：单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑。3.

光的双缝干涉和单缝衍射的比较双缝干涉单缝衍射发生条件两束光频率相同、相位

差恒定障碍物或狭缝的尺寸足够

小（明显衍射现象）图样不

同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相

等中央条纹最亮，两边变暗与光的偏振的区别干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波【例5】

（2024·山东高考4题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲

所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行

光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚

珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（

）A.

滚珠b、c均合格B.

滚珠b、c均不合格C.

滚珠b合格，滚珠c不合格D.

滚珠b不合格，滚珠c合格答案：C解析：单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

璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块平板玻璃距离的两倍，

根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光程差相等，即滚珠a的

直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光程差不

同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格，C正确。【例6】

（多选）（2024·湖南高考9题）1834年，洛埃利用平面镜得到杨

氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光

屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ，如图所示。S

为单色点光源。下列说法正确的是（

）A.

沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动B.

沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小C.

若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变D.

若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动

答案：BC培优·提能加餐拓展思维空间04

薄膜干涉中条纹间距公式的应用

【典例1】

（2024·山东泰安一模）利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝

的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小（约为微米

量级），实验装置如图甲所示，T1和T2是具有标准平面的玻璃平晶，A0为

标准金属丝，直径为D0；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。

实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙

所示，测得相邻明条纹的间距为ΔL，则以下说法正确的是（

）答案：D

【典例2】

（2024·山东烟台二模）如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣

在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板

的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉

条纹形状可能正确的是（

）解析：由题意可知，当用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板时，观察

到的干涉条纹是由于空气薄膜的上下表面所反射的光发生了干涉产生的，

由牛顿环原理可知，干涉条纹宽窄的差异，则是由空气薄膜厚度变化率的

不同所导致的；变化率越大，光程差半波长的奇、偶数倍更替得就越频

繁，使得条纹更加密集，条纹更窄。即空气薄膜厚度变化率越大，条纹也

随之变密变窄。由本题空气薄膜的形状可知，薄膜的厚度越大的地方，薄

膜厚度变化率越小，条纹间距越大，条纹越宽；薄膜的厚度越小的地方，

薄膜厚度变化率越大，条纹间距越小，条纹越窄。因此观察到的干涉条纹

形状可能正确的是B。答案：B演练·分层强化

提升关键能力

05

1.

（2024·北京海淀区二模）下列关于光的现象说法正确的是（

）A.

泊松亮斑是光的圆孔衍射现象B.

光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象C.

鱼缸中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的干涉现象D.

用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了增

强干涉12345678910111213√解析：

泊松亮斑是一种由于光的衍射而产生的一种光学现象，是指

当单色光照射在宽度小于或等于光源波长的不透光的小圆板时，就会在

小圆板之后的光屏上出现环状的互为同心圆的明暗相间的衍射条纹，并

且在同心圆的圆心处会出现一个较小的亮斑，这就是泊松亮斑，A错

误；光照射刀片的阴影轮廓模糊不清，是光的衍射现象，B正确；鱼缸

中的气泡在灯光的照射下看起来特别明亮，是光的全反射现象，C错

误；用双缝干涉测量光的波长时，在单缝与光源之间放上滤光片是为了

使入射光变成单色光，D错误。123456789101112132.

（2024·江苏高考2题）用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左

镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到（

）A.

两镜片都变亮B.

两镜片都变暗C.

两镜片没有任何变化D.

左镜片变暗，右镜片变亮解析：

立体眼镜的左、右两镜片为透振方向相互垂直的偏振片，开

始时左镜片明亮、右镜片暗，则手机液晶屏幕发出的光的振动方向与左

镜片的透振方向一致，手机屏幕旋转90°，其屏幕发出的光的振动方向

与右镜片的透振方向一致，则左镜片变暗，右镜片变亮，D正确。√123456789101112133.

（多选）（2024·贵州铜仁二模）在夏天，由于天气炎热会使道路表面

上方的空气不均匀，离地面越近，折射率越小，在合适的条件下有可能

观察到“海市蜃楼”现象。现有一束光斜向下射入地面附近的空气中，

如图所示，这束光的可能传播路径为（

）√√12345678910111213解析：

一束光斜向下射入地面附近的空气中，由于离地面越近，

折射率越小，根据折射定律可知，折射角逐渐增大，如果到达地面前入

射角达到了全反射的临界角，则光发生全反射，则这束光的可能传播路

径为C、D，故C、D正确。123456789101112134.

（2024·福建宁德三模）雨后天空中出现的弧形彩带，色彩鲜明的叫

虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如图所示的是弧形彩带形成的光路图，一束

太阳光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是两种单色光，下列说法正

确的是（

）A.

a光的波长大于b光的波长B.

水滴对a光的折射率大于对b光的折射率C.

在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度D.

在完全相同的条件下做双缝干涉实验，b光对应的干涉

条纹间距较宽√12345678910111213

12345678910111213

√12345678910111213

123456789101112136.

（多选）（2024·河北石家庄三模）折光仪浓度计是利用光的折射原理制成的，光从空气进入某种溶液介质发生偏折，对于不同浓度的溶液，光的偏折程度不同。可以根据预先建立的浓度与折射率之间的标准图像来推测出溶液的浓度。用同一种光照射酒精溶液和氯化钠溶液，折射率n与酒精溶液和氯化钠溶液的浓度C0之间的关系图像如图所示。在同一浓度的情况下，下列说法正确的是（

）A.

光通过酒精溶液的偏折程度大于通过氯化钠溶液的偏折程度B.

光在酒精溶液中传播的速度大于在氯化钠溶液中传播的速度C.

若增大光的入射角，则光在酒精溶液中先发生全反射D.

光通过相同距离，在酒精溶液中传播的时间大于在氯化钠溶液中传播

的时间√√12345678910111213

12345678910111213

答案：30°

12345678910111213

8.

（多选）（2024·广西高考9题）如图，S为单色光源，S发出的光一部分

直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光

相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S

到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直，单色光

波长为λ。下列说法正确的是（

）C.

若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗糖溶液中，

此时单色光的波长变为nλ√√12345678910111213

123456789101112139.

（多选）（2024·四川绵阳模拟）如图甲所示，在一块平板玻璃上放置

一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长

的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的

同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（

）A.

干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.

干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.

干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.

干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的√√12345678910111213解析：

凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉现象是凸

透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，A正确，B错误；

干涉条纹不等间距是由于透镜表面是曲面，使得空气膜的厚度不均匀变

化，导致间距不均匀增大，从而观察到题图乙所示的内疏外密的同心圆

环状条纹，C正确，D错误。1234567891011121310.

（2024·山东潍坊三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球

形物品。如图甲所示的是一个质量分布均匀的透明水晶球，半径为a，

过球心的截面如图乙所示，PQ为直径，一单色细光束从P点射入球

内，折射光线与PQ夹角为37

℃，出射光线与PQ平行。已知光在真空

中的传播速度为c，sin

37°＝0.6，cos

37°＝0.8，求：12345678910111213答案：

1.