2025年高考物理压轴训练卷18（含解析）

2025年高考物理压轴训练18

选择题（共10小题）

1.（2024•镇海区模拟）如图所示，080为半圆柱体玻璃的横截面，。。为直径，一束由紫光和红光组

成的复色光沿方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从2、。点射出。下列说法中正确的是（）

A,逐渐减小入射角，，紫光先发生全反射

B.逐渐减小入射角i,红光先发生全反射

C.红光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长

D.紫光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长

2.（2024•苏州校级二模）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直

径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。7；和心是具有标准平面的玻璃平晶，4为标准金属丝，直

径为A；/为待测金属丝，直径为。；两者中心间距为工。实验中用波长为彳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，测得相邻条纹的间距为则以下说法正确的是（）

A.\D-D.\=^~

B./与4直径相差越大，△工越大

C.轻压7；右端，若增大则有。＜0。

D.N与4直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹

3.（2024•祁江区模拟）用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列操作可使中央亮条

纹变宽的是（）

A.增大激光束的宽度B.减小单缝的宽度

C.减小屏到单缝的距离D.改用绿色激光照射

4.（2024•浙江模拟）双缝干涉的实验装置的截面图如图所示，光源到双缝耳、邑的距离相等，。是H、

邑连线中垂线与光屏的交点。若现在将该装置中垂线以下的部分没入水中，则原本处在。点的亮条纹将会

光屏

光源O

A,向上移动B.向下移C.不动D.无法确定

5.（2024•南京二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，空气水下有一点光源S,

同时发出两种不同颜色的。光和6光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状

区域只有6光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（）

A.。光发生全反射的临界角大

B.。光的频率小于6光

C.水对。光的折射率大于对6光的折射率

D.用同一装置做双缝干涉实验，6光条纹间距更小

6.（2024•山东）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。与待测滚珠6、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（）

图甲图乙

A.滚珠6、c均合格B.滚珠6、c均不合格

C.滚珠6合格，滚珠c不合格D.滚珠6不合格，滚珠c合格

7.（2024•和平区模拟）潜水艇内的人员为了观察水面上的情况，需要升起潜望镜，潜望镜内的主要光学

元件是全反射棱镜。如图所示，N8C为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，甲、乙两束单色光组

成的光束垂直入射到/C面上，在面上发生了全反射。若保持入射点O的位置不变，使光线绕。点顺

时针转动时，甲光先从面上射出，则关于甲、乙两束光的说法正确的是（）

A.在相同条件下做单缝衍射实验，甲光的中央条纹宽度大

B.真空中甲光的传播速度比乙光大

C.甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃砖上表面，甲光从下表面的出射光线与入射光线的间距大

D.甲、乙光分别照射同一光电管，都产生了光电效应，甲光的遏止电压大

8.（2024•湖北模拟）水面下深处有一点光源，发出两种不同颜色的光。和6,光在水面上形成了如图所

示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由。、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为。

光构成的圆环。若6光的折射率为〃，下列说法正确的是（）

a光的单色光区域

A.复色光圆形区域的面积为彳:

n~-1

B.光从水中进入空气中波长变短

C.在水中，a光发生全反射的临界角比6光的小

D.用同一装置做双缝干涉实验，。光的干涉条纹比6光的窄

9.（2024•贵州）一种测量液体折射率的%形容器，由两块材质相同的直角棱镜粘合，并封闭其前后两端

制作而成。容器中盛有某种液体，一激光束从左边棱镜水平射入，通过液体后从右边棱镜射出，其光路如

图所示。设棱镜和液体的折射率分别为小、n,光在棱镜和液体中的传播速度分别为%、v,贝I"）

A.n<n0,v>v0B.n<n0,v<vQC.n>n。,v>v0D.n>n0,v<v0

10.（2024•龙岗区校级三模）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0点恰好发生全反射，反射角为。，光在真

空中传播速度为c,贝1（）

A.水的折射率〃=sin。

B.光在水球中的传播速度丫=」一

sin。

C.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

多选题（共6小题）

11.（2025•邯郸一模）如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，。。为直径，一束由紫光和红光组成的复色光

沿工。方向从真空射入玻璃，分别从8、C点射出。下列说法中正确的是（）

A.从3点射出的是红光

B.在相同条件下，从C点射出的光更容易发生衍射

C.两束光从O点射入，到从2、C点射出所用的时间相等

D.沿08、OC折射的单色光的能量之和等于沿NO入射复色光的能量

12.（2024•罗湖区校级模拟）某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值（〃＜（））,称为负折射率

材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法

线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S发出的一束电磁波的入射角1=45。，经负折射率

〃=-也的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为4,电磁波在真空中

的传播速度为c,不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是（）

A.该电磁波的出射点位于法线OOX的上方

B.电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行

C.电磁波由空气进入平板介质，波长变长

D.电磁波在平板介质中的传播时间为也

3c

13.（2024•梅州模拟）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻

璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,

当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是（）

A.若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量

B.若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光

C.若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片

D.图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷

14.（2024•南开区二模）如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。

液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之

比为1:3,由a、b、c三种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从N点以，=45。的入射角射

入球中，6、c三条折射光线如图乙所示，其中6光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正

确的是（）

甲乙

A.该液体材料对a光的折射率小于对c光的折射率

B.c光在液体球中的传播速度最大

C.该液体材料对6光的折射率为逑

2

D.若继续增大入射角，，6光可能因发生全反射而无法射出液体球

15.（2024•广西）如图，S为单色光图，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/,a„l,镜面与光屏垂直，单色光波长为X,下列说法正确的是（）

光屏

S

T.

'A…丽H.........'ll

平面镜：

>-------------I---------------I

A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为‘2

2a

B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为!彳

a

C.若将整套装置完全浸入折射率为〃的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为祖

D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为△%,则该液体的折

射率为」―2

2a^x

16.（2024•郑州三模）如图所示，一矩形玻璃砖/BCD,AB边长为2L,8c边长为乙，。为边的中

点，一光屏紧贴玻璃砖右侧5c竖直放置。现有一红色光源从玻璃砖底部M点沿MO方向射出一细光束,

光束与边夹角为60。，恰好在光屏上的N点接收到该光束，N点到3点的距离为下列有关说法正

确的是（）

A.该玻璃成对红光的折射率〃=G

B.红光从玻璃砖射出前后，频率不变、速率变大

C.将光源移动到。点，沿。。方向射出光束，AS上方光屏没有光斑

D.在M点用绿色光源沿〃。方向射出光束，光屏上的光斑将在N点上方

三.填空题（共4小题）

17.（2024•福建）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角

迫VO）进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成

激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角—（填

“大于,，“等于,，或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜

以过入射点。且垂直纸面的轴—（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。

18.（2024•德阳模拟）德阳灯会历来就有“川西灯会看德阳”之盛誉。时隔8年，第十五届德阳灯会将于

2024年2月2日至3月9日在德阳玄珠湖公园举行，届时240米吉尼斯龙灯旋连"三星堆宝藏”等1000

余组彩灯共镶“华灯盛宴”。如图所示，深度足够的、灌满透明湖水的圆柱形玄珠湖直径为12根，在湖面

中央。点正下方合适的位置处安装绿色点光源（图中未画出），使得岸上的游客能看到整个湖面恰好都被

照亮，已知湖水对绿光的折射率为3。假如你就是“华灯盛宴”的设计师，请你帮安装师傅设计出绿色光

3

源的深度〃=—；若在。点正下方再安装一个红色点光源，仍然要求恰好照亮整个湖面，则安装的深度

应—（选填“更深些”或“更浅些”）；光从各自的波源出发，红光到达湖面。点处所用时间—绿

光到达湖面。点处所用时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

19.（2024•漳州三模）光纤准直器是光通讯系统中的一种重要组件，它的作用是将光纤内传输来的发散光

转变成准直光（平行光），其简化工作原理如图所示，棱镜的面为等腰三角形，从光纤一端尸射出三束相

同的单色光°、6、c,b光与棱镜的中心线重合，a、c光经棱镜折射后与中心线平行。已知棱镜横截面

的底角和入射光。与中心线的夹角均为30。，光在真空中的传播速度为c,则。光进入棱镜后的频率

（填“变大”、“变小”或“不变”）,棱镜对。光的折射率为，。光在棱镜中的速度v=o

20.（2023•思明区校级模拟）为帮助如图（a）所示在井底正中央“坐井观天”的青蛙拓宽视野，某同学

设计了图（b）所示的方案，在不擎五=工的圆柱形井中注满透明液体。将青蛙视为质点，则该方案中:

井口直径2

注入液体的折射率—（填“较大”或“较小”）时，观察范围较大当注入液体的折射率等于—时，

图（a）图⑹

四.解答题（共5小题）

21.（2024•广东模拟）如图所示，水面上有一半径为我的透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中

心轴上有红色单色灯（可视为点光源），均质球对红色光的折射率分别为〃。为使从光源照射到上半球面的

光，都能发生折射。（不考虑光线在球内反射后的折射）

（1）求红灯到水面的最大距离；

（2）若改为蓝色灯，则蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？

22.(2024•天心区校级模拟)随着5G、智能车以及算力需求等爆发，有着“电子产品之母”之称的电子

级特种树脂高速化发展。如图所示为一电子产品取下的半径为尺的半球形电子级特种树脂，球心为。点,

/点为火半球面的顶点，且满足与底面垂直。一束单色光平行于/O射向半球面的8点，折射后在底

面。点(图中未画出)处恰好发生全反射，已知透明树脂的折射率为"=9,求：

3

(1)8点处入射角的正切值；

(2)该束光在树脂中从8点传播到。点所用的时间。

23.(2024•道里区校级模拟)一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，。点为圆心，半径

为0.5加，直径竖直，右侧半圆面镀银。一光线从离地高度为拉回加的N点水平向右射入介质，在镀

4

银处发生一次反射后射出介质，且射出时光线水平向左，已知光在真空中的传播速度为0=3x108^/5。

(1)画出光在介质中传播的光路图并求介质的折射率〃；

(2)求光在介质中传播的时间几

24.(2024•泰安三模)一块玻璃砖平放在水平桌面上，其横截面如图所示，=ZC=90°,NB=60。，

AD=CD=a,AB、3C两侧面分别镀银，一束平行于方向的单色光从4D、CD两侧面射入玻璃砖,

其中从侧面入射的光线在玻璃砖内经多次折射与反射后仍从侧面平行于5c方向射出玻璃砖。已知

光在真空中传播的速度为c,求：

(1)玻璃砖的折射率〃；

(2)光在玻璃砖中的最长传播时间兀

A

25.(2024•山东)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为。点，半径为尺；直角三棱镜FG边

的延长线过。点，EG边平行于N5边且长度等于R,NEEG=30。。横截面所在平面内，单色光线以。角

入射到E尸边发生折射，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。；

(2)以0角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧/MB可以发生全反射，求光线在斯上入射点。(图

中未标出)到E点距离的范围。

M

2025年高考物理压轴训练18

参考答案与试题解析

选择题（共10小题）

1.（2024•镇海区模拟）如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，。。为直径，一束由紫光和红光组

成的复色光沿方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从3、C点射出。下列说法中正确的是（）

A.逐渐减小入射角i,紫光先发生全反射

B.逐渐减小入射角i,红光先发生全反射

C.红光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长

D.紫光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长

【答案】A

【解答】AB、紫光的折射率较大，根据临界角公式sinC=L可知，紫光的临界角较小，而紫光射到玻璃

n

内表面时入射角较大，所以逐渐减小入射角/•时，紫光先发生全反射，故4正确，5错误；

CD,设任一光在。点的折射角为外，则光在玻璃中传播距离为

s=2Rsinr

传播时间为

s

t=-

V

光在介质中的传播速度为

C

v=—

n

在。点，结合折射定律有

sinz

n=———

sinr

联立整理得

公"皿，可见t与〃无关，所以紫光和红光在半圆柱体中传播时间相同，同时从半圆柱体玻璃中射出,

C

故CD错误。

故选：Ao

2.（2024•苏州校级二模）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直

径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。7；和7；是具有标准平面的玻璃平晶，4为标准金属丝，直

径为。。；/为待测金属丝，直径为。；两者中心间距为乙。实验中用波长为X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，测得相邻条纹的间距为则以下说法正确的是（）

B./与4直径相差越大，△乙越大

C.轻压7；右端，若△入增大则有。＜2

D./与4直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹

【答案】/

【解答】A.设两标准平面的玻璃平晶之间的夹角为。，由题图可得:

由空气薄膜干涉的条件可知

2AAtan0=A

又小/

联立解得：|。-。。|=卫，故N正确;

02AZ

B、由上述分析可知，4与N直径相差越大，6越大，越小，5错误;

C、轻压7；右端，若△£增大，则。减小，说明。＞。0，故C错误；

D、当/与4直径相等时，tand=O,空气薄膜的厚度处处相等，不能形成图乙中的干涉条纹，故。错

、口

陕。

故选：Ao

3.（2024•祁江区模拟）用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列操作可使中央亮条

纹变宽的是（）

A.增大激光束的宽度B.减小单缝的宽度

C.减小屏到单缝的距离D.改用绿色激光照射

【答案】B

【解答】NBC、单缝衍射的条纹宽度与单缝宽度、单缝到屏的距离、光的波长有关，与激光束的宽度无关，

与屏到单缝的距离无关，故/C错误，8正确；

。、绿光的波长小于红光的波长，所以改用绿光照射，会使中央亮条纹变窄，故。错误。

故选：Bo

4.（2024•浙江模拟）双缝干涉的实验装置的截面图如图所示，光源到双缝鸟、S2的距离相等，。是

邑连线中垂线与光屏的交点。若现在将该装置中垂线以下的部分没入水中，则原本处在。点的亮条纹将会

（）

光屏

光源

--------------------■-o-------

二二西1二二

A.向上移动B.向下移C.不动D.无法确定

【答案】B

【解答】由于水的折射，光在水中传播时，速度变小，根据v=A/■可知波长变短。光源发出的光通过狭缝

邑到达。点的光程比通过E到达o点的光程大，由于中央亮条纹到两个光源的光程相等，因此中央亮纹

将向下移动，故2正确，NCD错误。

故选：Bo

5.（2024•南京二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，空气水下有一点光源S,

同时发出两种不同颜色的。光和6光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状

区域只有6光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（）

空气

b光

水jg）

‘点光源S

图甲图乙

A.。光发生全反射的临界角大

B.。光的频率小于6光

C.水对a光的折射率大于对6光的折射率

D.用同一装置做双缝干涉实验，6光条纹间距更小

【答案】C

【解答】A,因为环状区域只有6光，中间小圆为复色光，说明a光在环状区域发生了全反射现象，说明。

光的临界角小于6光的临界角，故/错误；

BCD＞根据”=--一可知a光的折射率大于6光的折射率，所以a光的频率大于6光的频率，根据c=/Ly

sinC

可知，。光的波长较短，根据双缝干涉条件间距公式=可知，用同一装置做双缝干涉实验，。光条

d

纹间距更小，故C正确，8。错误。

故选：C。

6.（2024•山东）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6、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6、c均合格B.滚珠6、c均不合格

C.滚珠人合格，滚珠c不合格D,滚珠6不合格，滚珠c合格

【答案】C

【解答】单色平行光垂直照射平板玻璃,上玻璃的下表面和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，光程差为两块玻璃距离的两倍；根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹各处空气层

的厚度相同，光的波程差相等，即滚珠a的直径与滚珠6的相等，滚珠6合格；不同的干涉条纹位置空气

层的厚度不同，光的波程差不同，即滚珠。的直径与滚珠c的直径不相等，则滚珠c的直径不合格。

综上分析，NAD错误，C正确。

故选：c。

7.（2024•和平区模拟）潜水艇内的人员为了观察水面上的情况，需要升起潜望镜，潜望镜内的主要光学

元件是全反射棱镜。如图所示，N2C为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，甲、乙两束单色光组

成的光束垂直入射到/C面上，在N8面上发生了全反射。若保持入射点。的位置不变，使光线绕。点顺

时针转动时，甲光先从42面上射出，则关于甲、乙两束光的说法正确的是（）

A.在相同条件下做单缝衍射实验，甲光的中央条纹宽度大

B.真空中甲光的传播速度比乙光大

C.甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃砖上表面，甲光从下表面的出射光线与入射光线的间距大

D.甲、乙光分别照射同一光电管，都产生了光电效应，甲光的遏止电压大

【答案】/

【解答】N、因为甲光先从N8面上射出，所以甲光的临界角大，则甲光的折射率小，甲光的频率小，甲

光的波长长，所以在相同条件下做单缝衍射实验，甲光的波长长，则中央条纹宽度大，故N正确；

真空中甲光的传播速度等于乙光的传播速度，故8错误；

C甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃砖上表面，甲光的折射率小，则折射角大，则甲光从下表面的出射光

线与入射光线的间距小，故C错误；

D、甲光的折射率大，则甲光的频率小，根据爱因斯坦的光电效应方程有eC7c=/z丫-沙0可知甲光的遏止

电压大小故。错误。

故选：A。

8.（2024•湖北模拟）水面下深力处有一点光源，发出两种不同颜色的光。和6,光在水面上形成了如图所

示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由。、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为。

光构成的圆环。若6光的折射率为〃，下列说法正确的是（）

a光的单色光区域

复色光区域

A.复色光圆形区域的面积为

B.光从水中进入空气中波长变短

C.在水中，°光发生全反射的临界角比6光的小

D.用同一装置做双缝干涉实验，。光的干涉条纹比6光的窄

【答案】/

n

根据数学知识sinQ=/4一

Ji

复色光圆形区域的面积为S=%产

代入数据解得$=孚二，故/正确；

A光在水中的传播速度v=£

n

根据波长波速和频率的关系2=-=—

vnv

光的频率！/不变，光从水中射入空气，折射率变小，光的波长变长，故3错误；

C根据数学知识，。光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，。光的临界角较大，因此。光发生全反射的临

界角比6光的大，故C错误；

D根据临界角公式sinC=，可知，水对。光的折射率较小，即%

n

根据频率和折射率的关系可知匕</

根据波长和频率的关系彳=反，可知

V

根据双缝干涉条纹间距公式AX=-A

d

因此故。错误。

故选：Ao

9.（2024•贵州）一种测量液体折射率的/形容器，由两块材质相同的直角棱镜粘合，并封闭其前后两端

制作而成。容器中盛有某种液体，一激光束从左边棱镜水平射入，通过液体后从右边棱镜射出，其光路如

图所示。设棱镜和液体的折射率分别为小、n,光在棱镜和液体中的传播速度分别为%、v,贝I")

A.n<n0,v>v0B.n<n0,v<vQC.n>n。,v>v0D.n>n0,v<v0

【答案】/

【解答】光从棱镜进入空气的入射角为i,折射角为，；

根据折射定律/=皿

sinz

由于T>%,因此%>1

某种液体入射角为乙折射角为，，棱镜对某种液体的折射率为4；

根据折射定律々=回工友

sinirn

由于/>人因此4>1,光相当于棱镜的折射率大于光相对于某种液体的折射率，即线>〃；

根据折射率公式，光在棱镜中的传播速度%=£

%

光在某种介质中的传播速度v=-

n

联立可知%<v

综上分析，故/正确，BCD错误。

故选：Ao

10.(2024•龙岗区校级三模)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°点恰好发生全反射，反射角为。，光在真

空中传播速度为c,贝|()

A.水的折射率"=sin。

B.光在水球中的传播速度v=

sin。

C.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

【答案】C

【解答】/、入射光在气泡表面的0点恰好发生全反射，反射角为夕，根据反射定律可知入射角为0,则

临界角为。，水的折射率为〃=',故/错误；

sin6*

B、根据"=£得光在水球中的传播速度为v=csind,故3错误；

v

CD、光从空气进入水球，波速变小，频率不变，根据v=2/可知波长变短，故C正确，。错误。

故选：C。

二.多选题（共6小题）

11.（2025•邯郸一模）如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，。。为直径，一束由紫光和红光组成的复色光

沿/O方向从真空射入玻璃，分别从3、C点射出。下列说法中正确的是（）

A.从3点射出的是红光

B.在相同条件下，从C点射出的光更容易发生衍射

C.两束光从。点射入，到从3、C点射出所用的时间相等

D.沿02、0c折射的单色光的能量之和等于沿NO入射复色光的能量

【答案】BC

【解答】/、红光的折射率小于紫光的折射率，红光和紫光的入射角相同，根据折射定律可知，红光的折

射角大于紫光的折射角，所以从C点射出的是红光，从8点射出的是紫光，故N错误；

B,从C点射出的光是红光，红光波长较长，更容易发生衍射，故3正确；

C、作出光路图，如图所示。

A

R,真空p

光从。点传到玻璃内表面的传播距离为

I=2Rsin3

则光从O点传到玻璃内表面的传播时间为

_/_27?sin6_2Rnsin0_2Rsinz

v£cc

n

由此可知，两束光从。点射入，到从3、C点射出所用的时间相等，故C正确；

。、光在空气与玻璃的分界面上既有折射也有反射,反射光也有能量,根据能量守恒定律可知，沿、OC

折射的单色光的能量之和小于沿NO入射复色光的能量，故。错误。

故选：BC。

12.（2024•罗湖区校级模拟）某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值（〃<0）,称为负折射率

材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法

线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S发出的一束电磁波的入射角，=45。，经负折射率

〃=-亚的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为"，电磁波在真空中

的传播速度为c,不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是（）

A.该电磁波的出射点位于法线的上方

B.电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行

C.电磁波由空气进入平板介质，波长变长

D.电磁波在平板介质中的传播时间为汉封

3c

【答案】BD

【解答】A.折射波与入射波位于法线的同一侧，则电磁波在材料中折射方向位于法线OQ的下方，所以

该电磁波的出射点位于法线OQ的下方，故N错误；

B.根据折射规律，结合光路可逆原理，可知电磁波的出射方向与电磁波入射到平板介质的方向平行，故

B正确；

c.根据|〃|=£=4,则电磁波由空气进入平板介质，波长变短，故c错误；

V兄

Qin450I—

D.根据|n|=-----=V2

|sin81

得折射光线与法线夹角为Ie|=30°

d

光在平板介质中的速度为叵，则电磁波在平板介质中的传播时间为/=空总=也

2V2c3c

故。正确。

故选：BD.

13.（2024•梅州模拟）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻

璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,

当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是（）

A.若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量

B.若要使十涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光

C.若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片

D.图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷

【答案】AC

【解答】A.经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，设此处的空气层厚度为“，其光程差

△x=2d

即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差

△X=7比

此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为4,增加纸张数量后，空气层的倾角变大,

2

则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，故Z正确;

3.使用波长更长的单色光，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变大，因此干涉条纹变疏，故8错误；

C.向左移动纸片，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，故

C正确；

D.空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同，故该亮纹所对应的下方空气膜厚度不变，

则图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凸起，故。错误。

故选：ACo

14.（2024•南开区二模）如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。

液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之

比为1:3,由。、b、c三种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从/点以，=45。的入射角射

入球中，°、6、c三条折射光线如图乙所示，其中6光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正

A.该液体材料对a光的折射率小于对c光的折射率

B.。光在液体球中的传播速度最大

C.该液体材料对6光的折射率为逆

2

D.若继续增大入射角i,6光可能因发生全反射而无法射出液体球

【答案】BC

【解答】A.由图乙可知，a光在液体材料中的折射角最小，c光的折射角最大，由折射定律”=亚,

sinr

可知该液体材料对。光的折射率大于对。光的折射率，且该液体材料对。光的折射率最小，故/错误；

B.。光的折射率最小；由〃=€可知。光在液体球中的传播速度最大，故5正确；

v

C.由图乙结合几何关系可得，b光在液体材料中的折射角sin4=；

由折射率〃=

sin/3

可得该液体材料对6光的折射率为〃=逑，故C正确；

2

D.若继续增大入射角，，6光的折射角增大，光线远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角

与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光的可逆性可知不会发生全反射，故。错误。

故选：BCo

15.（2024•广西）如图，S为单色光图，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。和/,a„l,镜面与光屏垂直，单色光波长为X,下列说法正确的是（）

光屏

uunmiHiniHH

平面镜：

-----------------I--------------------（

A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为」-2

2a

B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为,2

a

c.若将整套装置完全浸入折射率为〃的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为祝

D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为Ax,则该液体的折

射率为一L-2

2a^x

【答案】AD

【解答】NA光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看

作双缝干涉，双缝SS'之间的距离为d,则d=2a,而光源S到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离/；

根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式,2=’彳，故/正确，8错误;

d2a

C.光从空气进入蔗糖溶液，根据折射率公式，光的传播速度

n

光从空气中进入蔗糖溶液，光的频率不变，根据波长、频率和波速的关系

光在蔗糖溶液中的波长元=上=£=4,故c错误；

vnvn

。.单色光的频率□=£

A

单色光在某种透明介质中的传播速度V'=-

n'

光在某种透明介质中的波长/=E='x4=4

vn'cn'

根据双缝公式条纹间距公式AX==

dlan'

解得该透明溶液的折射率”'=^—X,故。正确。

2aA无

故选：ADo

16.（2024•郑州三模）如图所示，一矩形玻璃砖/BCD,AB边长为2L,BC边长为L,。为N8边的中

点，一光屏紧贴玻璃砖右侧2C竖直放置。现有一红色光源从玻璃砖底部M点沿〃。方向射出一细光束,

光束与边夹角为60。，恰好在光屏上的N点接收到该光束，N点到3点的距离为£。下列有关说法正

确的是（）

A.该玻璃成对红光的折射率〃=6

B.红光从玻璃砖射出前后，频率不变、速率变大

C.将光源移动到。点，沿。。方向射出光束，N8上方光屏没有光斑

D.在/点用绿色光源沿M。方向射出光束，光屏上的光斑将在N点上方

【答案】BC

【解答】4由于。B=BN=L,则折射角。=45。，根据折射率的公式有〃=包吧=也，故N错误；

sin30°

A同一光束在不同的介质中频率不变，速度变化。由于红光是从光密介质传播到光疏介质，根据v=£可

n

知传播速度变大，故5正确；

C对于玻璃砖，红光发生全反射的临界角sinC=^=注

n2

可得，其临界角

C=45°

当光源移到。点，入射角为45。，刚好发生全反射，故C正确；

D玻璃砖对绿光的折射率大于对红光的折射率，故对应的折射角偏大，光屏上的光斑应在N点的下方，

故。错误。

故选：BC。

三.填空题（共4小题）

17.（2024•福建）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角

小NO）进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成

激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角小于

（填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将

棱镜以过入射点。且垂直纸面的轴—（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。

【答案】小于，逆时针。

【解答】根据折射定律可得"=皿，由于透镜对蓝光折射率大于绿光，则透镜中蓝光折射角小于绿光折

射角；若此时激光为蓝光，要变为绿光，根据〃由于绿光的折射率较小，为了保证折射角不变,

则入射角7・应减小，即逆时针改变入射角。

故答案为：小于，逆时针。

18.（2024•德阳模拟）德阳灯会历来就有“川西灯会看德阳”之盛誉。时隔8年，第十五届德阳灯会将于

2024年2月2日至3月9日在德阳玄珠湖公园举行，届时240米吉尼斯龙灯旋连"三星堆宝藏”等1000

余组彩灯共镶“华灯盛宴”。如图所示，深度足够的、灌满透明湖水的圆柱形玄珠湖直径为12加，在湖面

中央O点正下方合适的位置处安装绿色点光源（图中未画出），使得岸上的游客能看到整个湖面恰好都被

照亮，已知湖水对绿光的折射率为假如你就是“华灯盛宴”的设计师，请你帮安装师傅设计出绿色光

3

源的深度〃=_2疗加_；若在。点正下方再安装一个红色点光源，仍然要求恰好照亮整个湖面，则安装

的深度应—（选填“更深些”或“更浅些”）；光从各自的波源出发，红光到达湖面O点处所用时间

绿光到达湖面O点处所用时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】25",更浅些，小于。

【解答】由全反射知识可知，当光发生全反射时，设临界角为a,如图

.

O

则有

.1

sma=—

n

R

tana=——

h

解得

h=2A

若换成发出红光的点光源，频率更小，折射率〃更小，仍然要求恰好照亮整个湖面，则安装的深度应更浅

些

光在水中的速度为丫=£,因为红光的折射率小于紫光的折射率，所以红光在水中的速度大于绿光在水中

n

的速度，又因为红光较浅，所以红光的路程较小，则红光到达湖面。点处所用时间小于绿光到达湖面O点

处所用时间。

故答案为：2不加，更浅些，小于。

19.（2024•漳州三模）光纤准直器是光通讯系统中的一种重要组件，它的作用是将光纤内传输来的发散光

转变成准直光（平行光），其简化工作原理如图所示，棱镜的面为等腰三角形，从光纤一端尸射出三束相

同的单色光a、6、c,6光与棱镜的中心线重合，a、c光经棱镜折射后与中心线平行。己知棱镜横截面

的底角和入射光a与中心线的夹角均为30。，光在真空中的传播速度为c,则。光,讲入棱镜后的频率不

变（填“变大”、“变小”或“不变”）,棱镜对a光的折射率为,。光在棱镜