2026届高考物理一轮复习备考专题训练：光学（真题演练）（含答案）

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2026届高考物理一轮复习备考专题训练：光学（真题演练）
一、选择题
1．（2025·惠来模拟）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。如图所示，Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　）
A．Hα的频率比Hβ的大
B．Hα在真空中的传播速度比Hβ的小
C．分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小
D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，则Hα照射该金属时一定发生光电效应
2．（2025·邵阳模拟）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，和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为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，测得相邻亮条纹的间距为，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．A与直径相差越大，越大
C．轻压左端，若增大则有
D．若A与直径相等，也可能产生图乙中类似的干涉条纹
3．（2025·涪城模拟）如图所示为一块下表面镀银（反光物质），厚度为h的玻璃砖，一束黄光从空气由玻璃砖上表面A点以入射角θ射入，经下表面反射后从B点射出，下列可使A、B间的距离减小的操作是（　　）
A．换成一束红光 B．减小入射角θ
C．增大玻璃砖的厚度h D．换成折射率较小的玻璃砖
4．（2025·广西壮族自治区模拟）发光二极管的发光帽由透明环氧树脂制成，它由半径为的半球体与半径为的圆柱体组成，如图为过半球球心的竖直截面图。当用平行单色光垂直于圆柱体底面入射，经过半径上点的光线恰好在圆弧面上发生全反射，已知，则该透明环氧树脂材料的折射率为（　　）
A． B． C．2 D．3
5．（2025·深圳模拟）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　）
A．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射
B．冰晶对a的折射率比对b的折射率大
C．a光光子能量比b更大
D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大
6．（2025·芷江模拟）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气（视为真空）中，一单色细光束从的中点垂直于面入射，刚好在面发生全反射，，，光在真空中的传播速度为，则（　　）
A．棱镜的折射率为
B．光从面射出的折射角为
C．光在棱镜中的传播速度为
D．光从射入棱镜到第一次射出所用时间为
7．（2025·天河模拟）哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　）
A．光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度
B．光从冰砖射出的最长时间为
C．从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为
D．点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大
8．（2025·潍坊模拟）附有肥皂膜的铁丝圈竖直放置于单色线性光源一侧，肥皂膜的纵截面形状如图所示，则从光源一侧顺着入射光线看到的图样可能是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2025·汕头模拟）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。则这两种光（　　）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
10．（2025·荆州模拟）2024年12月13日晚，一道道“寒夜灯柱”在我国新疆克拉玛依市区上空闪现，与城市灯火交相辉映，美不胜收。“寒夜灯柱”是一种可与极光比肩的冰晕现象，因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示，一束灯光（复色光）从左侧界面折射进入冰晶，分离成两束单色光a和b，再经右侧界面反射，又从左侧界面折射出来被游客看到。下列说法正确的是（　　）
A．在冰晶中，a光的速度比b光大
B．若在同一界面发生全反射，a光的临界角比b光大
C．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小
D．单色光a和b与冰晶右侧的反射是全反射
二、多项选择题
11．（2025·惠来模拟）华裔科学家高馄被誉为“光纤之父”，他获得2009年诺贝尔物理学奖。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其纤芯和包层材料不同，光在纤芯中传播。下列关于光导纤维的说法正确的是（　　）
A．纤芯的折射率比外套的大，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射
B．纤芯的折射率比外套的小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射
C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越低的光在光纤中传播的速度越大
12．（2025·湖北模拟）光的干涉现象在工业技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度。如图甲所示，把一透明板压在另一透明板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让红光和蓝光分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．a图是红光，b图是蓝光
B．将两种颜色的光分别通过狭窄的单缝，也能得到如图所示的条纹
C．条纹间距之比等于波长之比
D．若将薄片的厚度增加，则条纹间距减小
13．（2025·潍坊模拟）某工艺摆件由透明材料制成，其矩形竖直截面如图所示，PQ、MN分别为其竖直截面的上、下底边，真空中一束单色红光从PQ边的O点斜向右下射入后直接到达MN，依次经MN反射、QM的中点E反射后，从PQ上的点射出，射出时出射光线与PQ的夹角为30°。已知PN厚为h，QM边恰好无红光射出，光在真空中的传播速度为c，只考虑第一次从点射出的光线。下列说法正确的是（　　）
A．底座材料对该单色红光的折射率为
B．底座材料对该单色红光的折射率为
C．该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为
D．该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为
14．（2025·滨州模拟）如图所示，直角三角形为玻璃棱镜的截面，其中边长为。点固定在地面上，边与地面平行。单色光从边的中点垂直边射入棱镜，光线经棱镜折射后打在水平地面上的光点比无棱镜时侧移了。光在真空中的传播速度为。现让光线与边成角斜向右下方从点射入玻璃棱镜，则（　　）
A．棱镜对单色光的折射率为
B．棱镜对单色光的折射率为
C．斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为
D．斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为
15．（2025·浙江模拟）氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　）
A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性
B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV
C．滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大
D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小
16．（2025·诸暨模拟）有关以下四幅图的描述，正确的是（　　）
A．图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大
B．图乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圆孔后产生
C．图丙中，照相机镜头上的增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光
D．图丁中，入射的光子与电子碰撞时，一部分动量转移给电子，光子的波长变长
17．（2025·河池模拟）如图为一直角梯形玻璃砖ABCD，一束单色光MO从空气以入射角i斜射到AB面上，经AB面和CD面折射后，射出玻璃砖（光路未画出），不考虑玻璃砖内的多次反射，A向B和D向C可无限延伸，则（　　）
A．经CD面折射出的光线与MO平行
B．增大入射角i，该光可能在CD面发生全反射
C．光在O点发生折射说明光是纵波
D．光在O点发生折射是因为光在空气和玻璃的传播速度不同
18．（2025·湘西模拟）某物理兴趣小组梳理光学知识得出下列结论，其中正确的是（　　）
A．白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象
B．红光由空气进入水中，波速变小，颜色不变
C．光纤由内芯和外套两层组成，外套的折射率小于内芯的折射率
D．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度小
19．（2025·金川模拟）如图所示，由同种材料制成的玻璃装饰品，其上部分是半径为R的半球体，下部分是高为R的圆锥体，O点为半球体的球心，AB为半球体的直径，C为圆锥体的顶点。在C处安装一点光源，与OC成30°的光线射到半球上的D点，从D点射出后光线与AB垂直。已知光在真空中传播的速度为c，不考虑光的反射。下列说法正确的是 （　　）
A．玻璃装饰品的折射率为
B．玻璃装饰品的折射率为3
C．光在玻璃装饰品中传播的时间t=
D．光在玻璃装饰品中传播的时间t=
20．（2025·西峰模拟）一束红色光和一束蓝色光同时由空气射到某介质的界面MN上的O点，由于折射而合成一复色光C，如图所示。已知同一介质对频率较大的光的折射率也更大，则下列说法正确的是（　　）
A．A光为蓝色光
B．A光在介质中的传播速度较大
C．在真空中B光的传播速度比A光的大
D．用同样的装置做光的双缝干涉实验，A光得到的干涉条纹的间距比B光得到的干涉条纹的间距小
三、非选择题
21．（2025·湛江模拟）某兴趣小组用如图所示的办法来测玻璃的折射率，找来一切面为半球的透明玻璃砖和激光发生器。若激光垂直底面半径从点射向玻璃砖，则光线沿着　 　射出；若将激光发生器向左移动，从点垂直底面射向玻璃砖，光线将沿着如图所示的方向从点射出，若想求此玻璃砖的折射率，需要进行以下操作：
（a）测玻璃砖的半径：　 　。
（b）入射角的测量：　 　，折射角的测量：　 　。
（c）玻璃砖的折射率计算表达式：　 　。
（d）将激光束继续向左移动到点，刚好看不到出射光线，则临界角即等于图中　 　。
22．（2025·荆州模拟）雅明干涉仪可以利用光的干涉来测定气体在各种压强下的折射率，其光路图如图所示。图中S为光源，为两块完全相同的平行玻璃板，彼此平行放置，每一块玻璃板都有一个镀银面。为两个等长度的玻璃管，长度均为d。测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入玻璃管中，在E处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率。兴趣小组成员设计了如下实验：
（1）保持温度不变，将待测气体充入管中，从开始进气至到达标准状态的过程中，在E处看到恰好移过N条干涉亮条纹，已知待测光在真空中的波长为λ，该气体在标准状态下的折射率为　 　。
（2）该兴趣小组研究了波长为632.8nm的光通过气体，在温度一定的情况下气体的折射率与压强的关系，实验数据如下表：
压强 1.0 1.2 1.4 1.6
亮条纹移动数N 0 24 48 72
①通过分析N-P关系，可判断折射率和压强的关系是　 　（选填“线性”“非线性”“不确定”）；
②已知玻璃管长度为，当压强时，气体的折射率为　 　（结果保留4位小数）。
23．（2025·天河模拟）我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，为某种透明介质的截面图，为半径为的四分之一圆弧，三角形为等腰直角三角形，与水平面垂直并接触于B点。一束单色光射向圆心O，与的夹角为，当时，光线从O点射出，在水平面BM上B点左侧处形成亮斑（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c。（计算结果可以保留根号）：
（1）求介质对这种光的折射率及光在该介质中的传播速度v；
（2）当时，求光线在面形成的亮斑F与D间的距离x。
24．（2025·长沙模拟）为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成长为6m的细圆柱棒，如图甲所示。让一束平行激光从圆柱棒的一个底面垂直射入，历时在另一端接收到该光束，已知光在真空中的速度为。现将这种新材料制成一根半径的光导纤维束弯成半圆形暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），半圆形外半径为R，如图乙所示。
（1）求这种新材料的折射率n；
（2）用同种激光垂直于光导纤维的端面射入，若该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，求半圆形的半径R。
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】A
3．【答案】B
4．【答案】A
5．【答案】D
6．【答案】D
7．【答案】C
8．【答案】D
9．【答案】C
10．【答案】C
11．【答案】A,D
12．【答案】C,D
13．【答案】B,D
14．【答案】B,C
15．【答案】B,C
16．【答案】A,D
17．【答案】B,D
18．【答案】B,C
19．【答案】A,C
20．【答案】A,D
21．【答案】方向；在白纸上描出两点，并测出长；连接，入射光线与的夹角为；与出射光线的夹角为；；
22．【答案】（1）
（2）线性；1.0005
23．【答案】（1）
（2）
24．【答案】（1）光在细圆柱棒中传输有
解得传播速度为
材料的折射率为
解得
（2）当入射光线越接近E点时，则光在光纤中的入射角越大，就越容易发生全反射，因此激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在光导纤维束内侧面发生全反射，临界光路图如图所示
根据几何关系可得
又因为
联立解得
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