2025年高考物理复习热搜题速递之光学（2024年7月）

第1页（共1页）2025年高考物理复习热搜题速递之光学（2024年7月）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（）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θ，已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（）A．sinα+θ2sinC．sinθsin(θ-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λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则（）A．λa＜λb，na＞nb B．λa＞λb，na＜nb C．λa＜λb，na＜nb D．λa＞λb，na＞nb5．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．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（）A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光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θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（）A．玻璃砖的折射率为1.5 B．OP之间的距离为22RC．光在玻璃砖内的传播速度为33cD．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S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ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S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为Δt．玻璃片厚度为10λ，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（）A．Δt=5λc B．Δt=15λ2c C．Δ10．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θ，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θ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O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角。当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则。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．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 D．β＜θ＜π2时，光屏上只有（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？（）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S1、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S1、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，∠A＝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λ＝5.89×10﹣7m，双缝间的距离d＝1mm，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，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝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？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。19．如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O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；（ii）距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O20．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）。已知水的折射率为43（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年高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（）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：A。【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θ，已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（）A．sinα+θ2sinC．sinθsin(θ-【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，n=sini因入射角和出射角相等，即i＝i′故由几何关系可知，β=αi=θ2+故折射率n=sin故选：A。【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=cn得到，【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n=sinisinr得知，b光的折射率较小，频率较小，波长较长。再由cnA、由公式v=cn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：C。【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λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则（）A．λa＜λb，na＞nb B．λa＞λb，na＜nb C．λa＜λb，na＜nb D．λa＞λb，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λa＞λb。故选：B。【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．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=1n分析临界角的大小。由v=cn【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=1n分析知，玻璃对a光的临界角较大。故C、由v=cn分析知，b光在玻璃中的传播速度较小，故D、b光在玻璃砖通过的路程较大，传播速度较小，由t=sv分析知b光在玻璃中的传播时间较长。故故选：C。【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可能是（）A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光【考点】光的折射定律．【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θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（）A．玻璃砖的折射率为1.5 B．OP之间的距离为22RC．光在玻璃砖内的传播速度为33cD．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=c【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θ＝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=对图乙根据折射定律可得：n=其中sinα=联立解得：OP=33R，n=3，临界角为：C＝arcsinC、光在玻璃砖内的传播速度为：v=cn=3故选：C。【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S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为λ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S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为Δt．玻璃片厚度为10λ，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（）A．Δt=5λc B．Δt=15λ2c C．Δ【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S1到O点的时间和从S2到O点的时间，两段时间之差即为Δt，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=光从S到S1和到S2的路程相等，设光从S1到O点的时间为t1，从S2到O点的时间为t2，O点到S2的距离为L，则有：t1=t2=光传播的时间差为：Δt＝t1﹣t2=代入v=2c3可得：Δt=5λ故选：A。【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：A。【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，在玻璃砖底面上的入射角为θ，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θ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=sinisinγ判断折射率大小，根据v=cn判断玻璃中的光速大小；根据c＝λ【解答】解：AC、光线a的偏折程度大，根据折射定律公式n=sinisinγ，光线a的折射率大；再根据公式v=cn，光线a在玻璃中的传播速度小，故B、光线a的折射率大，说明光线a的频率高，根据c＝λf，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θ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Δx=Ldλ，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故选：ABD。【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n=sinisinγ、光速公式v=c（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O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角。当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则。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．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 D．β＜θ＜π2时，光屏上只有【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=1n，即可确定玻璃对两种光折射率的大小；由v【解答】解：A、根据题干描述“当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β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=1n，可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，故B、玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，由n=cv知，A光在玻璃砖中传播速度比B光的小。故C、当α＜θ＜β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β＜θ＜12π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）。故故选：AD。【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？（）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S1、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S1、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Δx=L【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Δx=Ldλ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D、照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、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：ACD。【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，∠A＝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3。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∠1＝30°，又因为已知折射角的大小为γ＝60°，利用折射定律可解得：玻璃对红光的折射率n=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n=在∠1＝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：3；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λ＝5.89×10﹣7m，双缝间的距离d＝1mm，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。【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Δx=ldλ求出干涉条纹的间距，再求解第1【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Δx=ldλ=20.001×5.89×10﹣7m则第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距为S＝10Δx＝1.178×10﹣2m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1.178×10﹣2m。【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Δx=l五．解答题（共4小题）17．如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝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？【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，GE⊥AC，根据几何关系可得：光束在D点发生折射时的折射角为γD＝30°；那么，根据几何关系可得：在E点的入射角、反射角均为γD+30°＝60°；在F点的入射角为αF＝30°；那么，设入射角为αD，可得：折射角γF＝αD，故出射光相对于D点的入射光的偏角为60°﹣αD+γF＝60°；（ii）由E点反射角为60°可得：EF∥BC；故根据D点折射角为γD＝30°，在F点的入射角为αF＝30°可得：棱镜折射率n＜根据光束在E点入射角为60°，发生全反射可得：n≥1sin答：（i）出射光相对于D点的入射光的偏角为60°；（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值范围为23【点评】光的折射率n=118．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。【考点】光的折射定律．【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由正弦定理得：sinr2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=L由②③得：sinr=由①③④得：n=2.05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，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O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；（ii）距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O【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l．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sini=联立可得：l=2（ii）设与光轴相距R3的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1nsini1＝sinr1设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有sin∠由几何关系有∠C＝r1﹣i1sini1=联立可得：OC=3(22+3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23（ii）距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O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）。已知水的折射率为43（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x1，到P点的水平距离为x2．桅杆的高度为h1，P点处水深为h2．激光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有：x1h1x2h2=由折射定律有：n=sin设桅杆到P点的水平距离为x，则：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夹角为i′。由折射定律有：n=sini设船向左行驶的距离为x′，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1′，到P点的水平距离为x2′，则x1′+x2′＝x′+x…⑦x1'hx2'h联立⑤⑥⑦⑧⑨并代入数据解得：x′＝（62-3）m≈答：（i）桅杆到P点的水平距离是7m；（ii）船行驶的距离是5.5m。【点评】本题是几何光学问题，对数学几何能力要求较高，关键要根据几何知识确定出入射角和折射角，通过折射定律和几何关系进行求解。

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】题型一：光的折射定律的应用如图所示，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