2026年高考物理一轮复习 光学（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
高考物理一轮复习 光学
一．选择题（共8小题）
1．（2025春 重庆期末）自然光在水面发生反射和折射，下列说法正确的是（　　）
A．反射光不是偏振光，折射光是偏振光
B．反射光是偏振光，折射光不是偏振光
C．反射光和折射光都不是偏振光
D．反射光和折射光都是偏振光
2．（2025 漳州模拟）光在科学技术、生产和生活中有广泛的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光的直线传播现象
B．激光全息照相利用了激光相干性好的特性
C．佩戴特殊眼镜观看立体电影是利用光的干涉现象
D．眼镜镜片上的防蓝光镀膜是利用光的衍射现象
3．（2025 安徽模拟）为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱体上表面水平，如图甲所示，用波长为λ的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙的P点观察到亮条纹。下列说法正确的是（　　）
A．从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹
B．若将玻璃柱体向上移动距离，P点再次出现亮条纹
C．若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则P点亮条纹可能消失
D．若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽
4．（2025 江西模拟）实验小组将双缝干涉实验装置放到水中进行实验，双缝间距为d，双缝到屏幕距离为L，沿着双缝到屏幕中心射入某种激光，屏幕上形成明暗相间条纹，测得相邻两明条纹的间距为D。已知水对光的折射率为n，激光在空气中波长大小为（　　）
A． B． C． D．
5．（2025 潍坊三模）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．
6．（2025 一模拟）在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况（如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况），便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置，下列说法中正确的是（　　）
A．这是利用光的直线传播规律
B．这是利用光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明细丝粗了
D．如果换用频率更小的激光，屏上条纹变宽
7．（2025 晋中模拟）池塘的底部，沿同一水平深度安装有规格相同、颜色不同的灯泡，注入水后灯光打在水面上形成五颜六色的光斑煞是好看。已知水面上a色光的光斑面积明显小于旁边b色光的光斑面积，下列判断正确的是（　　）
A．在水中，a色光的波长大于b色光的波长
B．在水中，a色光的传播速度小于b色光的传播速度
C．水对a色光的折射率小于水对b色光的折射率
D．a色光光子的能量小于b色光光子的能量
8．（2025 怀仁市四模）如图所示，内径为2R的圆柱形容器内装有某种透明液体，液体深度为R，在容器底边缘有一点光源P，可以向液体内发出某种单色光，当光源发出的光照射到液面某处入射角为30°时，折射角为45°，则液面上有光射出区域的面积大小为（　　）
A． B．
C． D．
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025 山东二模）图甲所示是检测工件表面平整程度的装置及得到的干涉图样；让单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样。下列关于光的干涉、衍射的描述中，说法正确的是（　　）
A．频率相同的两列光一定能发生干涉
B．光的波长越长，衍射现象越明显
C．图甲中，将薄片向左移动，相邻亮条纹间距变小
D．图乙中，单缝a的宽度较大
（多选）10．（2025 河北二模）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．红光由空气进入水中，波速变小，颜色不变
B．白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象
C．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
D．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
（多选）11．（2025春 佛山期末）关于下列四幅图片的说法正确的是（　　）
A．图甲为共振筛简图，偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高
B．图乙是利用a、c两个表面反射光形成的薄膜干涉图样来检查平面的平整程度
C．图丙为光纤的导光原理图，其中纤芯的折射率大于包层的折射率
D．图丁中P、Q是偏振片，M是小孔，N是光屏，当P固定不动，Q绕轴心转动一周（周期为T），则光屏上出现两次光强最小的时间间隔为0.5T
（多选）12．（2025 江西模拟）如图所示，一束复色光以45°的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线a、b，关于a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率比b光大
B．b光的折射率比a光小
C．a光在玻璃砖中的速度比b光快
D．a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，a光产生的干涉条纹间距较大
三．填空题（共4小题）
13．（2025 龙岩二模）我国的光纤通信技术处于世界领先水平，光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的 　 　 （选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为30°，则该内芯的折射率为 　 　 。
14．（2025 福建模拟）将一块半圆形玻璃砖固定在可旋转的光屏上，用一束激光沿半圆形玻璃砖某截面的半径射到截面圆心上，观察到的现象如图所示。保持激光入射方向不变，将光屏　 　 （填“顺”或“逆”）时针旋转一个小角度，可以观察到全反射现象。若入射激光与玻璃砖直边夹角为θ时，刚好发生全反射，则该玻璃砖的折射率为　 　 。
15．（2025 厦门校级模拟）如图所示的平面内，一束包含两种颜色的复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后射向空气，则玻璃砖对a光的折射率 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）对b光的折射率。在如图所示的平面内绕半圆圆心O点沿逆时针方向缓慢旋转玻璃砖，则出射光 　 　 （选填“a”或“b”）先消失。
16．（2025 厦门校级模拟）每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较这两种光的相关参数。a光的频率较 　 　 （选填“大”或“小”）；通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距较 　 　 （选填“大”或“小”）；在冰晶中，a光的传播速度 　 　 （选填“大”或“小”）。
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 河南期末）如图所示，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，；一束极细的光于AC边的中点F处垂直AC面入射，在AB面发生了一次全反射后又分别从AB、BC面射出，发现光从BC面折射出时的折射角为45°（图中未画出），已知光在真空中的传播速度为3.0×108m/s，请解决下列问题：
（1）借助作图工具画出光在玻璃中传播的光路示意图（不考虑光线在AC面反射和在AB面上第二次反射情况）；
（2）求出光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角；
（3）从AB面射出的光在棱镜中传播的时间。
18．（2025 庐阳区校级模拟）转角菱方氮化硼光学晶体，是世界上已知最薄的光学晶体，仅有微米量级厚度，能效相较于传统晶体提升了100至1万倍。如图为氮化硼光学晶体的截面图，其截面长为L。一束单色光斜射到上表面A点，当入射角θ＝60°时反射光线和折射光线恰好垂直，折射光线经长方体侧面反射后射到下表面，光在真空中的传播速度为c。
（1）求透明材料的折射率n；
（2）若改变光线在A点的入射角，求光从上端面传播至下端面的最长时间t。
19．（2025 广东模拟）光纤通信中信号传播的传输媒介是光学纤维。如图所示，一长度为l的纤芯（可简化为一长玻璃丝）放在空气中。从空气射到光纤端面的光并不能全部被约束在纤芯内，只有在特定入范围内的光才可以，纤芯集光能力用数值孔径（NA）表示，即NA＝n0sinθm（θm为最大入射角度，n0为原介质的折射率）。已知光在真空中的传播速度为c，空气的折射率为1，纤芯的折射率n＝1.3，则1.3。（结果可保留根号）
（1）若光以θ0＝30°的入射角入射，求其从光学纤维的一端面传播到另一端面所需要的时间。
（2）求该材料制成的光学纤维的数值孔径NA。
20．（2025 广东模拟）高速公路的标志牌上常贴有“回归反光膜”，它采用微小玻璃球制成，能把射向玻璃球的光“逆向返回”，使得标志特别醒目。如图所示，一束单色光沿平行于直径AB方向从P点射向置于空气中的玻璃球，在B点反射后，又从Q点平行于直径AB方向射出，这样就实现了光线的“逆向返回”。若玻璃球半径为R，折射率为。
（1）求P点到直径AB的距离；
（2）通过计算判断该光在B点反射后反射光的强度是否减弱。
高考物理一轮复习 光学
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2025春 重庆期末）自然光在水面发生反射和折射，下列说法正确的是（　　）
A．反射光不是偏振光，折射光是偏振光
B．反射光是偏振光，折射光不是偏振光
C．反射光和折射光都不是偏振光
D．反射光和折射光都是偏振光
【考点】偏振现象的应用．
【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力．
【答案】D
【分析】自然光经过反射和折射后的光都是偏振光。
【解答】解：自然光在水面表面反射和折射时，反射光和折射光都是偏振光，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题的解题关键要知道反射光和折射光都是偏振光，明确自然光和偏振光的区别。
2．（2025 漳州模拟）光在科学技术、生产和生活中有广泛的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光的直线传播现象
B．激光全息照相利用了激光相干性好的特性
C．佩戴特殊眼镜观看立体电影是利用光的干涉现象
D．眼镜镜片上的防蓝光镀膜是利用光的衍射现象
【考点】激光的特点及其应用；光的折射现象；光的干涉现象；泊松亮斑．
【专题】定性思想；推理法；光线传播的规律综合专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】泊松亮斑是光的衍射现象而非直线传播。激光全息照相需要激光的相干性好才能记录光波信息。立体电影利用双眼视差而非干涉现象。防蓝光镀膜通过干涉削弱蓝光而非衍射。
【解答】解：A、泊松亮斑是光的衍射现象，是光的波动性的重要证据。如果光只沿直线传播，中央本不应出现亮斑。故A错误；
B、激光全息照相依赖激光的相干性好，只有具备良好的相干性，才能准确记录和还原物体的光波信息。故B正确；
C、立体电影的成像依赖双眼视差，原理是让左右眼分别看到不同图像，形成空间立体感与光的干涉无关。故C错误；
D、防蓝光镜片的镀膜运用了光的干涉原理，通过多层膜结构使蓝光发生干涉削弱与衍射无关，故D错误。
故选：B。
【点评】本题综合考查光学现象的实际应用，涉及衍射、干涉、偏振等知识点。题目通过生活实例引导学生理解光学原理的本质区别，如泊松亮斑与直线传播的对比、全息照相与干涉现象的区分，能有效锻炼学生对物理现象本质的把握能力。防蓝光镀膜原理的辨析尤为巧妙，需要学生清晰区分干涉与衍射的应用场景。
3．（2025 安徽模拟）为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱体上表面水平，如图甲所示，用波长为λ的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙的P点观察到亮条纹。下列说法正确的是（　　）
A．从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹
B．若将玻璃柱体向上移动距离，P点再次出现亮条纹
C．若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则P点亮条纹可能消失
D．若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽
【考点】薄膜干涉现象．
【专题】定量思想；方程法；光的干涉专题；理解能力．
【答案】B
【分析】玻璃柱体与标准平板玻璃之间的空气层会形成干涉条件，通过改变玻璃柱体的位置或使用不同波长的光，可以观察到干涉条纹的变化。需要根据光的干涉原理，分析不同选项的正确性。
【解答】解：A、由于空气膜等厚处是条形的，因此形成的干涉条纹是条形的，由于空气膜的厚度越向外增加得越快，因此条纹间距越来越小，条纹越来越密，故A错误；
B、在图乙的P点观察到亮条纹，则有P点的光程差Δx＝2d＝Nλ若将玻璃柱体向上移动距离Δd，则光程差为Δx'＝2×（d）＝2d+λ＝（N+1）λ，故P点再次出现亮条纹，故B正确；
C、P点亮条纹与折射率无关，故C错误；
D、若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，由于紫色D光波长小于红色光波长，条纹间距变窄，故D错误；
故选：B。
【点评】此题考查的是光的干涉现象，特别是当光通过不同介质时产生的干涉条纹的特性。
4．（2025 江西模拟）实验小组将双缝干涉实验装置放到水中进行实验，双缝间距为d，双缝到屏幕距离为L，沿着双缝到屏幕中心射入某种激光，屏幕上形成明暗相间条纹，测得相邻两明条纹的间距为D。已知水对光的折射率为n，激光在空气中波长大小为（　　）
A． B． C． D．
【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；光的折射定律．
【专题】定量思想；方程法；光的折射专题；理解能力．
【答案】B
【分析】根据条纹间距的公式和折射率可以求解波长大小。
【解答】解：由条纹间距公式：D，又n，联立可知，激光在空气中波长大小，故B正确，ACD错误；
故选：B。
【点评】本题通过双缝干涉实验在水中的应用，考查了光在不同介质中的波长变化以及双缝干涉的基本原理。
5．（2025 潍坊三模）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．
【考点】薄膜干涉现象．
【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；理解能力．
【答案】D
【分析】肥皂膜的厚度不均匀，当单色光照射时，由于光在不同厚度的肥皂膜中传播路径长度不同，导致光波在膜的前表面和后表面反射后产生相位差，从而形成干涉图样。
薄膜的厚度决定条纹的宽窄。
【解答】解：AB、薄膜干涉是光照射到薄膜上时，薄膜前后表面反射的两列光相叠加，发生干涉现象，同一条亮条纹或暗条纹对应的薄膜厚度相等，故条纹是水平的，故AB错误；
CD、肥皂膜越厚，两列相干光源路程差越大，条纹越窄；从上往下，肥皂膜越来越厚，条纹越来越窄，所以形成上疏下密的条纹，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查的是光的干涉现象，特别是肥皂膜在单色线性光源照射下产生的干涉图样。
6．（2025 一模拟）在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况（如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况），便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置，下列说法中正确的是（　　）
A．这是利用光的直线传播规律
B．这是利用光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明细丝粗了
D．如果换用频率更小的激光，屏上条纹变宽
【考点】激光的特点及其应用；光的衍射现象．
【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据光的衍射现象和双缝干涉的亮条纹间距公式进行分析解答。
【解答】解：AB.由题意知条纹的形成利用光的衍射现象，不是干涉和直线传播规律的应用，故AB错误；
C.如果屏上条纹变宽，表明衍射现象更加明显，即细丝变细，故C错误；
D.如果换用频率更小的激光，根据双缝干涉相邻亮纹的间距公式Δxλ，波长λ更长，衍射现象更加明显，屏上条纹变宽，故D正确。
故选：D。
【点评】考查光的衍射现象和双缝干涉的亮条纹间距公式的应用，会根据题意进行准确分析解答。
7．（2025 晋中模拟）池塘的底部，沿同一水平深度安装有规格相同、颜色不同的灯泡，注入水后灯光打在水面上形成五颜六色的光斑煞是好看。已知水面上a色光的光斑面积明显小于旁边b色光的光斑面积，下列判断正确的是（　　）
A．在水中，a色光的波长大于b色光的波长
B．在水中，a色光的传播速度小于b色光的传播速度
C．水对a色光的折射率小于水对b色光的折射率
D．a色光光子的能量小于b色光光子的能量
【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．
【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】水面上a色光的光斑面积小于b色光的光斑面积，可得a色光比b色光全反射的临界角小，根据临界角公式分析折射率，折射率大则波长短，传播速度小，频率大，光子能量大。
【解答】解：C．水面上a色光的光斑面积明显小于旁边b色光的光斑面积，则a色光比b色光全反射的临界角小，由
水对a色光的折射率较大，故C错误；
A．同种介质折射率大则波长短，a色光的波长小于b色光的波长，故A错误；
B．根据
可知a色光的传播速度小于b色光的传播速度，故B正确；
D．对同一种介质，α色光的折射率较大，频率就较大，光子能量也较大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查全反射等知识，根据光斑面积得到折射率，由折射率推知其他相关物理量的大小。
8．（2025 怀仁市四模）如图所示，内径为2R的圆柱形容器内装有某种透明液体，液体深度为R，在容器底边缘有一点光源P，可以向液体内发出某种单色光，当光源发出的光照射到液面某处入射角为30°时，折射角为45°，则液面上有光射出区域的面积大小为（　　）
A． B．
C． D．
【考点】光的折射与全反射的综合问题．
【专题】定量思想；几何法；光的折射专题；分析综合能力．
【答案】D
【分析】先根据折射定律求出液体的折射率。根据sinC求出全反射临界角C，再根据几何关系求液面上有光射出区域的面积大小。
【解答】解：已知入射角为i＝30°时，折射角为r＝45°，根据折射定律可得液体对光的折射率n
则光在液面处发生全反射的临界角C满足
解得临界角C＝45°
则液面上有光射出区域的面积大小为，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】解答本题的关键要理解全反射现象，掌握全反射条件和临界角公式，结合几何关系帮助解答。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2025 山东二模）图甲所示是检测工件表面平整程度的装置及得到的干涉图样；让单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样。下列关于光的干涉、衍射的描述中，说法正确的是（　　）
A．频率相同的两列光一定能发生干涉
B．光的波长越长，衍射现象越明显
C．图甲中，将薄片向左移动，相邻亮条纹间距变小
D．图乙中，单缝a的宽度较大
【考点】改变双缝的间距判断干涉条纹间距的变化；光的单缝衍射和小孔衍射；光的双缝干涉图样．
【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据发生干涉的条件以及发生明显衍射的条件分析；薄片向左移动，空气层劈尖夹角变大，相邻亮条纹间距变小。
【解答】解：A．两列光发生干涉需要满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定，故A错误；
B．波长越长，衍射现象越明显，故B正确；
C．若两板间的薄片向左移动少许，则空气薄膜的倾角增加，长度减小，而膜的最厚处厚度不变，根据两列反射光波的路程差等于光波半波长的偶数倍时为明条纹，可知明条纹的数量不变，空气膜长度减小，所以明暗条纹变密集，则条纹间距变小，故C正确；
D．同一波长的光，单缝越窄，衍射现象越明显，所以单缝a的宽度小，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查光的干涉和衍射相关知识，解题关键是知道发生干涉的条件以及发生明显衍射的条件。
（多选）10．（2025 河北二模）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．红光由空气进入水中，波速变小，颜色不变
B．白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的干涉现象
C．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
D．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
【考点】光导纤维及其应用；光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式．
【专题】定性思想；推理法；全反射和临界角专题；理解能力．
【答案】AD
【分析】红光由空气进入水中，频率不变，根据光速的变化分析波长的变化；光的色散是一种折射现象；根据折射率大小，由分析红光与紫光在玻璃砖中传播速度大小；结合全反射条件分析。
【解答】解：A．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据，可知折射率 n变大，波速变小，故A正确；
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，并不是干涉现象，故B错误；
C．玻璃对红光的折射率比紫光的小，根据可知，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大，故C错误；
D．光纤通信利用了全反射原理，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，从而使得光线能在光纤内部发生全反射，故D正确。
故选：AD。
【点评】解决本题时，要理解各种光现象形成的原因，掌握全反射的必要条件，掌握七种色光的折射率、临界角、波长、频率等物理量的关系。
（多选）11．（2025春 佛山期末）关于下列四幅图片的说法正确的是（　　）
A．图甲为共振筛简图，偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高
B．图乙是利用a、c两个表面反射光形成的薄膜干涉图样来检查平面的平整程度
C．图丙为光纤的导光原理图，其中纤芯的折射率大于包层的折射率
D．图丁中P、Q是偏振片，M是小孔，N是光屏，当P固定不动，Q绕轴心转动一周（周期为T），则光屏上出现两次光强最小的时间间隔为0.5T
【考点】用薄膜干涉检查工件的平整度；光的偏振现象及原理；共振及其应用；光导纤维及其应用．
【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】根据共振的利用，薄膜干涉以及光导纤维以及光的偏振知识进行分析解答。
【解答】解：A.图甲为共振筛简图，偏心轮转速合适，让共振筛发生共振时，振幅达到最大，筛除杂物的效率最高，故A错误；
B.入射光经空气膜上表面反射后得到第一束光，折射光经空气膜下表面反射，又经上表面折射后得到第二束光，是利用b、c两个表面反射光形成的薄膜干涉图样来检查平面的平整程度，故B错误；
C.图丙为光纤的导光原理图，利用全反射现象来工作的，其中纤芯的折射率大于包层的折射率，故C正确；
D.图丁中P、Q是偏振片，M是小孔，N是光屏，当P固定不动，Q绕轴心转动一周（周期为T），则光屏上出现两次光强最小的时间间隔为0.5T，故D正确。
故选：CD。
【点评】考查共振的利用，薄膜干涉以及光导纤维以及光的偏振知识，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）12．（2025 江西模拟）如图所示，一束复色光以45°的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线a、b，关于a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率比b光大
B．b光的折射率比a光小
C．a光在玻璃砖中的速度比b光快
D．a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，a光产生的干涉条纹间距较大
【考点】更换光的颜色判断条纹间距的变化；折射率的波长表达式和速度表达式．
【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；光的干涉专题；理解能力．
【答案】AB
【分析】作出光路图，根据光路图分析玻璃砖对两种光的折射率大小，由折射率分析两光在玻璃砖中传播速度的大小；结合折射率越大的光其波长越短分析。
【解答】解：AB、由题图作出光路图，如图所示
光线进入玻璃砖时，根据光路图可知，玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于b光，即a光的频率比b光的大，故AB正确；
C、根据，因为玻璃对a光的折射率大于b光，所以a光在玻璃砖中的速度比b光慢，故C错误；
D、根据，因为a光的频率比b光的大，即a光的波长小于b光的波长，所以a光产生的干涉条纹间距较小，故D错误。
故选：AB。
【点评】解决本题的关键是正确作出光路图，能根据光路图分析两种光的折射率大小关系，熟记波长、频率、波速、折射率之间的公式。
三．填空题（共4小题）
13．（2025 龙岩二模）我国的光纤通信技术处于世界领先水平，光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的 　大　 （选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为30°，则该内芯的折射率为 　2　 。
【考点】光导纤维及其应用．
【专题】定量思想；归纳法；全反射和临界角专题；理解能力．
【答案】大，2。
【分析】根据发生全反射的条件分析；根据临界角公式计算。
【解答】解：发生全反射的条件是光从光密介质射入到光疏介质时，且入射角大于临界角，所以光纤内芯的折射率大于外套的折射率。
根据sinC可得内芯的折射率为n2
故答案为：大，2。
【点评】本题考查了发生全反射的条件和临界角公式的应用。
14．（2025 福建模拟）将一块半圆形玻璃砖固定在可旋转的光屏上，用一束激光沿半圆形玻璃砖某截面的半径射到截面圆心上，观察到的现象如图所示。保持激光入射方向不变，将光屏　顺　 （填“顺”或“逆”）时针旋转一个小角度，可以观察到全反射现象。若入射激光与玻璃砖直边夹角为θ时，刚好发生全反射，则该玻璃砖的折射率为　　 。
【考点】光的全反射现象．
【专题】定量思想；图析法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】顺；。
【分析】观察者会看到折射光变弱、反射光变强，当入射角增大到某值时，折射光消失，只剩下反射光，即发生了全反射。
【解答】解：顺时针旋转可以增大光在玻璃砖直边的入射角，使光发生全反射；由题意可知，激光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C＝90°﹣θ，故该玻璃砖的折射率为。
故答案为：顺；。
【点评】考查对光的折射、全反射规律的理解，熟悉入射角、折射角和反射角的关系，清楚光发生全反射的条件。
15．（2025 厦门校级模拟）如图所示的平面内，一束包含两种颜色的复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后射向空气，则玻璃砖对a光的折射率 　大于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）对b光的折射率。在如图所示的平面内绕半圆圆心O点沿逆时针方向缓慢旋转玻璃砖，则出射光 　a　 （选填“a”或“b”）先消失。
【考点】光的全反射现象；光的折射定律．
【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】大于；a。
【分析】根据光的偏折程度分析折射率大小；由临界角公式sinC分析临界角大小以及哪一个先发生全反射。
【解答】解：由图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，由玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，由临界角公式sinC分析可知，n越大，临界角C越小，则在玻璃砖中，a光全反射的临界角比b光小，所以逐渐增大i角，a光先消失。
故答案为：大于；a。
【点评】据光的偏折程度分析折射率的大小是解决本题的关键，同时，要掌握折射率与临界角的关系。
16．（2025 厦门校级模拟）每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较这两种光的相关参数。a光的频率较 　小　 （选填“大”或“小”）；通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距较 　大　 （选填“大”或“小”）；在冰晶中，a光的传播速度 　大　 （选填“大”或“小”）。
【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式．
【专题】比较思想；图析法；光的折射专题；理解能力．
【答案】小，大，大。
【分析】由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律分析两光折射率关系，就能知道两光频率关系和波长关系，再根据干涉条纹间距公式比较条纹间距大小；依据比较光冰晶中传播速度大小。
【解答】解：由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，b光的偏折角大于a光的偏折角，则六角形冰晶对b光的折射率大于对a光的折射率，可知a光的频率较小，波长较长。根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距较大。根据可知，因a光的折射率小，故在冰晶中，a光的传播速度大。
故答案为：小，大，大。
【点评】本题可以用红光与紫光类比a光和b光，来比较各个量的大小。对于七种单色光的折射率、波长、频率等等之间的关系，是考试的热点，要牢固掌握。
四．解答题（共4小题）
17．（2025春 河南期末）如图所示，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知∠A＝60°，∠C＝90°，；一束极细的光于AC边的中点F处垂直AC面入射，在AB面发生了一次全反射后又分别从AB、BC面射出，发现光从BC面折射出时的折射角为45°（图中未画出），已知光在真空中的传播速度为3.0×108m/s，请解决下列问题：
（1）借助作图工具画出光在玻璃中传播的光路示意图（不考虑光线在AC面反射和在AB面上第二次反射情况）；
（2）求出光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角；
（3）从AB面射出的光在棱镜中传播的时间。
【考点】光的折射与全反射的综合问题．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】（1）光路图如图所示：
；
（2）光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角等于45°；
（3）从AB面射出的光在棱镜中传播的时间等于4.0×10﹣10s。
【分析】（1）根据光的折射规律画出光路图；
（2）由几何关系求解在BC边折射时的入射角以及折射角，根据折射定律求解折射率，根据全反射临界角公式求解临界角；
（3）根据求解光在玻璃中的速度，根据几何关系求解光传播的路程，路程除以速度等于时间。
【解答】解：（1）根据光的折射规律画图如图
（2）由几何关系可知，在BC边折射时的入射角为θ2＝30°，由题意可知从BC边折射出的折射角θ1＝45°，由
由
得光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角C＝45°
（3）光在玻璃中的速度为
由数学知识得
光线由O点到H点所需的时间t为
答：（1）光路图如图所示：
；
（2）光从玻璃射向真空时，发生全反射的临界角等于45°；
（3）从AB面射出的光在棱镜中传播的时间等于4.0×10﹣10s。
【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。
18．（2025 庐阳区校级模拟）转角菱方氮化硼光学晶体，是世界上已知最薄的光学晶体，仅有微米量级厚度，能效相较于传统晶体提升了100至1万倍。如图为氮化硼光学晶体的截面图，其截面长为L。一束单色光斜射到上表面A点，当入射角θ＝60°时反射光线和折射光线恰好垂直，折射光线经长方体侧面反射后射到下表面，光在真空中的传播速度为c。
（1）求透明材料的折射率n；
（2）若改变光线在A点的入射角，求光从上端面传播至下端面的最长时间t。
【考点】光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；光的折射专题；全反射和临界角专题；应用数学处理物理问题的能力．
【答案】（1）透明材料的折射率是；
（2）若改变光线在A点的入射角，求光从上端面传播至下端面的最长时间是。
【分析】（1）由折射率公式求透明材料对此单色光的折射率；
（2）由v求光从透明材料上表面射到下表面的时间。
【解答】解：（1）单色光在透明材料上表面的入射角为60°，反射角也为60°，反射光线和折射光线恰好垂直，如图
则折射角为β＝180°﹣θ﹣90°＝180°﹣60°﹣90°＝30°
根据折射定律n
（2）折射光线在介质中的速度为v
结合上图可知，折射角β越大，光与上表面之间的夹角越小，则光从上向下的分速度越小。若改变A点的入射角，使A点折射角为C，则A点的折射角最大，光在介质内传播的时间最长，设此时达到侧面的光的入射角为α，由于
则此时sinα＝cosC，此时能在侧面发生全反射。
此时对应的最长距离s
故最长时间为
答：（1）透明材料的折射率是；
（2）若改变光线在A点的入射角，求光从上端面传播至下端面的最长时间是。
【点评】本题考查光的折射，解题关键掌握光的折射定律，注意光在介质中传播速度的计算方法。
19．（2025 广东模拟）光纤通信中信号传播的传输媒介是光学纤维。如图所示，一长度为l的纤芯（可简化为一长玻璃丝）放在空气中。从空气射到光纤端面的光并不能全部被约束在纤芯内，只有在特定入范围内的光才可以，纤芯集光能力用数值孔径（NA）表示，即NA＝n0sinθm（θm为最大入射角度，n0为原介质的折射率）。已知光在真空中的传播速度为c，空气的折射率为1，纤芯的折射率n＝1.3，则1.3。（结果可保留根号）
（1）若光以θ0＝30°的入射角入射，求其从光学纤维的一端面传播到另一端面所需要的时间。
（2）求该材料制成的光学纤维的数值孔径NA。
【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．
【专题】定量思想；推理法；光学计算专题；推理论证能力．
【答案】（1）若光以θ0＝30°的入射角入射，其从光学纤维的一端面传播到另一端面所需要的时间为。
（2）该材料制成的光学纤维的数值孔径NA为。
【分析】（1）画出光在光纤中传播的光路图。由折射定律，结合几何关系求得光在光纤中经历的路程，由光在介质中传播速度，应用运动学公式求得光在光纤内传播的时间。
（2）根据全反射临界角与折射率的关系，结合折射定律求得入射角的最大值的正弦值，根据题意求得该材料制成的光学纤维的数值孔径。
【解答】解：（1）画出光在光纤中传播的光路图如下图所示。
由折射定律得：
解得：sinα
可得：cosα
光在光纤中经历的路程为：
光在光纤中传播速度为：
光在光纤内传播的时间为：
解得：
（2）设全反射临界角为C，则有：sinC
可得：cosC
要使从空气射到光纤端面的光全部被约束在纤芯内，上图中的β角最小值等于C，则α角的最大为αm＝90°﹣C
由折射定律可得入射角的最大值θm满足：
解得：sinθm
该材料制成的光学纤维的数值孔径为：
NA＝n0sinθm＝1.3
答：（1）若光以θ0＝30°的入射角入射，其从光学纤维的一端面传播到另一端面所需要的时间为。
（2）该材料制成的光学纤维的数值孔径NA为。
【点评】本题考查了光学的折射定律以及全反射现象，解答此类题目依据物理原理作出光路图是基础，利用数学几何知识解题。
20．（2025 广东模拟）高速公路的标志牌上常贴有“回归反光膜”，它采用微小玻璃球制成，能把射向玻璃球的光“逆向返回”，使得标志特别醒目。如图所示，一束单色光沿平行于直径AB方向从P点射向置于空气中的玻璃球，在B点反射后，又从Q点平行于直径AB方向射出，这样就实现了光线的“逆向返回”。若玻璃球半径为R，折射率为。
（1）求P点到直径AB的距离；
（2）通过计算判断该光在B点反射后反射光的强度是否减弱。
【考点】光的折射与全反射的综合问题．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；光的折射专题；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】（1）P点到直径AB的距离是；
（2）反射光的强度会减弱。
【分析】（1）分析入射角和折射角的关系，根据折射率公式解答；
（2）根据折射率分析发生全反射的临界角，根据几何关系分析光线在B处的入射角，由此判断能否发生全反射，然后判断。
【解答】解：（1）设入射角为i，折射角为r，根据折射定律可得，玻璃球的折射率为n
由几何关系可得i＝2r
由三角函数的关系可得sini＝2sinrcosr
联立可得i＝60°，r＝30°
P点到直径AB的距离L＝Rsini＝Rsin60°
（2）根据几何关系可得光线在B处的入射角为30°，发生全反射的临界角满足sinC
可得C≈35.3°＞r＝30°，可知如果没有铝膜，该光线在B处不会发生全反射，会有一部分光从B点射出，所以反射光的强度会减弱。
答：（1）P点到直径AB的距离是；
（2）反射光的强度会减弱。
【点评】考查对光的折射、全反射的理解，熟悉公式的运用，清楚光发生全反射的条件。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)