2025年高考物理复习之小题狂练600题（选择题）：光学（10题）

第1页（共1页）2025年高考物理复习之小题狂练600题（选择题）：光学（10题）一．选择题（共10小题）1．（2024•盘锦三模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则（）A．水的折射率n＝sinθ B．光在水球中的传播速度v=cC．光从空气进入水球，波长变短 D．光从空气进入水球，频率变大2．（2024•潍坊二模）如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（）A．圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的 B．圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽 C．换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集 D．改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集3．（2024•江苏一模）有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）A．在玻璃中传播时a光的速度较大 B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a光的干涉条纹间距较大 C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小 D．a光和b光频率相同4．（2024•江苏模拟）激光打标机是利用激光对工件进行局部照射，使工件表面材料瞬间熔融甚至汽化留下标记的机器，激光打标利用了激光的下列哪种特性（）A．亮度高 B．偏振 C．平行度好 D．相干性好5．（2024•江苏模拟）如图所示，截面为直角三角形的玻璃砖放置在水平面上，其中∠B＝30°，现有一束平行于BC边的单色光，从AB边上的中点D射入玻璃砖并从AC边射出，已知玻璃砖对该单色光的折射率为3，不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，下列说法正确的是（）A．光在AB边的入射角为30° B．光在BC边的入射角为30° C．光垂直于AC边射入空气 D．增大光在D点的入射角，光可能在AB边发生全反射6．（2024•江苏模拟）如图所示为双缝干涉实验原理图，单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，入射光波长为600nm，实验屏上P0和P处为两条相邻的亮条纹。下列说法正确的是（）A．双缝S1和S2到P点的距离差为300nm B．减小双缝S1和S2之间的距离，条纹间距将随之减小 C．若换成波长为400nm的入射光，则P点处将形成暗条纹 D．遮住S1，则屏上不能形成明暗相间的条纹7．（2024•内江模拟）如图，由a、b两种单色光组成的复色光，沿半球形水雾的半径方向AO入射，折射后分成两种单色光a、b。其中，a光与界面的夹角为30°，b光的折射率为2，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R。下列说法中正确的是（）A．a光在半球水雾中的传播时间为3RB．a光在半球水雾中的传播时间为3cC．a单色光的频率比b单色光的频率小 D．利用a、b单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下，b光比a光的条纹间距大8．（2024•选择性）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，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮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9．（2024•广东）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10．（2024•湖北三模）如图甲为一玻璃半球的截面图，其半径为R，O为球心，AB为直径，现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠（不含圆底面）的表面积为S＝2πRℎ（如图乙，其中R为球的半径，ℎ为球冠的高），光在真空中传播的速度为c，玻璃对红光的折射率为n＝1.25，若只考虑首次射到球面的光，则下面说法正确的是（）A．从半球面射出的光中，在玻璃内的传播时间最短为3R4cB．整个半球面透光的面积为15C．所有射入到半球底面的光，有1625的会发生全反射D．若将入射光由红光换成紫光，则半球面透光的面积增大

2025年高考物理复习之小题狂练600题（选择题）：光学（10题）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2024•盘锦三模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，光在真空中传播速度为c，则（）A．水的折射率n＝sinθ B．光在水球中的传播速度v=cC．光从空气进入水球，波长变短 D．光从空气进入水球，频率变大【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；光的全反射现象．【专题】比较思想；几何法；全反射和临界角专题；分析综合能力．【答案】C【分析】入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，入射角等于临界角C，确定临界角C，再由n=1sinC求水的折射率。根据n=cv求光在水球中的传播速度。光从空气进入水球，频率不变，波速变小，由v【解答】解：A、入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为θ，根据反射定律可知入射角为θ，则临界角为θ，水的折射率为n=1sinθ，故B、根据n=cv得光在水球中的传播速度为v＝csinθ，故CD、光从空气进入水球，波速变小，频率不变，根据v＝λf可知波长变短，故C正确，D错误。故选：C。【点评】本题考查光的折射，解题关键要掌握全反射的发生条件及临界角的计算公式sinC=12．（2024•潍坊二模）如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（）A．圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的 B．圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽 C．换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集 D．改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集【考点】薄膜干涉现象．【专题】定量思想；推理法；光的干涉专题；推理能力．【答案】D【分析】空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹。使牛顿环的曲率半径越大，相同的水平距离使空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大。【解答】解：A、圆环状条纹是两个玻璃表面之间的空气膜上下表面反射的两列光引起的薄膜干涉造成的，故A错误；B、光从折射率小的介质射向折射率大的介质时，反射光与入射光相比，有一个相位为π突变（相当于反射光比入射光多走了半个波长）．因而，某一级亮条纹对应的空气膜厚度应该满足：2d=(2k+1)λ2，其中k＝0，1，2…。可知条纹宽窄的差异，是空气膜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，从而是条纹看起来更窄。所以圆环状条纹的间距不相等，越往外条纹间距越窄，故C、结合B的分析可知，若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹变稀疏，故C错误；D、若改用频率更高的单色光照射，波长变小，条纹将变密集，故D正确。故选：D。【点评】理解了牛顿环的产生机理就可顺利解决此类题目，故对物理现象要知其然更要知其所以然。3．（2024•江苏一模）有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）A．在玻璃中传播时a光的速度较大 B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a光的干涉条纹间距较大 C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小 D．a光和b光频率相同【考点】光的干涉现象；光的全反射现象；光的折射与全反射的综合问题．【专题】比较思想；类比法；光的干涉专题；理解能力．【答案】C【分析】根据光的偏折程度比较出光的折射率大小，根据v=cn，【解答】解：AD、根据光路图知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，根据v=cn，可知在玻璃中传播时a光的速度较小，故B、在同一双缝干涉实验装置发生干涉时，根据相邻条纹间距公式：Δx=Ldλ，由于a光的频率大于b光的频率，a光的波长小于b光的波长，则aC、根据全临界角公式：sinC=1n，可知从同一介质射向空气时，由于a光折射率较大，所以a光发生全反射的临界角较小，故故选：C。【点评】解决本题的突破口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、临界角、在介质中的速度等大小关系。4．（2024•江苏模拟）激光打标机是利用激光对工件进行局部照射，使工件表面材料瞬间熔融甚至汽化留下标记的机器，激光打标利用了激光的下列哪种特性（）A．亮度高 B．偏振 C．平行度好 D．相干性好【考点】激光的特点及其应用．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】A【分析】了解激光的主要性质，并明确各种性质对应生产生活中的应用即可求解。【解答】解：激光之所以可以使工件上留下标记是因为激光亮度高，能量大，从而可以在短时间内使工件表面材料熔融，故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查对激光性质的掌握，要明确激光具有亮度高、平行度好、相干性好等特点。5．（2024•江苏模拟）如图所示，截面为直角三角形的玻璃砖放置在水平面上，其中∠B＝30°，现有一束平行于BC边的单色光，从AB边上的中点D射入玻璃砖并从AC边射出，已知玻璃砖对该单色光的折射率为3，不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，下列说法正确的是（）A．光在AB边的入射角为30° B．光在BC边的入射角为30° C．光垂直于AC边射入空气 D．增大光在D点的入射角，光可能在AB边发生全反射【考点】全反射的条件、判断和临界角；光的折射与全反射的综合问题．【专题】信息给予题；定量思想；实验分析法；光的折射专题；全反射和临界角专题；理解能力．【答案】C【分析】根据入射角的含义结合数学知识求解；根据折射定律，求解折射角，再根据几何知识求解光在BC边的入射角；根据反射定律结合数学知识求解，再求解出射光线与AC边的夹角；根据全反射的条件分析作答。【解答】解：A．光路图如图所示：由于入射光平行于BC边，根据几何知识可知光在AB边的入射角为α＝90°﹣30°＝60°，故A错误；B．根据折射定律n=代入数据解得折射角β＝30°由数学知识可得光在BC边的入射角为i＝60°，故B错误；C．根据反射定律及数学知识可知θ＝30°则出射光线与AC边的夹角∠EFC＝90°所以光垂直于AC边射入空气，故C正确；D．根据全反射的条件可知，光要从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角；由于玻璃相对于空气是光密介质，因此光从空气射入玻璃不会发生全反射，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了光的折射和反射，要掌握折射定律，知道入射角和折射角的含义；知道全反射发生的条件。6．（2024•江苏模拟）如图所示为双缝干涉实验原理图，单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，入射光波长为600nm，实验屏上P0和P处为两条相邻的亮条纹。下列说法正确的是（）A．双缝S1和S2到P点的距离差为300nm B．减小双缝S1和S2之间的距离，条纹间距将随之减小 C．若换成波长为400nm的入射光，则P点处将形成暗条纹 D．遮住S1，则屏上不能形成明暗相间的条纹【考点】改变双缝的间距判断干涉条纹间距的变化；光的单缝衍射和小孔衍射图样；光的双缝干涉图样；光的波长与干涉条纹间距的关系．【专题】比较思想；模型法；光的干涉专题；理解能力．【答案】C【分析】P0和P处为两条相邻的亮条纹，双缝S1和S2到P点的距离差等于一个波长；减小双缝S1和S2之间的距离，根据双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ分析条纹间距的变化情况；若换成波长为400nm的入射光，结合双缝S1和S2到P点的距离差与半波长的关系分析P点处形成暗条纹还是亮条纹；遮住【解答】解：A、P0和P处为两条相邻的亮条纹，则双缝S1和S2到P点的距离差等于一个波长，即为600nm，故A错误；B、根据双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知，减小双缝S1和S2之间的距离dC、若换成波长为400nm的入射光，则双缝S1和S2到P点的距离差为半波长的3倍，P点处将形成暗条纹，故C正确；D、遮住S1也会发生单缝衍射现象，在屏上也能形成明暗相间的条纹，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查光的双缝干涉现象，关键要掌握产生明、暗条纹的条件以及双缝干涉条纹间距公式Δx=l7．（2024•内江模拟）如图，由a、b两种单色光组成的复色光，沿半球形水雾的半径方向AO入射，折射后分成两种单色光a、b。其中，a光与界面的夹角为30°，b光的折射率为2，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R。下列说法中正确的是（）A．a光在半球水雾中的传播时间为3RB．a光在半球水雾中的传播时间为3cC．a单色光的频率比b单色光的频率小 D．利用a、b单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下，b光比a光的条纹间距大【考点】光的双缝干涉图样；折射率的波长表达式和速度表达式．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；光的干涉专题；推理能力．【答案】D【分析】根据b光的折射定律求得入射角，然后求出a光的折射率，从而比较频率大小关系、a光在水雾半球中传播速度，进而求出a光在水雾半球中传播时间；根据Δx=L【解答】解：AB．设入射角为θ，由折射定律可知，对b光有nb解得θ＝30°对于a光，由折射定律na设a光在水雾半球中传播的速度为va，由na则a光在水雾半球中的传播时间t=R联立可得t=3故AB错误；C．因为介质对a的折射率较大，则a单色光的频率比b单色光的频率大，故C错误；D．频率越大则波长越小，则有λa＜λb利用a、b单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下，根据Δx=L知b光比a光的条纹间距大，故D正确。故选：D。【点评】本题考查光的折射定律以及光的折射率与光的传播速度、光的频率间关系。8．（2024•选择性）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，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮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【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力．【答案】A【分析】根据双缝干涉条纹的相邻两条亮纹中心间距公式：Δx=L【解答】解：双缝干涉条纹的相邻两条亮纹中心间距为：Δx=Ldλ，其中：L为双缝与屏之间的距离，dA、换用更粗的头发丝，则双缝间距d变大，会使相邻两条亮纹中央间距Δx变小，故A正确；B、换用红色激光照双缝，因红色激光的波长大于绿色激光的波长，故相邻两条亮纹中央间距变大，故B错误；C、增大纸板与墙面的距离，即增大了L，则Δx变大，故C错误；D、减小光源与纸板的距离，公式中的L、d、λ均不变化，则Δx不变，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了影响光的双缝干涉条纹间距的因素，掌握双缝干涉条纹的相邻两条亮纹中心间距公式：Δx=L9．（2024•广东）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【考点】光的全反射现象；光的折射定律．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】B【分析】根据光线的偏折程度分析出两束光对应的位置；根据角度的变化特点，结合全反射现象的发生条件完成分析；根据折射定律，结合入射角的变化趋势分析出折射角的变化趋势。【解答】解：A、在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，则绿光的偏折程度更大，根据题意可知，绿光比红光更靠近P点，故A错误；B、红光的折射率小于绿光的折射率，根据全反射的临界角公式sinC=1n可知，θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失，故C、全反射现象只能发生在由光密介质射入光疏介质的时候发生，所以入射光不可能在MN面发生全反射，故C错误；D、根据折射定律可知，n=sinθsinα，θ逐渐减小，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故故选：B。【点评】本题主要考查了折射定律的相关应用，熟悉光的传播特点，结合全反射的发生条件和折射定律即可完成分析。10．（2024•湖北三模）如图甲为一玻璃半球的截面图，其半径为R，O为球心，AB为直径，现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠（不含圆底面）的表面积为S＝2πRℎ（如图乙，其中R为球的半径，ℎ为球冠的高），光在真空中传播的速度为c，玻璃对红光的折射率为n＝1.25，若只考虑首次射到球面的光，则下面说法正确的是（）A．从半球面射出的光中，在玻璃内的传播时间最短为3R4cB．整个半球面透光的面积为15C．所有射入到半球底面的光，有1625的会发生全反射D．若将入射光由红光换成紫光，则半球面透光的面积增大【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；光的全反射现象．【专题】定量思想；解题方法；全反射和临界角专题；分析综合能力．【答案】A【分析】平行光垂直入射到半球的底面上进入时不改变传播方向；注意曲面上的法线通过圆心；分析在曲面不同位置入射角变化情况再判断发生全反射的情况，求得透光面积；利用临界角公式可以求解；传播速度不变需要找最短路径，求得最短时间；入射光由红光换成紫光，折射率变大，临界角变小，则半球面透光的面积减小。【解答】解：A．由光学知识有sinC=1n，解得C＝53°v=4c由题意得从半球面射出的光中，最短路径时刚好发生全反射，最短路径L＝0.6R在玻璃内的传播时间最短为t=L故A正确；B．整个半球面透光的面积为S=2πRh故B错误；C．发生全反射的光与射入到半球底面的光比例为πR即所有射入到半球底面的光，有925的会发生全反射，故CD．若将入射光由红光换成紫光，折射率变大，临界角变小，则半球面透光的面积减小，故D错误。故选：A。【点评】本题所涉及的几何光学知识非常基础，着重考查学生对问题的过程分析进而得出解决问题的方法；本题给出的情景为半球，注意简化模型。

考点卡片1．光的折射定律【知识点的认识】一、光的折射1．光的折射现象：光射到两种介质的分界面上时，一部分光进入到另一种介质中去，光的传播方向发生改变的现象叫做光的折射。2．光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。3．在折射现象中，光路是可逆的。4．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比，叫做介质的绝对折射率，简称折射率。表示为n=sin实验证明，介质的折射率等于光在真空中与在该介质中的传播速度之比，即n=c大于1，．两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质。5．相对折射率光从介质Ⅰ（折射率为n1、光在此介质中速率为v1）斜射入介质Ⅱ（折射率为n2、光在此介质中的速率为v2）发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率。用n21表示。n21=Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率又等于Ⅱ介质的折射率n2跟Ⅰ介质的折射率n1之比，即n21=n由以上两式，可得到光的折射定律的一般表达式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2。【命题方向】如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β．从点光源S发出的细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为（）分析：由题意可知从AC面出射的光线与入射光线SO恰好重合，因此根据光路可逆可知SO的折射光线是垂直于BC的，然后根据折射定律即可求解折射率。解答：作出光路图，依题意可知光垂直BC反射才能从AC面射出后恰好与SO重合，则光在AC面的入射角为90°﹣α，由几何关系可知折射角为：r＝90°﹣β。根据折射定律：n=sin(90°-α)sin(90°-β)=cosαcosβ故选：A。点评：解决几何光学问题的关键是根据题意正确画出光路图，然后根据几何关系以及相关物理知识求解。【解题方法点拨】光的折射问题，解题的关键在于正确画出光路图、找出几何关系。解题的一般步骤如下：（1）根据题意正确画出光路图；（2）根据几何知识正确找出角度关系；（3）依光的折射定律列式求解。2．折射率的波长表达式和速度表达式【知识点的认识】1.折射率的两种计算方法（1）光的折射定律：n=（2）用光速进行计算：n=c2.对折射率计算公式的理解（l）折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。（2）从公式n=cv看，由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于（3）由于n＞1，从公式n=sin【命题方向】如图所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n=2．一束单色光与界面成θ＝45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B，A和B相距h＝2.0cm。已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108m/s①该单色光在玻璃砖中的传播速度。②玻璃砖的厚度d。一束光斜射在表面镀反射膜的平行玻璃砖，则反射光线在竖直光屏上出现光点A，而折射光线经反射后再折射在竖直光屏上出现光点B，根据光学的几何关系可由AB两点间距确定CE间距，再由折射定律，得出折射角，最终算出玻璃砖的厚度。解：①由折射率公式n=解得v=②由折射率公式n=解得sinθ2=12，θ2＝作出如图所示的光路，△CDE为等边三角形，四边形ABEC为梯形，CE＝AB＝h．玻璃的厚度d就是边长h的等边三角形的高。故d=h答：①该单色光在玻璃砖中的传播速度32②玻璃砖的厚度1.732cm。根据光路可逆及光的反射可得出AC与BE平行，从而确定CE的长度。【知识点的认识】折射率的定义式中n=sinθ1sinθ2的3．全反射的条件、判断和临界角【知识点的认识】1．光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象．2．发生全反射的条件：①光线从光密介质斜射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．3．临界角：折射角等于90°时的入射角．设光线从某种介质射向真空或空气时的临界角为C，则sinC=1光线从折射率为n1的介质斜射入折射率为n2的介质，（n1＞n2）发生全反射时的临界角为C′，sinC′=n4．光导纤维：主要应用：a．内窥镜；b．光纤通信．【命题方向】题型一：光的全反射及临界角的应用如图所示，用折射率n=2的玻璃做成内径为R、外径为R'=（1）球壳内部有光线射出的区域；（2）要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行？分析：（1）光线射到内球面时，若入射角大于或等于临界角时，会发生全反射，光线将不能射入球壳内部．根据折射定律求出临界角．作出光路图，由几何知识求出光线射到内球面刚好发生全反射时，在外球面的折射角，由数学知识求出球壳内部有光线射出的区域．（2）根据光路图，由几何知识求出遮光板的大小，确定如何放置．解答：（1）设光线a′a射入外球面，沿ab方向射向内球面，刚好发生全反射，则sinC=1∴C＝45°在△Oab中，Oa=2R，Ob根据数学知识得sin(180°-C)2得到sinr=即r＝30°，则∠θ＝C﹣r＝45°﹣30°＝15°又∠O′Oa＝i，由sinisinr=n∴i＝45°即∠O′Ob＝i+θ＝45°+15°＝60°当射向外球面的入射光线的入射角小于i＝45°时，这些光线都会射出内球面．因此，以OO'为中心线，上、下（左、右）各60°的圆锥球壳内有光线射出．（2）由图中可知，h=R所以，至少用一个半径为R的遮光板，圆心过OO′轴并垂直该轴放置，才可以挡住射出球壳的全部光线，这时球壳内部将没有光线射出．答：（1）球壳内部有光线射出的区域为以OO′为中心线，上、下（左、右）各60°的圆锥球壳内有光线射出．（2）要使球壳内部没有光线射出，至少用一个半径为R的遮光板，圆心过OO'轴并垂直该轴放置．点评：本题是折射定律、临界角和几何知识的综合应用，作出光路图是基础．【解题思路点拨】解决全反射回题的思路（1）确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质。（2）若由光密介质进入光疏介质时，则根据sinC=1（3）根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”。（4）运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理，进行动态分析或定量计算。4．光的全反射现象【知识点的认识】1.当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全反射（totalreflection），这时的入射角叫作临界角（criticalangle）。2.全反射现象再生活中的应用有光导纤维和全反射棱镜等。【命题方向】下列现象中属于光的全反射现象的是（）A、阳光照射存肥皂泡上，常看到肥皂泡上有彩色花纹B、玻璃中的气泡，有时看上去特别明亮C、在阳光下用白纸对着凸镜前后移动时，在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑D、飞机在阳光下作特技飞行时，有时会看到飞机突然变得非常明亮分析：当光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时，光线全部反射回原介质的现象叫全反射现象．对照全反射的定义依次分析说明．解答：A、在阳光照射下，常看到肥皂泡上有彩色花纹是由于薄膜干涉现象产生的，故A错误。B、玻璃中的气泡有时看上去特别明亮，是由于光从玻璃射入气泡时发生全反射形成的。故B正确。C、在阳光下用白纸对着凸镜前后移动时，在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑，这是光的折射现象。故C错误。D、飞机在阳光下作特技飞行时，有时会看到飞机变得非常明亮，是由于光的反射形成的。故D错误。故选：B。点评：本题关键要掌握各种光现象形成的原因，知道全反射的定义和产生条件．【解题思路点拨】对全反射现象的理解（1）全反射的条件①光由光密介质射向光疏介质②入射角大于或等于临界角。（2）全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光线与反射光线遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。（3）从能量角度来理解全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大﹔同时折射光线强度减弱，即折射光线能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。5．光的折射与全反射的综合问题【知识点的认识】1.对全反射的理解光投射到两种介质的界面上会发生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。2.对临界角的理解光线从介质进入真空或空气，折射角θ2＝90°时，发生全反射，此时的入射角θ1叫临界角C。由1n=sinθ1(介3.综合类问题的解题思路（1）确定光是由光密介质进入光疏介质，还是由光疏介质进入光密介质，并根据sinC=1（2）画出光线发生折射、反射的光路图（全反射问题中关键要画出入射角等于临界角的“临界光路图”）。（3）结合光的反射定律、折射定律及临界角C、几何关系进行分析与计算。【命题方向】用折射率n＝3/2的光学材料制成如图棱镜，用于某种光学仪器中，现有束光线沿MN方向从空气射到棱镜的AB面上，入射角的大小满足关系sini=34，该束光经AB面折射后射到BC面的①求光在棱镜中传播的速率（光在空气中的速度近似为在真空中的速度）②通过计算判断该光束射到P点后能否发生全反射并画出光束在棱镜中的光路图。①根据v=c②根据折射定律求出光线进入棱镜后的折射角，由几何知识求出光线射到BC面上P点的入射角，与临界角大小进行比较，分析能否发生全反射，再作出光路图。解：①光在棱镜中传播的速率为：v=cn=3×10②由折射定律得：n=解得光线在AB面上的折射角为：r＝30°由几何知识得光线在BC面的入射角为：θ＝45°由sinC=1n=23则θ＞C，故光线在BC面上发生全反射，之后垂直AC面射出棱镜画出光路图如图所示。答：①光在棱镜中传播的速率v是2×108m/s。②该光束射到P点后能发生全反射，光束在棱镜中的光路图如图所示。本题要根据折射定律和几何知识，通过计算来研究光路，要注意当光从光密进入光疏介质时要考虑能否发生全反射。【解题思路点拨】（1）解决几何光学问题应先准确画好光路图。（2）用光的全反射条件来判断在某界面是否发生全反射；用折射定律找入射角和折射角的关系。（3）在处理几何光学问题时应充分利用光的可逆性、对称性、相似性等几何关系。6．光的干涉现象【知识点的认识】1.光的干涉现象的发现：光的干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。1801年，英国物理学家托马斯•杨（1773—1829）在实验室里成功地观察到了光的干涉。2.光的干涉现象的定义：两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象，证实了光具有波动性。3.光的干涉现象的意义：光能发生干涉现象说明光是一种波。【命题方向】下列几种应用或技术中，用到光的干涉原理的是（）A、照相机镜头上的增透膜B、透过羽毛看到白炽灯呈现彩色C、在磨制平面时，检查加工表面的平整度D、在医疗中用X射线进行透视分析：波的干涉则是两列频率完全相同的波相互叠加时，会出现稳定的干涉现象．而波的衍射则是能绕过阻碍物继续向前传播的现象．解答：A、照相机镜头上的增透膜，利用薄膜得到频率相同的两列光波，进行相互叠加，出现干涉现象，故A正确；B、透过羽毛看到白炽灯呈现彩色，这是单缝衍射现象，故B错误；C、在磨制平面时，检查加工表面的平整度，这是利用磨制平面与标准平面形成频率相同的两列光波，相互叠加进行干涉，从而由明暗条纹的平行性，来确定加工表面的平整度，故C正确；D、在医疗中用X射线进行透视，则是利用X射线的穿透性。故D错误；故选：AC。点评：干涉与衍射均是波的特性，稳定的干涉现象必须是频率完全相同，而明显的衍射现象必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．而在干涉图样中，振动加强区位移时大时小．【解题思路点拨】高中阶段主要介绍光的双缝干涉和薄膜干涉，光的干涉现象再生产和生活中都有广泛的应用。7．光的双缝干涉图样【知识点的认识】1.通过双缝干涉实验可以得到一组明暗相间的条纹，这就是光的双缝干涉图样，如下图：2.条纹的特点：除边缘条纹外，单色光的双缝干涉条纹是相互平行、宽度相等、明暗相间的直条纹。【命题方向】如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是（）A、a、b是光的干涉图样B、c、d是光的干涉图样C、形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D、形成c图样光的波长比形成d图样光的波长短分析：干涉条纹的间距是相等的，条纹间距大的光波波长长。解答：干涉图样的条纹等间距，故A正确，B错误；无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，故C、D均错误。故选：A。点评：本题考查了干涉图样的特点，条纹间距与光波的波长成正比。【解题思路点拨】区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法（l）根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，而单缝衍射条纹，中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄。（2）根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹的中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗。8．光的波长与干涉条纹间距的关系【知识点的认识】1.实验装置如下图所示2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏（托马斯•杨所处年代没有激光）。3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光。4.相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离△x与入射光波长λ之间的定量关系推导如下图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2﹣r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ联立可得r2﹣r1＝dx若P处为亮条纹，则dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=ld【命题方向】如图所示为双缝干涉实验装置，当用波长为600nm的光照射单缝S时，在屏上观察到相邻亮条纹中心的距离为Δx，若改用波长为400nm的光照射单缝S，若使相邻亮条纹中心的距离仍为Δx，下列措施可行的是（）A、增大双缝和光屏之间的距离B、增大单缝和双缝之间的距离C、增大双缝S1和S2之间的距离D、增大单缝和光屏之间的距离分析：根据亮条纹间的距离求解相邻亮条纹之间的间距Δx，根据两条亮纹间的距离Δx=Ld解答：由相邻亮条纹之间的间距公式Δx=Ldλ，当Δx一定，而波长λ减小时，要使条纹间距Δ可以增大双缝到屏的距离L，或减小双缝间距d，A、增大双缝和光屏之间的距离L，符合题设条件，故A正确；B、增大单缝和双缝之间的距离，对条纹间距没影响，故B错误；C、增大双缝S1和双缝S2之间的距离，会使条条纹间距变得更小，故C错误；D、增大单缝和屏之间的距离，可能只是增大单双缝的距离，而双缝和屏的距离不变，则条纹间距也会变小，故D错误。故选：A。点评：解决本题的关键知道双缝干涉实验的原理及干涉条纹间距公式，并注意正确计算条纹间距数。【解题思路点拨】条纹间距Δx与双缝距离d、光的波长λ及双缝到屏的距离l之间的关系为Δx=ld9．改变双缝的间距判断干涉条纹间距的变化【知识点的认识】1.实验装置如下图所示2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏（托马斯•杨所处年代没有激光）。3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光。4.相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离△x与入射光波长λ之间的定量关系推导如下图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2﹣r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ联立可得r2﹣r1＝dx若P处为亮条纹，则dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=ld【命题方向】分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，已知λ红＞λ紫，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则（）A、Δx1＜Δx2B、Δx1＞Δx2C、若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx增大D、若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx不变分析：根据公式Δx=Ld解答：AB、该题考查条纹间距的表达式Δx=Ldλ，由于Δx∝λ，λ红＞λ紫，得Δx1＞Δx2，故A错误，CD、当双缝间距d减小，其他条件不变时，条纹间距Δx应增大，故C正确，D错误。故选：BC。点评：解决本题的关键掌握出现明暗条纹的条件，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ld【解题思路点拨】条纹间距Δx与双缝距离d、光的波长λ及双缝到屏的距离l之间的关系为Δx=ld10．薄膜干涉现象【知识点的认识】1.薄膜干涉的形成入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。2.薄膜干涉的成因（1）由薄膜的前，后表面的反射光叠加而形成明暗相间的条纹。（2）如果膜的厚度为h，折射率为n，入射光在空气中的波长为λ，前、后表面的反射光的路程差为2h。若满足2h为膜中波长λn的整数倍时，该处出现亮条