秘籍09 光的折射 全反射 干涉与衍射
【解密高考】
【题型一】光的折射
【题型二】光的全反射
【题型三】光路控制问题
【题型四】光的干涉 衍射
【误区点拨】
易错点：光是折射 全反射 干涉与衍射分析
注重基础概念：着重考查对光的相关基本概念和规律的准确理解。
联系实际：以生活光现象、光学仪器应用、科技光学技术为背景，考查将实际问题转化为物理模型并求解的能力，像用海市蜃楼考查折射和全反射，要求学生关注生活，增强知识迁移能力。
突出综合能力：融合光的知识与其他物理知识，考查综合分析、逻辑思维和数学运算。要求运用多方面知识，结合数学方法处理问题，如分析光在复杂光学系统传播需结合几何知识和光学规律。
梳理框架：以光的折射（定律、折射率）、全反射（条件、临界角）、干涉（条件、条纹特征）、衍射（现象、条件、应用）为核心构建框架，用思维导图串联知识点，展现逻辑联系，方便解题选规律。
深化理解：通过实验或模拟，理解光折射、全反射、干涉、衍射的核心概念。对比各概念区别与联系，如干涉和衍射现象特点，避免混淆。
强化应用：牢记重要公式，通过练习掌握不同情境下公式运用，根据已知选合适公式计算，注意单位统一和适用范围。
【题型一】光的折射
1．两个公式
(1)折射率：n＝
(2)n＝
2．解题技巧
(1)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线．
(2)解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识．
如图所示，用折射率为n的玻璃制成顶角很小的棱镜，称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入，不考虑多次反射，光线从光楔右侧出射时与入射时相比（ ）
A．向上偏折了 B．向下偏折了
C．向上偏折了 D．向下偏折了
如图所示为一正六边形冰晶截面，边长为l。一束紫光由AF中点处射到在冰晶上，θ1为冰晶上的入射角，θ2为经过第一个界面的折射角，θ3为光离开冰晶的折射角，其中θ1＝θ3＝60°。若将紫光改为红光，光线仍可从BC边上射出。已知光在真空中的速度为c，则下列说法中错误的是（ ）
A．冰晶对紫光的折射率为
B．紫光在冰晶中传播时间为
C．在冰晶内红光的传播速度比紫光的传播速度小
D．在冰晶内红光的波长比紫光的波长长
水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球型物品。如图甲所示为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，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，则（ ）
A．光束在P点的入射角为53° B．“水晶球”的折射率为1.6
C．光在“水晶球”中的传播速度为 D．光在“水晶球”中的传播时间为
截面如图所示的直角棱镜ABC，其中BC边和CA边镀有全反射膜。一细束白光以入射角从AB边入射，然后经过BC、CA反射，又从AB边射出。已知三角形AB边的高为h，真空光速为c。对经过两次反射，并从AB边射出的光束，有（ ）
A．出射方向相对于入射方向的转角大小与光的颜色有关
B．紫光在出射位置与入射位置间距最大
C．光在棱镜中用时最短的光的折射率为
D．光在棱镜当中传播用时最短为
(23-24高三下·浙江县域教研联盟·一模)地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多（ ）
A．3小时 B．2小时 C．1.5小时 D．1小时
【题型二】光的全反射
1．全反射的条件
(1)光从光密介质射向光疏介质．
(2)入射角大于或等于临界角，其中临界角：sin C＝.
2．光的色散问题
(1)同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大．
(2)由n＝，n＝可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越小．
如图所示，一束包含、两种单色光的细光束从空气中点水平射入球状透明均匀介质，、光分别从、两点直接射出介质。已知光在点处入射角为，光偏向角（出射光线与入射光线的夹角）为，弧所对的圆心角为，则（ ）
A．在透明介质中光的速度小
B．介质对光的折射率
C．光的偏向角为
D．改变入射角，光第一次由介质射向空气时有可能发生全反射
如图所示为某玻璃砖的横截面，、，AC为一段圆弧且过A点的切线与AB垂直。一束平行光垂直AB面射入（当光射到BC面时，光被全部吸收，不会发生反射），圆弧AC上有光射出的部分占圆弧长度的，则该玻璃对该光的折射率为（ ）
A． B． C． D．
海市蜃楼是一种自然现象。表现为在特定条件下，空中或地面出现虚幻的楼台城郭等景象。观察图（a），图（b）两幅图像，下列说法正确的是（ ）
A．两图都只有反射现象没有折射现象
B．两图中光的传播速度均不变且相同
C．图（b）中，底层空气折射率比上层折射率大
D．两图均有光从光密介质进入光疏介质发生全反射
在冰雕展上有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内安装了一盏可视为圆形平面的面光源灯，面光源灯半径为0.5m，圆心在处，光源为单色光源，冰块的折射率取，不考虑二次反射，由于全发射，在立方体冰面上有些位置没有光射出，下列四幅图表示对应的表面有光射出的情况，阴影部分表示有光射出的部分，下列正确的是（ ）
A． B．
C． D．
如图所示，图中阴影部分是一透明介质的横截面，介质侧面AB面和DE面均附有特殊涂层，光到达该表面时全部被吸收。是一半径为R的半圆弧，圆心O处有一可以旋转的单色激光发射器，使发出的光线绕圆心O以周期T在纸面内逆时针匀速转动。从外侧观察，一个周期内面上有光点移动的时间为，光在真空中速度大小为c，不考虑光在圆弧界面上的反射，则下列说法正确的是（ ）
A．透明介质的折射率为
B．光在透明介质中传播的最长时间为
C．光点在面上即将消失时的瞬时速率为
D．若增大单色光的频率，透明介质面上光射出的区域长度变长
【题型三】光路控制问题
平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制：
类别 项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形 横截面是圆
对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折
应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向
(24-25高三上·浙江杭州高级中学·模拟)如图所示为一块环形玻璃砖的俯视图，图中是过环心的一条直线，一束光线平行射入玻璃砖，它与之间的距离为。玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为2R，折射率为。下列说法正确的是（ ）
A．当时，光线恰好在内圆表面上发生全反射
B．当时，光线进入内圆内部传播
C．当时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°
D．无论多大，光线都会进入内圆内部传播
如图甲所示，一束单色光a沿半径方向射入半圆形玻璃砖，光线a与直径的夹角为，反射光线b的强度随夹角的变化关系如图乙所示。图丙是与图甲用同种材料制作的截面是等腰直角三角形的三棱镜，为嵌在三棱镜内部紧贴的上述单色可见光的线状光源，与三棱镜的面垂直，D位于线段的中点，图丁为其面的正视图。若只考虑由直接射向侧面的光线。以下结论正确的是（ ）
A．该单色光的在玻璃砖中的全反射临界角为
B．该单色光的在该玻璃砖中的播速度为
C．光从面出射的区域占该侧面总面积的
D．若发出的单色光频率变小，面有光出射的区域面积将减小
某城市喷泉灯光秀场中的水下固定一环状形彩灯（如图所示），彩灯表面与水面平行，当彩灯发出黄光时，调节灯面距水面的深度到时，恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．环状彩灯的宽度d为3cm
B．彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
C．若彩灯发出红光，则水面透光区域将变小
D．水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深，且与观察者的位置有关
测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。已知转盘转动角速度为，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率为（ ）（光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有）
A． B．
C． D．
在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ）
A． B． C． D．
【题型四】光的干涉 衍射
1．杨氏双缝干涉
(1)单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
(2)白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色．
(3)相邻条纹间距公式：Δx＝λ.
2．薄膜干涉
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的中央亮条纹最宽，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，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗．
4．亮暗条纹的判断方法
(1)如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹．
(2)光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．
如图所示装置可以发生光的干涉现象，S为单色光源，M为宽度一定的单面镜。S发出的光通过单面镜反射在光屏上，与S直接发出的光在光屏上发生干涉若光源S到单面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和L，光的波长为。下列说法正确的是（ ）
A．相邻两条亮条纹的中心间距
B．光屏上的条纹关于平面镜上下对称
C．若将平面镜M右移一些，亮条纹数量不变
D．若将平面镜M左移一些，相邻亮条纹间距不变
双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，O点为、连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经、传播到光屏上P点的时间差为，其中垂直于光屏，P为某亮条纹中心，之间还有m条亮条纹。若紧贴放置一厚度均匀的玻璃片、光由垂直穿过玻璃片传播到P点与光由直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的传播速度为c、玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。则单色光在真空中的波长及玻璃片的厚度分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。材料甲置于玻璃平板之间，材料乙的上表面3与上层玻璃下表面2间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃平板上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．表面3可以与表面2平行
B．该条纹是由上层玻璃上表面1与下层玻璃上表面4的反射光发生干涉形成的
C．仅温度升高，若干涉条纹向左移动，则材料甲膨胀程度大
D．仅换用频率更小的单色光，干涉条纹将向左移动
柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝。这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制，则光屏上的图像可能是（ ）
A． B．
C． D．
如图所示，一束复色光从等边三棱镜的边中点D射入，入射光线与水平面夹角为30°，最后色散成两种单色光从边射出，打在右侧白纸上，上方为a光，下方为b光，其中a光的出射位置为边中点E，下列说法中正确的是（ ）
A．经过相同的狭缝，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
B．a光在真空中的传播速度大于b光
C．若a、b光分别通过相同的双缝装置，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
D．该复色光若垂直方向从A、D两点间入射，则a光不能从边射出
易错点一：概念理解易错
折射定律混淆：应用折射定律，易将入射角、折射角正弦值对应关系弄错，计算折射率时出错。判断折射光线方向，对 “分居法线两侧” 把握不准，分析复杂介质界面折射易偏差。
全反射误解：常忽略全反射 “光从光密到光疏介质” 前提，计算临界角记错公式或用错折射率，影响全反射现象判断。
干涉衍射模糊：难区分干涉、衍射现象，混淆条纹特征，误判干涉条件。分析生活光现象，分不清是干涉还是衍射，如肥皂泡条纹。
本质理解不足：不理解折射因光在不同介质速度不同，对干涉、衍射只记现象，不明白是光波动性体现，解释复杂光学现象只能套公式。
易错点二：公式运用易错
折射率计算失误：用折射率公式，易角度值代错、三角函数算错，单位换算出错。已知折射率求角度，求反三角函数值易出错。
临界角公式误用：用全反射临界角公式，记错公式、单位不统一。判断全反射，临界角与入射角比较易弄反。
干涉条纹公式错用：用干涉条纹间距公式，混淆各物理量含义，单位换算常出错，导致条纹间距计算错误。
忽视公式范围：在光的折射、全反射、干涉与衍射公式运用中，常忽视适用范围。如非均匀介质用均匀介质折射定律，干涉实验条件变了仍用原公式。
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【解密高考】
【题型一】光的折射
【题型二】光的全反射
【题型三】光路控制问题
【题型四】光的干涉 衍射
【误区点拨】
易错点：光是折射 全反射 干涉与衍射分析
注重基础概念：着重考查对光的相关基本概念和规律的准确理解。
联系实际：以生活光现象、光学仪器应用、科技光学技术为背景，考查将实际问题转化为物理模型并求解的能力，像用海市蜃楼考查折射和全反射，要求学生关注生活，增强知识迁移能力。
突出综合能力：融合光的知识与其他物理知识，考查综合分析、逻辑思维和数学运算。要求运用多方面知识，结合数学方法处理问题，如分析光在复杂光学系统传播需结合几何知识和光学规律。
梳理框架：以光的折射（定律、折射率）、全反射（条件、临界角）、干涉（条件、条纹特征）、衍射（现象、条件、应用）为核心构建框架，用思维导图串联知识点，展现逻辑联系，方便解题选规律。
深化理解：通过实验或模拟，理解光折射、全反射、干涉、衍射的核心概念。对比各概念区别与联系，如干涉和衍射现象特点，避免混淆。
强化应用：牢记重要公式，通过练习掌握不同情境下公式运用，根据已知选合适公式计算，注意单位统一和适用范围。
【题型一】光的折射
1．两个公式
(1)折射率：n＝
(2)n＝
2．解题技巧
(1)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线．
(2)解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识．
如图所示，用折射率为n的玻璃制成顶角很小的棱镜，称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入，不考虑多次反射，光线从光楔右侧出射时与入射时相比（ ）
A．向上偏折了 B．向下偏折了
C．向上偏折了 D．向下偏折了
【答案】B
【来源】2025届浙江省杭州市高三上学期一模物理试题
【详解】光线在法线两侧，光线从光楔右侧出射时向下偏折，光路图如图
设光线从光楔右侧出射时与入射时相比的偏转角为，根据折射定律
由于角很小，所以也很小，所以原式约等于
解得
故选B。
如图所示为一正六边形冰晶截面，边长为l。一束紫光由AF中点处射到在冰晶上，θ1为冰晶上的入射角，θ2为经过第一个界面的折射角，θ3为光离开冰晶的折射角，其中θ1＝θ3＝60°。若将紫光改为红光，光线仍可从BC边上射出。已知光在真空中的速度为c，则下列说法中错误的是（ ）
A．冰晶对紫光的折射率为
B．紫光在冰晶中传播时间为
C．在冰晶内红光的传播速度比紫光的传播速度小
D．在冰晶内红光的波长比紫光的波长长
【答案】C
【来源】2025年浙江选考仿真模拟卷（三）-2025年高中物理二轮复习解密（浙江选考专用）
【详解】A．由几何知识可知
冰晶对紫光的折射率为
故A正确，与题意不符；
B．由几何知识可知紫光在冰晶中的光程为
传播的速度为
传播的时间为
联立，解得
t
故B正确，与题意不符；
C．根据光在介质中传播速度与折射率的关系可得
红光的频率比紫光小，红光的折射率比紫光小，红光在冰晶中的传播速度比紫光大。故C错误，与题意相符；
D．根据
v＝fλ
联立，可得
红光的频率比紫光小，红光的折射率比紫光小，则在冰晶内红光的波长比紫光的波长长。故D正确，与题意不符。
故选C。
水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球型物品。如图甲所示为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，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，则（ ）
A．光束在P点的入射角为53° B．“水晶球”的折射率为1.6
C．光在“水晶球”中的传播速度为 D．光在“水晶球”中的传播时间为
【答案】B
【来源】2024届山东省潍坊市高三下学期5月三模物理试题
【详解】B．根据题意作出光路图如图
由几何关系可知，光线射出时的折射角r为2θ，折射率
故B正确；
A．由图
β = r = 2θ = 74°
故A错误；
C．光在“水晶球”中的传播速度为
故C错误；
D．光在“水晶球”中传播的距离
时间
带入数据有
故D错误。
故选B。
截面如图所示的直角棱镜ABC，其中BC边和CA边镀有全反射膜。一细束白光以入射角从AB边入射，然后经过BC、CA反射，又从AB边射出。已知三角形AB边的高为h，真空光速为c。对经过两次反射，并从AB边射出的光束，有（ ）
A．出射方向相对于入射方向的转角大小与光的颜色有关
B．紫光在出射位置与入射位置间距最大
C．光在棱镜中用时最短的光的折射率为
D．光在棱镜当中传播用时最短为
【答案】D
【来源】2024届浙江省宁波市镇海中学高三下学期5月阶段性考试（三模）物理试题
【详解】A．作出光路如图：
由几何关系可知α=r，β=θ，因此从AB边射出的光束与入射光线平行，与光的颜色无关，故A错误；
B．根据题意可知折射率越大，出射位置与入射位置间距越小，紫光折射率最大，所以其出射位置与入射位置间距最小，故B错误；
C．根据运动学公式可知光在棱镜中的传播时间
结合几何关系可知当r=45°时传播时间最短，此时的折射率
故C错误。
D．由几何关系可知，光传播的最短距离为
最短时间
选项D正确。
故选D。
(23-24高三下·浙江县域教研联盟·一模)地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多（ ）
A．3小时 B．2小时 C．1.5小时 D．1小时
【答案】B
【来源】浙江省县域教研联盟2023-2024学年高三下学期一模考试物理试题
【详解】太阳光是平行光，临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角满足
可知临界光线的折射角为；根据折射定律可得
解得
由几何关系可知，地球多转角度便看不见太阳了，则有
一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为
同理可知，在太阳升起时也能提早1小时看到太阳，所以赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多2小时。
故选B。
【题型二】光的全反射
1．全反射的条件
(1)光从光密介质射向光疏介质．
(2)入射角大于或等于临界角，其中临界角：sin C＝.
2．光的色散问题
(1)同种介质对不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大．
(2)由n＝，n＝可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越小．
如图所示，一束包含、两种单色光的细光束从空气中点水平射入球状透明均匀介质，、光分别从、两点直接射出介质。已知光在点处入射角为，光偏向角（出射光线与入射光线的夹角）为，弧所对的圆心角为，则（ ）
A．在透明介质中光的速度小
B．介质对光的折射率
C．光的偏向角为
D．改变入射角，光第一次由介质射向空气时有可能发生全反射
【答案】C
【来源】2025年浙江省普通高校招生选考科目考试物理测评卷（七）
【详解】A．由题图可知光折射角小，折射率大，由可知光速度小，A错误。
B．如图所示，作出光传播的光路图，偏向角，可得
介质对光的折射率
B错误。
C．由几何关系可知，又，结合几何关系可得光偏向角为，C正确。
D．进入介质的折射角等于射出介质的入射角，所以改变入射角时，只要光线能射入介质，也一定有光线射出，D错误。
故选C。
如图所示为某玻璃砖的横截面，、，AC为一段圆弧且过A点的切线与AB垂直。一束平行光垂直AB面射入（当光射到BC面时，光被全部吸收，不会发生反射），圆弧AC上有光射出的部分占圆弧长度的，则该玻璃对该光的折射率为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【来源】2025年浙江省普通高校招生选考科目考试物理测评卷（二）
【详解】由几何关系可得圆弧AC所对圆心角为，如图所示
圆弧AC上取一点，使圆弧所对圆心角为，则圆弧即为圆弧AC上有光射出的部分。光在点恰发生全反射，可得，OD即为过点的法线，全反射临界角，该玻璃对该光的折射率
故选A。
海市蜃楼是一种自然现象。表现为在特定条件下，空中或地面出现虚幻的楼台城郭等景象。观察图（a），图（b）两幅图像，下列说法正确的是（ ）
A．两图都只有反射现象没有折射现象
B．两图中光的传播速度均不变且相同
C．图（b）中，底层空气折射率比上层折射率大
D．两图均有光从光密介质进入光疏介质发生全反射
【答案】D
【来源】2025年浙江省普通高校招生选考科目考试物理测评卷（六）
【详解】A．两图中既有折射现象也有反射现象，故A错误。
B．光在介质中的传播速度与介质的折射率有关，两图中介质的折射率大小不能确定，由可知，光的传播速度不一定相同，故B错误。
CD．温度高空气稀薄，温度低空气稠密，图（b）中，下层空气比上层空气稀疏，底层空气折射率比上层折射率小。光从光密介质进入光疏介质，结合两图中光的传播路径可知，光发生了全反射，故C错误，D正确。
故选D。
在冰雕展上有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内安装了一盏可视为圆形平面的面光源灯，面光源灯半径为0.5m，圆心在处，光源为单色光源，冰块的折射率取，不考虑二次反射，由于全发射，在立方体冰面上有些位置没有光射出，下列四幅图表示对应的表面有光射出的情况，阴影部分表示有光射出的部分，下列正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】BD
【来源】2025届浙江省金丽衢十二校高三下学期二模物理试题
【详解】根据全反射临界角公式有
如图所示
由几何关系有，
所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出，而光照到冰块四个侧面时都只能从部分侧面射出（靠近A和B点处无光可以射出）；
故选BD。
如图所示，图中阴影部分是一透明介质的横截面，介质侧面AB面和DE面均附有特殊涂层，光到达该表面时全部被吸收。是一半径为R的半圆弧，圆心O处有一可以旋转的单色激光发射器，使发出的光线绕圆心O以周期T在纸面内逆时针匀速转动。从外侧观察，一个周期内面上有光点移动的时间为，光在真空中速度大小为c，不考虑光在圆弧界面上的反射，则下列说法正确的是（ ）
A．透明介质的折射率为
B．光在透明介质中传播的最长时间为
C．光点在面上即将消失时的瞬时速率为
D．若增大单色光的频率，透明介质面上光射出的区域长度变长
【答案】C
【来源】2025届浙江省温州市高三下学期二模物理试题
【详解】A．根据题意一个周期内面上有光点移动的时间为，故可知从BD面有光线射出的对应的弧长圆心角为
故可知光线刚好在BD面发生全反射的临界角为，故透明介质的折射率为，故A错误；
B．分析可知当光线沿OD方向射入时，在透明介质中传播的时间最长，根据几何关系可知此时光线传播的路程为，，
联立解得，故B错误；
C．设光点在面上即将消失时的瞬时速率为，将v沿入射光线方向和垂直入射光线方向分解可知，
其中
联立解得，故C正确；
D．若增大单色光的频率，可知介质对光线的折射率变大，临界角变小，根据前面分析结合几何关系可知透明介质面上光射出的区域长度变短，故D错误。
故选C。
【题型三】光路控制问题
平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制：
类别 项目 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形 横截面是圆
对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折
应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向
(24-25高三上·浙江杭州高级中学·模拟)如图所示为一块环形玻璃砖的俯视图，图中是过环心的一条直线，一束光线平行射入玻璃砖，它与之间的距离为。玻璃砖的内圆半径为R，内部视为真空，外圆半径为2R，折射率为。下列说法正确的是（ ）
A．当时，光线恰好在内圆表面上发生全反射
B．当时，光线进入内圆内部传播
C．当时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45°
D．无论多大，光线都会进入内圆内部传播
【答案】A
【来源】浙江省杭州高级中学2024-2025学年高三上学期高考模拟物理试卷
【详解】A．如图所示，由几何关系，有，即入射角为
由折射定律，有
得
由正弦定理，有
得，即
有
即光线恰好在内圆表面上发生全反射，故A正确；
BC．如图所示，由几何关系
即入射角为
由折射定律，有
即折射角为
折射光线恰好与内圆相切，不能进入内圆内部。继续从外圆射出时，与法线夹角为，与原入射光线的夹角为，故B、C均错误；
D．如上图所示，当时，光线不会进入内圆内部传播，故D错误。
故选A。
如图甲所示，一束单色光a沿半径方向射入半圆形玻璃砖，光线a与直径的夹角为，反射光线b的强度随夹角的变化关系如图乙所示。图丙是与图甲用同种材料制作的截面是等腰直角三角形的三棱镜，为嵌在三棱镜内部紧贴的上述单色可见光的线状光源，与三棱镜的面垂直，D位于线段的中点，图丁为其面的正视图。若只考虑由直接射向侧面的光线。以下结论正确的是（ ）
A．该单色光的在玻璃砖中的全反射临界角为
B．该单色光的在该玻璃砖中的播速度为
C．光从面出射的区域占该侧面总面积的
D．若发出的单色光频率变小，面有光出射的区域面积将减小
【答案】C
【来源】2025届浙江省新阵地教育联盟高三下学期第二次联考物理试题
【详解】A．根据反射光线b的强度随夹角的变化关系图知，时发生全反射，所以全反射临界角为此时的入射角
故A错误；
B．由全反射临界角与折射率的关系
知，该单色光的折射率
根据
解得
故B错误；
C．根据A项分析知，临界角为，即光线在面上入射角为范围内面有光出射
设，则由几何知识可知，
则光从面出射的区域占该侧面总面积的比例为，故C正确；
D．由于频率越小，折射率越小，当光源发出的光的频率变小时，折射率也会变小，导致临界角增大，出射光线区域的面积将增大，故D错误。
故选C。
某城市喷泉灯光秀场中的水下固定一环状形彩灯（如图所示），彩灯表面与水面平行，当彩灯发出黄光时，调节灯面距水面的深度到时，恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．环状彩灯的宽度d为3cm
B．彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
C．若彩灯发出红光，则水面透光区域将变小
D．水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深，且与观察者的位置有关
【答案】A
【来源】2025届浙江省五校联盟高三上学期模拟预测物理试题
【详解】A．根据题意作出刚好发生全反射光路图如图所示
根据几何关系可得
又
联立解得环状彩灯的宽度为
故A正确；
B．彩灯发出的黄光射出水面的最长距离为
黄光在水中的传播速度为
则彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为
联立解得
故B错误；
C．若彩灯发出红光，由于水滴红光的折射率小于对黄光的折射率，所以红光发生全反射的临界角较大，根据几何关系可知，水面透光区域的半径变大，则水面透光区域变大，故C错误；
D．由于光线从水中射出空气时的折射角大于入射角，如图所示
可知水面观察者沿折射光线看到彩灯的深度比实际深度浅，且与观察者的位置有关，故D错误。
故选A。
测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。已知转盘转动角速度为，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率为（ ）（光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有）
A． B．
C． D．
【答案】A
【来源】2025年1月浙江高考真题物理试题
【详解】由题意可知当屏上无光点时，光线从隔板射到空气上时发生了全发射，出现亮点时，光线从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知从出现亮点到亮点消失，容器旋转满足
光线能透过液体和隔板从空气中射出时，即出现亮点时，可知光线的在空气中的入射角为θ时，光线在隔板和空气界面发生全反射,在隔板和液体界面，有
在隔板和空气界面
解得
故选A。
在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【来源】2023年高考浙江卷物理真题（6月）
【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值
则
灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示
根据几何关系可得
则一个点发出的光在水面上能看到的的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图所示
等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足
解得
故中间无空缺。
故选C。
【题型四】光的干涉 衍射
1．杨氏双缝干涉
(1)单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
(2)白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色．
(3)相邻条纹间距公式：Δx＝λ.
2．薄膜干涉
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法
(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的中央亮条纹最宽，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，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗．
4．亮暗条纹的判断方法
(1)如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹．
(2)光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．
如图所示装置可以发生光的干涉现象，S为单色光源，M为宽度一定的单面镜。S发出的光通过单面镜反射在光屏上，与S直接发出的光在光屏上发生干涉若光源S到单面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和L，光的波长为。下列说法正确的是（ ）
A．相邻两条亮条纹的中心间距
B．光屏上的条纹关于平面镜上下对称
C．若将平面镜M右移一些，亮条纹数量不变
D．若将平面镜M左移一些，相邻亮条纹间距不变
【答案】D
【来源】2025届浙江省台州市高三上学期一模物理试题
【详解】A．从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，所以SS′之间的距离为2a，而光源S到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离L，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得
选项A错误；
B．因光线不可能到达平面镜下方，可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方，选项B错误；
C．如图，若将平面镜M右移一些，从S发出的射到光屏的光的范围减小，则亮条纹数量减小，选项C错误；
D．若将平面镜M左移一些，SS′之间的距离不变，L不变，则相邻亮条纹间距不变，选项D正确。
故选D。
双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，O点为、连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经、传播到光屏上P点的时间差为，其中垂直于光屏，P为某亮条纹中心，之间还有m条亮条纹。若紧贴放置一厚度均匀的玻璃片、光由垂直穿过玻璃片传播到P点与光由直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的传播速度为c、玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。则单色光在真空中的波长及玻璃片的厚度分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
【答案】B
【来源】2024届浙江省金华市义乌市高三下学期三模物理试题
【详解】光在介质中的传播速度为
根据题意，有
联立可得单色光在真空中的波长
若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，则
解得玻璃片的厚度为
故选B。
某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。材料甲置于玻璃平板之间，材料乙的上表面3与上层玻璃下表面2间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃平板上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．表面3可以与表面2平行
B．该条纹是由上层玻璃上表面1与下层玻璃上表面4的反射光发生干涉形成的
C．仅温度升高，若干涉条纹向左移动，则材料甲膨胀程度大
D．仅换用频率更小的单色光，干涉条纹将向左移动
【答案】C
【来源】2024届浙江省湖州市等3地高三下学期二模物理试题
【详解】AB．该条纹是由上层玻璃下表面2与下层玻璃上表面3的反射光发生干涉形成的，由空气尖劈原理可知，若表面3与表面2平行，则两表面的反射光之间的光程差始终恒定，则不会形成明暗相间的条纹，故AB错误；
C．若温度升高，干涉条纹向左移动，则上层玻璃下表面2与下层玻璃上表面3之间的空气膜厚度增加，即材料甲膨胀程度大，故C正确；
D．若换用频率更小的单色光，则波长变长，根据条纹间距公式
可知，干涉条纹间距增大，对应空气膜厚度符合条件的位置向右移动，故D错误。
故选C。
柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝。这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制，则光屏上的图像可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【来源】2025年浙江省普通高校招生选考科目考试物理测评卷（一）
【详解】当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置运用了光的衍射现象，与激光通过单缝看到的衍射条纹是相同的，即产生不等间距条纹、中央条纹特别宽，两侧条纹较窄，条纹对称分布。
故选D。
如图所示，一束复色光从等边三棱镜的边中点D射入，入射光线与水平面夹角为30°，最后色散成两种单色光从边射出，打在右侧白纸上，上方为a光，下方为b光，其中a光的出射位置为边中点E，下列说法中正确的是（ ）
A．经过相同的狭缝，a光比b光更容易发生明显的衍射现象
B．a光在真空中的传播速度大于b光
C．若a、b光分别通过相同的双缝装置，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
D．该复色光若垂直方向从A、D两点间入射，则a光不能从边射出
【答案】ACD
【来源】2025届浙江省强基联盟高三上学期10月联考（一模）物理试题
【详解】A．由图知，入射角相同，但b光的折射角较小，根据折射定律，可知三棱镜对b光的折射率较大，则b光的波长小于a光的波长，根据发生明显的衍射现象的条件，可知经过相同的狭缝，a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故A正确；
B．所有单色光在真空中传播速度都是一样的，均为，故B错误；
C．若a、b光分别通过相同的双缝装置，根据双缝干涉条纹间距公式可知，由于b光的波长小于a光的波长，则a光的条纹间距大于b光的条纹间距，故C正确；
D．依题意，由几何知识可得a光在AB面上的入射角为60°时，折射角为30°，则棱镜对单色光a的折射率为
根据可知
当复色光入射方向与边AB垂直且从A、D两点间入射时，光线在AC边上的入射角为，由于
所以a光将在AC边发生全反射，最后a光垂直BC边射出，故D正确。
故选 ACD。
易错点一：概念理解易错
折射定律混淆：应用折射定律，易将入射角、折射角正弦值对应关系弄错，计算折射率时出错。判断折射光线方向，对 “分居法线两侧” 把握不准，分析复杂介质界面折射易偏差。
全反射误解：常忽略全反射 “光从光密到光疏介质” 前提，计算临界角记错公式或用错折射率，影响全反射现象判断。
干涉衍射模糊：难区分干涉、衍射现象，混淆条纹特征，误判干涉条件。分析生活光现象，分不清是干涉还是衍射，如肥皂泡条纹。
本质理解不足：不理解折射因光在不同介质速度不同，对干涉、衍射只记现象，不明白是光波动性体现，解释复杂光学现象只能套公式。
易错点二：公式运用易错
折射率计算失误：用折射率公式，易角度值代错、三角函数算错，单位换算出错。已知折射率求角度，求反三角函数值易出错。
临界角公式误用：用全反射临界角公式，记错公式、单位不统一。判断全反射，临界角与入射角比较易弄反。
干涉条纹公式错用：用干涉条纹间距公式，混淆各物理量含义，单位换算常出错，导致条纹间距计算错误。
忽视公式范围：在光的折射、全反射、干涉与衍射公式运用中，常忽视适用范围。如非均匀介质用均匀介质折射定律，干涉实验条件变了仍用原公式。
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