可
详解答案
可知接触弹簧过程所用时间与速度无关，即接触弹簧过程时
解得r=
a
间保持不变，故小球的初逢度为号时，其运动周期应小于
故中间无空缺，故选C
2T,D错误：故远B.
5.BA.用复色光投射同样能看到条纹，A错误；
5.CD由题可知波速=分=1ms,经6.0s,两波沿传播方
B.双缝干涉实验中，明暗相问条纹是两列光在屏上叠加的结
采，B正确；
向传播6m,而M点离左、右两波源距离均为7m,所以此时
P点未振动，A项错误：8.0s时，两波均经过M点，M点到
C由条纹间距公式△=二入知，把光屏前移成后移，改变了
两波源距离相等，M点是振动加强点，即振幅为2cm,仍做
L,从而改变了条纹间距，但还能看到明暗相问条纹，C错误：
简谐运动，B项错误；10.0s时，两波均经过P点，P点到两
波源的路程差6m=号1，P点为振动减弱点，P点始终处于
D.由条纹间距公式△r=子入知，且Xg<,剥蓝光千涉条
纹的间距比红光的小，D错误.故选B.
平衡位置，则10.0s后P点位移始终为0.C正确：10,5s
6.D设光线在介质中发生全反射的临界角为《，由全反射临
时，仅有S1时，Q点位于平衡位置且将要向下振动，仅有S
时，Q点位于波峰处且将要向下振动，故10.5s时Q的振动
界角与折射率的关系可得sma=员，由图根据几何关系及折
方向竖直向下，D正确
射定律可知，光线经多次全反射后从右端射出时，有
6.解析（「）如图所示，设距点最近的
sin
振幅极大的点为d点，“与d的距离为
,联主两式可得n=√/1十sin20,D正确
r1,b与d的距离为r2d与（的距离为
d
sim(2-a
s,波长为入.则2一r=入
7.D由题中的材料可知，点波源发出的电磁波经一负折射率
由几何关系有r1=l一s
②
介质时，折射光线和入射光线应位于法线的同侧，则A、B错
r22=(n1sin60)2+(1-r1cos60)2③
误；又要求在介质平板另一侧成实像，而光线3所成的像是
联主①②③式并代入題给数据得λ=
从介质中折射出的光线的反向延长线与SO的交点，该像应
②
是虚像，所以C错误；由题意可知折射光线4符合题意，D
4.
正确
(ⅱ)泼的频率为f,设波的传播速度为v,有v=f入
8,C设P点到O点的距离为x,光线从P点垂直入射，在圆
联主④⑤式得0=
4
形界面发主全反射，可知血C-青=当入射角为60时，
答案(1)十！(1)只
光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，说明光线
从圆形表面中点射出，设光线从P点射入发生折射后的折射
专题十八光学
角为g,由几何知识可知，sna=
二，由折射定律有
题组一
Vx2+R
1.C单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射
n=sin60
,解得工=Rn=5,AB项错误.临界角C
光在上玻璃上表面发生千涉，形成千涉条纹，光程差为两块
sin a
3
玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹
住置处光的波程差相等，即滚珠：的直径与滚珠b的相等
arcsin
3,则临界角不是30°，D项错误.又由=二得0=
即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则
滚珠a的直径与滚珠c的不相等，即滚珠c不合格，C正确。
3
2
,C项正确
2.A双缝千净中相年两亮条纹的间距△r=兰，族月更粗的
9,A由题意可知最终没有进入该
材料的光的能量为入射光能量的
15
头发丝，d增大，△x减小，八正骑；掩用红色激光照双缝，入增
k2倍，而这部分光经过了两次反
大，△x增大，B错误；增大纸板与持面的距离，L增大，△x增
射，第2次折射进入材料的光必
大，C错误；减小光源与纸板的距离对产生的亮条纹间距无
影响，D错误。
定在该材料的右侧界面发生了全
3.A当温度升高时，由于C的膨胀系数小于G的膨胀系数，
反射，作出光路图如图所示，假设
所以石英板与C之间的劈形空气层的厚度增大，BD错误；由
光在材料中的折射角为，则折射
于干涉条纹与空气薄膜的厚度一一对应，所以干涉条纹向左
率n=sin45
,在右侧界面n=
sin r
移动，A正确，C错误，
4.C灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值
nC于n90方整理可解得n二，A正确，B、C,D
sin C=1=3
4
错误。
3
10.解(1)设光在三棱镜中的折射角为a,则根据新射定律有
则tanC=
n=sin 0
sin a
灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图1所示
根搭几何关系可得a=30
代入数据解得sin0=0.75
(2)作出单色光线第一次到达半
圆孤AMB恰好发生全反射的光
路图如图，则由几何关系可知FE
上从P点到E点以O角入射的单
=0.9
色光线第一次到达半圆弧AMB
图1
图2
都可以发生全反射，根据全反射
0
7
临界角公式有
根据几何关系可得，=htan C-一0X
万m=0.3m
3
sin C=1
则一个点发出的光在水面上能看到的r=0.3m的圆，光射
出的水面形状边缘为蔬形，如图2所示
设P点到FG的距离为1，则根据
2a21
几何关系有l=Rsin C
腰直角三角形发光体的内切圆丰径，满足
(a+a+
又e=R动
2a)r'
201五年高考真题分美集训
物理
由几何关系可知，光线在D点的折射角为r=90°一2C
根据折射定律有
则出小
②
sin 45
2
联主可得=1.5.
n30=1
=2
答案1.5
14.解设挡风玻璃的折射率为ⅱ，根据折射定律有
所以A错误；
nsin a=sin3①
根据全反射定理有nsin8=1②
B根据U=上=E,
2
联主上式可得如0=品吕@
所以B错误；
C.光束在b、c和d的
题组三
强度之和小于光束4
1.A蓝光频率大于红光领率，E=,y越大，E越大，可知蓝
的强度，因为在Q处光还有反射光线，所以C错误：
光光子的能量大于红光光子的能量，A正确：光子动量p一
D,光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折身光线OP
上=，越大，p越大，可知蓝光光子的动量大于红光光子
的强度，所以D正确：故选D.
7,ABA.肥皂膜因为自重会上面薄而下而厚，因表面张力的
的动量，B错误：同一介质对蓝光的折射率大于对红光的折
原因其藏面应是一个圈滑的曲面而不是掃形，A正确：B.薄
射率，根据=可知，在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红
膜干涉是等厚干涉，其原园为肥皂膜上的条纹是前后袁面反
77
射光形成的干涉条纹，B正确：C.形成条纹的原因是前后表
光的遂度，C错误；光从真空进入介质，频率不变，D错误。
面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破
2.B红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光
裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，四此出现加强点和
的折射率，在MN面入粉角相同，旅据折射定律1一曲8
减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和问距发生变化，C错
误：D,将肥皂膜外金属环左剧的把柄向上转动90°，由于重
可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比
力，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重
红光更靠近P点，故A错误，根据全反射发生的条件nC
新分布，因此并不会跟着旋转90°；D错误.故选AB.
】可知红光发生全反射的临界角较大，0逐渐增大时，折射
8.D一切物体都在辐射红外线，温度越高，其辐射红外线的强
光线与NP而的交点左移过程中，在NP面的入射角先大于
度越大，A、B、C项错误，D项正确.
红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，
9.解光线在M点发生折射有
故B正确；在MN面，光是从光疏介质射到光密介质，无论日
sin60°=nsin 0
由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则
多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误；根据折射定
律n一册。可如0连新减小时，两来无在MN面折射的折射
sin C=1
77
C=90°-0
角逐渐减小，故D错误。故选B。
3.BC只有a>41°时，岸上放援人员才能收到他发出的信号，
故临界角为C=90°-a=49,水的折射率n=snC一sin49,
1
1
联立有m0=复
B正确，A错误；当他以a=60°向水面发射激光时，由几何关
系得入射角i=30°，由折射定律】=s知，折射角大于
根据几何关系有m0=波
30°，故岸上救援人员接收激光光束的方向与水面的夹角小
解得NC=a-BN=a-4
于60°，C正确，D错误.
4.C设光线在OQ界面的入射角为a,折射角为B,几何关系可
PC
知a=30,根据折射定律可得n=n里-=2
再由tan0=
sin a
解得PC=
3-1
光线射出OQ界面的临界条件为发生全反射，光路图如图所
24
示，共中OB⊥CS
,PC=3-1
B
10.解析当入射角达到45°时，恰好到达临界角C,根据
sin C=1
1
30°
可得液体的折射率nnCn5=2
由于=号
光线在AB药点发主企反粉，有血C=】-号
可知激光在液体中的传播速度0=￡=
2
即AB两处全反射的临界角为45°，AB之间有光线射出，由
几何关系可知AB=2AC=2CS=OS=d
答案巨
故选C,
5.C当光从水中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角
大于或等于临界角，发生了全反射现象：还有一部分光新射
鼠教信H码
到内壁然后再折射出去，所以水中的空气泡看起来比较亮
★正确答案
故选C.
★精讲考点
6.DA.如图所示
★习题专攻
由几何关系可得入射角为=45
★考场技巧
折射角为r=30°
204五年高考真题分美集训
物理
张立你得m=2,R
14.解析如图(a)所示，设从D点
入射的光线经折射后恰好射向
0.
故光线在EF上的入射点D到E点的距离范国
C点，光在AB边上的入射角为
为(0,25R
日1，折射角为0，由折射定律有
sin 6 =nsin 02
①
11.ACE ABD.根据折射定律和反
设从DB范围入射的光折射后
图(a}
射定律作出光路图如图所示
在BC边上的入射角为O”,由几
由图可知，乙光的折射角较小，
何关系有8=30°十62
根据折射定律可知乙光的折射
由①②式并代入题给数据得02=30
③
率大，则乙光的频牵大，根据〔
nsin 1
④
=f可知，乙光的波长拉，A正确、BD错误；根据=C
所以，从DB范固入射的光折射后
在BC边上发生全反射，反射光线
知在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，C正确：根据几
垂直射到AC边，AC边上全部有
何关系可知光在棱镜内b边反射时的入射角，甲光比乙光
光射出.
的大，E正确.故选ACE.
设从AD范围入射的光折射后在
12.解(1)激光在M内发生多次全反射，故激光在柱面发入
AC边上的入射角为”，如图(b)】
图b)
射角的最大值为临界角C,
所示，由几何关系有=90°一02
故有sinC=1
5)
由③⑤式和已知条件可知nsin>1
⑤
由几何关系此时，激光在光纤端面的入射角最大值为开
即从AD范固入射的光折射后在AC边上发生全反射，反射
C,此时折射角0取得最大值
光线垂直射到BC边上，设BC边上有光线射出的部分为
CF,由几何关系得CF=AC·sin30°
由折射定律可知n=
sin
sin(90°-C)
、AC边与BC边有光出射区战的长度的比位C-
=2.
解得sin0=√n2一1.
(2)N下端刚好被照亮时被测物体
答案2
在距N下端b1的位置，N下瑞刚
题组二
好全部被照亮，被测物体距N下
1.BCS与S关于平面镜所
光师
端b 的位置，光路图如图所示.
成的像将作为两光源或双
由几何关系有
缝，在光屏上出现干涉条
2
-=b1 tan 0
纹，如图所示。设S与S关
a+号-6tam0
于平面镜所成的像间的距
离为d,平面镜意外倾斜了
01
保得6-号写
某微小角度日后，向左略微
:
平移平面镜，像从S。移动
-(+号)哥
到S1,S与像间的距离d变
小，根据双缝干涉条纹间距
所以满足条件玻璃丝到被测物体的b的范国是
2
公式4r=子1，可知△r变大，A储误：向右略微平移平面镜，
2Wn2-1
像从S,移动到S,S与像间距离d变大，根据双缝千涉条纹
+)哥
间距公式dx=子1，可知△x变小，B正确：若0=0，向左或
13.解（ⅰ）设屏障高度为d,则由发光像素发出的光经过屏障
向右略微平移平面镜，S与像间距离d都不会发生变化，条
上边缘的光路图如图甲所示
纹间距始终不变，C正确，D错误。
由折射定律有”=n30
2.BC光具座上的双缝应该在单缝和遮光简之间，先通过单缝
sin 0
得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，A
由几何关系有d=2an0
L
错误，C正确：透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，B正
解得d=L=2
确：根据双址千涉条纹间距公式△x=了入可知，双捷间距d
-mm
2
5
越小，则条纹间距△x越大，测量头中观察到的条纹数目越
(ⅱ)当由发光像素发出的光经屏障上边缘射到介质上表面
少，D错误。
恰好发生全反射时，可视角度刚好被扩为180°，光路图如图
乙所示
3AD根据条议同距公式△：=台入
可得A=△d
根据A一受
可得A=
d△
故A正确：
痕锯动发和功量的美系瓦=会
h2L2
由临界角公式有sinC=L
钻合A选项可得E一2md产△
故B错误：
由几何关系有十上=dian C
光子的能量E=W。十E=W。+2m△
h2L2
故C错误；
3
光子的动量p=(
202专题十八光学
专题十八
光学
题组
用时；
易错记录：
一、选择题
A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动
1.(2024·山东卷)检测球形滚珠直径是否合格的
B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动
装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c
C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动
放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照
D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动
射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待
4.(2023·6月浙江卷)在水池底部水平放置三条
测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法
细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的
正确的是
长度为0.9m,水的折射率a一专细灯带到水面
的距离=
10
m,则有光射出的水面形状（用阴
影表示)为
甲
图
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
2.(2024·黑吉辽卷)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
5.(2022·浙江6月)关于双缝干涉实验，下列说法
缝，能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可
正确的是
以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是(
A.用复色光投射就看不到条纹
头发空
B.明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
墙
D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大
光
6.(2020·山东等级模拟考)如图所示，由某种透
明介质制成的长直细圆柱体置于真空中.某种单
纸板
色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射
A.换用更粗的头发丝
出.若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以
B.换用红色激光照射双缝
C.增大纸板与墙面的距离
张角20出射，则此介质的折射率为
(
D.减小光源与纸板的距离
3.(2023·山东卷)如图所示
为一种干涉热膨胀仪原理
图。G为标准石英环，C
A.√1+sin20
B.1+cos 20
为待测柱形样品，C的上
表面与上方标准平面石英
C.V1+cos2 0
D.√/1+sin20
板之间存在劈形空气层。
7.(2020·北京模拟)已知天然材料的折射率都为
用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉
正值(>0).近年来，人们针对电磁波某些频段
条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，
设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0),
当温度升高时，下列说法正确的是
()
称为负折射率介质.电磁波从正折射率介质入射
到负折射率介质时，符合折射定律，但折射角为
131可
详解答案
光子的能量E=mc2
半圆孤轮廓线半径R,所以轮廓线半径的测量误差对实验
联立可得p=E
结果没有影响，即折射率的测量结采不变。
答案(1)B(2)1.58(1.561.60均可)(3)不变
则光子的动量p=
W。
h2L2
11.解析由题意可知作出光路图如图所示
c2cmd△x2
光线垂直于BC方向射入，根据
故D正确.
儿何关系可知入射角为45°；由
故选AD.
于棱镜折射率为√2，根据
4.A根据折射定律n上sin0上=n sin0r
sin i
由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则
sin r
>上，则0，逐渐减小，画出光路图如下
.1
太北线
有sinr=
则折射角为30°；∠BMO=60°，国为∠B=45°，所以光在BC
面的入射角为0=90°一(180°一60°一45)=15
+
根据反射定律可知∠MOA=20=30°
地$表我面
根据几何关系可知∠BAO=30°，即△MAO为等腰三角形，
则从高到低日。逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向，
则M03
故选A
A03
5.B根据双接千涉的条纹同距与波长关系有△虹=子
又圆为△OM与△CA0相根，故布驰-阁
由题图知△x乙=2△xp
由题知AB=AC=1
则du=2d甲
联立可得BM=
3AC8
3
故选B.
6.A由snC=1可知，C。<45和C6>45,而入射点从A向
所以M到A点的距离为x=MA=l-BM=3-,
3
B移动过程中，光线在MP界面的入射角逐渐接近45°，所以
答案3-3
3
此过程中a光线会在PM界面发生全反射然后从OM界面
12.解析(1)该单色光在玻璃板内传播的速度为
射出来，故A正确，BCD错误.
7.ACD双缝干涉的图样是亮暗条纹相间分布，条纹宽度相
=3X10
1.5ms=2X108m's
等，而单缝衍射时中央为亮条纹，宽度大，两侧也为亮暗相间
当光垂直玻璃板射入时，光不发生偏折，该单色光通过玻璃
分布，条纹宽度变小，所以图乙为双缝千涉图样，当光通过秩
板所用时间最短，最拉时间
缝时一定发生衍射，故A正确：题图丙为单缝衍射图样，当缝
的宽度增大时中央亮条纹的宽度减小，故B错误：双缝干涉
h==
”2X1088=5X10-10s
0.1
时有△=分所以当L增加且共他条件不变时条铁间距支
当光的入射角是90°时，该单色光通过玻璃板所用时间最
大，故C正确：在照射到两个狭缝的光的相位相同的条件下，
长.由折射定律可知=sin90
sin
当光从狭缝S,,S2到屏上P点的路程差为半淀长的奇数倍
d
时，P点处一定是暗条纹，故D正确.
最长时间t2=cos0
d
=35×10-10s
8.A光在玻璃中传播的速度为=开根据题意可知△
v1-sin28
上-上，L=10以，联立解得△=弘，选项A正确。
(2)(i)四为波长大于20cm,所以波的周期
T=A>1.08
9.CA.根据光的干涉定义可知白光经过杨氏双缝得到彩色
图样是杨氏双缝干涉，故A错误；
由題可知，波的周期是T=2△t=1.2s
B.由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通
波的波长入=vT=24cm
过湾膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在湾膜前后
在t时剥(t1>0),质点A位于波峰.因为AB距离小于
两表面反射形成的两列光波的叠加，白光照射肥皂膜呈现彩
个波长，B到波峰最快也是A的波峰传过去，所以从时
色图样是属于干涉现象，故B错误：
C.白光经过三枚镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散
刻开始，质点B运动到波峰所需要的最少时间(]=她
现象，故C正确；
0.8s
D.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，
(ⅱ)在t1时刻(t>0),由题意可知，此时图像的函数是
故D错误：故选C
10.解析(1》在本实验中，为了减小测量误差，入射角应适当
y=cos 12x(cm)
大些，因为入射角越大，折射角也越大，则入射角和折射角
时刻质点B偏离平衡位置的位移
的测量误差都会减小，从而使折射率测量的误差减小，A错
误：与插针法测量相比，激光的平行度好，能更准确地确定
yB-cos (cm)--0.5cm
入射光线和折射光线，从而更有利于减小实脸误差，B正
答案(1)2×1085×10-1o
确：选择圆心O点作为入射点·是因为便于计算，并不是因
3/5X10-10(2)(1)0.8s(i)-0.5cm
为此处的折射现象最明显，C错误。(2)设入射角为a,折射
角为B、半圆弧轮廓钱半径（玻璃砖半径）为R,则由几何关
13.解析周为当ni=合时，
系可知sina=P
B-MM
=R,根据折射定律
恰好没有光线从AB边射出，
可知光线在E点发生全反
可得玻璃珍的浙射率=册}兰，结合超图()可知
射，设临界角为C,则sinC
图像的斜率为该玻璃砖的祈射率，故孩玻璃砖的折射率=
1
28.5=1.58。(3)由(2)问分析可知折射率的表达式中没有
45
203
