2026届高考物理一轮复习专题特训 光及其应用（含解析）

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2026届高考物理一轮复习专题特训 光及其应用
一、单选题
1．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了，这是利用了光的( )
A.全反射 B.衍射 C.偏振 D.干涉
2．如图所示，矩形透明容器中装满某种透明液体，液体中有一圆形气泡（气泡内有空气），一细光束垂直左侧壁射入容器，该细光束在气泡中分成两束色光，下列说法正确的是( )
A.液体对M光的折射率比对N光的折射率大
B.N光在液体中的传播速度比M光在液体中的传播速度大
C.两种色光通过同一双缝干涉装置，N光的条纹间距较宽
D.N光的频率大于M光的频率
3．如图某种手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是( )
A.增大手机屏幕亮度可以提高防窥效果
B.防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射
C.从上往下看，看到的图像比发光像素单元位置低
D.其他条件不变时，透明介质的折射率越小，可提高防窥效果
4．在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的线状白炽灯丝（灯丝平行于狭缝），可以看到( )
A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹
C.彩色的直条纹 D.彩色弧形条纹
5．一束光从空气射入秦皇岛的湖水中，入射角为45°，折射角为30°，则湖水对光的折射率是( )
A.1 B. C. D.1.6
6．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。光导纤维可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是( )
A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
B.波长越长的光在光纤中传播的速度越小
C.频率越大的光在光纤中传播的速度越大
D.若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射
7．半圆柱玻璃砖和长方体玻璃砖放置在水平桌面上，其俯视图如图所示。O为半圆的圆心，为半圆的直径，其长度为。边长度为，边平行于，d为上的一点，且O、d连线垂直于，长为。一束单色光由边上的c点以的入射角平行于水平桌面射入长方体玻璃砖，光线由d点射出，经边上的k点（图中未画出）射入半圆形玻璃砖，折射后射向圆弧上的p点（图中未画出）。已知两玻璃砖对该光的折射率相同，c、d之间的距离为，不考虑光的多次反射，，。下列说法正确的是( )
A.两玻璃砖对该光的折射率为
B.光线在p点会发生全反射
C.光线在p点入射角的正弦值为
D.光线在p点出射角的正弦值为
8．如图所示，一艘帆船静止在湖面上，从湖底P点发出的一细束黄色激光射到水面，折射后恰好照射到帆船上的竖直桅杆上的M点。下列说法正确的是( )
A.黄光在水中的频率比在空气中的频率大
B.黄光在水中的速度比在空气中的速度大
C.若仅把黄光改成红光，则红光在水中传播的时间比黄光在水中传播的时间短
D.若仅把黄光改成红光，则红光可能射到N点
9．如图所示，一束复色光射向平行玻璃砖后分成a、b两束单色光，若a为黄光，则b可能为( )
A.红光 B.绿光 C.蓝光 D.紫光
10．如图所示，将一根半径为r的圆柱形透明材料弯成外径为R的半圆形，现有一单色光束垂直于左端面EF射入材料，若该光束一定不会从材料的侧面射出，已知该光在此材料中的折射率为。则透明材料的半径r与弯成的半圆形外径R应满足的关系，下列正确的是( )
A. B. C. D.
11．如图甲所示是一款带滤网的圆柱形玻璃养生壶，当壶中盛有部分水时，由于折射，从正面看到的滤网的水下部分要比水上部分粗一些。养生壶俯视模型如图乙所示，滤网和玻璃壶壁的截面是以O点为圆心的同心圆，忽略壶壁的厚度以及壶壁对光线的折射，直线过圆心O。某同学从较远位置垂直于观察养生壶，为了寻找水下部分看到的滤网半径R和真实半径r的关系，分别画出了光路，则( )
A.光从水中折射进入空气中时波长变短
B.水下部分看到的滤网半径
C.若将水换为折射率更大的透明液体，水下部分看到的滤网半径R变小
D.水的折射率为
二、多选题
12．“水流导光”实验装置如图所示。长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出，形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播。下列操作中，能使激光束完全被限制在水流内传播的是( )
A.升高瓶内液面高度 B.增大激光的强度
C.改用波长更短的激光 D.增大激光器与小孔之间的水平距离
13．某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝干涉实验，在光屏上呈现出蓝暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为.你认为以下结论中正确的是( )
A.单缝到双缝间的距离越大，就越大
B.双缝之间的距离越大，就越大
C.双缝到光屏之间的距离越大，就越大
D.双缝之间的距离越小，就越大
14．在哈尔滨冰雪大世界，有一座精美的冰雕城堡，城堡中有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内处安装了一盏很小的灯，灯向各个方向均发光，已知冰块的折射率为，光照到立方体冰块表面上，若发生全发射，冰块表面上有些位置会没有光射出，不考虑二次反射，则( )
A.冰块的ABCD面上任何位置都能有光从表面射出
B.冰块的ABCD面上有些位置没有光射出
C.冰块的ABEF面上任何位置都能有光从表面射出
D.冰块的ABEF面上有些位置没有光射出
15．半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，MN为直径，一细束复色光沿半圆柱形玻璃砖的半径方向从P点射入，在圆心O点分散成a、b两束单色光，a光恰好在玻璃砖底部发生全反射，b光从玻璃砖底部射出，，下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率
B.a光的频率大于b光的频率
C.在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D.玻璃砖对单色光a的折射率为
三、填空题
16．一双缝距屏幕为1m，双缝间距等于0.25mm，用波长为589.3nm的单色光垂直照射双缝，屏幕上中央最大两侧可观察到干涉条纹，则两相邻明纹中心间距等于______________。
17．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。
四、实验题
18．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
五、计算题
19．马路积水的表面常漂有一层油膜，油膜呈现彩色图样，这是光的什么现象？
20．用折射率为的透明材料制作的半球形器件，半径为R，其横截面如图所示。激光器发出的细光束垂直于底面从某点射入器件后，恰好不能从弧面上射出。光在真空中的传播速度为c。求
(1)光束在底面上的入射点到圆心的距离L；
(2)光束在器件中的传播时间t。
参考答案
1．答案：C
解析：观众戴上特制眼镜观看立体电影时，利用了光的偏振现象，故选C.
2．答案：D
解析:A.根据题图可知，N光的偏折程度大于M光的偏折程度，则液体对M光的折射率比对N光的折射率小，故A错误；根据
B.由于液体对M光的折射率比对N光的折射率小，则N光在液体中的传播速度比M光在液体中的传播速度小，故B错误；
CD.由于液体对M光的折射率比对N光的折射率小，则N光的频率大于M光的频率，N光的波长小于M光的波长，根据
可知两种色光通过同一双缝干涉装置，N光的条纹间距较窄，故C错误，D正确。故选D。
3．答案：D
解析：A．增大手机屏幕亮度不改变光的折射率，即不改变光的传播路径，不可以提高防窥效果，故A错误；
B．防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故B错误；
C．根据光路可逆，可知从上往下观察手机屏幕，看到的图像比发光像素单元位置高，故C错误；
D．透明介质的折射率越小，则在空气中的折射角越小，则由几何关系可知，可视角度越小，即可提高防窥效果，故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：白炽灯发出的是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的衍射条纹间距不同，各单色光相互叠加，形成彩色直条纹。
5．答案：B
解析：根据折射率公式代入数据解得即湖水对光的折射率为，故选B。
6．答案：D
解析：A.当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射，A错误；BC.波长越长的光，频率越小，介质对它的折射率越小，根据公式可知，折射率越小的光在光纤中传播的速度越大，BC错误；D.根据知，折射率越大，全反射临界角越小，红光的折射率小，则全反射临界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能发生全反射，D正确。故选D。
7．答案：C
解析:A.根据题意作出光路图如图所示，设光线在c点的折射角为，有
得出
由折射定律可知玻璃砖的折射率，A错误；
C.根据平行玻璃砖的性质可知光线在k点的折射角亦为，设光线在p点的入射角为，由正弦定理有
其中的长
得出，C正确；
BD.因，可知光线可从p点射出，设出射角为，由，得出，BD错误。
故选C。
8．答案：C
解析:A.折射不改变光的频率，黄光在水中的频率和在空气中的频率相同，选项A错误；
B.由可知，黄光在水中的速度比在空气中的速度小，选项B错误；
C.黄光的频率比红光的频率大，则黄光在水中的折射率比红光的大，根据可知，黄光在水中传播的速度比红光在水中传播的速度小，红光在水中传播的时间比黄光在水中传播的时间短，选项C正确；
D.红光的折射率比黄光的小，由折射定律有，可知红光在空气中的折射角小，将射到M点上方，选项D错误。
故选C。
9．答案：A
解析：a、b两束单色光在空气中的入射角相等，在介质中a光的折射角小一些，根据可知，a光的折射率大一些，可知，a为黄光，题中只有红光比黄光折射率小，则b为红光。故选A。
10．答案：A
解析：光不从侧面射出的临界条件是入射光在外侧面处发生全反射，临界光路如图所示：
可得，解得，所以该光束不从侧面射出，则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为，故选A。
11．答案：D
解析：A.光从水中折射进入空气中时，根据光速变长，频率不变，根据可知，波长变长，故A错误；B.出射点在B点的出射光线与滤网相切，可知光路ABC是边界光线的光路图，所以，水下部分看到的滤网半径为故B错误；CD.根据折射率的定义式可知，若将水换为折射率更大的透明液体，真实半径不变，水下部分看到的滤网半径R变大，故C错误，D正确。故选D。
12．答案：AC
解析：A.观察到激光束没有完全被限制在水流内传播，表明激光在图示水流与空气中界面处的入射角小于临界角，为使激光发生全反射，需要增大入射角，需要使水流进一步向右侧弯曲，即增大水流流出的初速度，即需要升高瓶内液面高度，故A正确；C.结合上述，若水流位置不变，为使激光发生全反射，可以减小临界角，根据即可以增大折射率，由于波长越大的光，折射率越小，可知，需要改用波长更短的激光，故C正确；BD.增大激光的强度、增大激光器与小孔之间的水平距离均不能够使激光发生全反射，故BD错误。故选AC。
13．答案：CD
解析：A.根据双缝干涉的条纹间距公式可知与单缝到双缝间的距离无关，故A错误；B.根据双缝干的条纹间距公式可知如果增大双缝之间的距离d，则变小，故B错误；C.根据双缝干涉的条纹间距公式可知如果增大双缝到光屏之间的距离L，则变大，故C正确；D.根据双缝干涉的条纹间距公式可知双缝之间的距离越小d，则变大，故D正确。故选CD。
14．答案：AD
解析：根据全反射临界角公式有
解得
如图所示
在直角三角形中，由几何关系有，
则有，
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侧面某些部分射出。
故选AD。
15．答案：BD
解析：a,b光以同一人射角入射，a光刚好发生全反射，b光没有发生全反射，根据折射定律可知，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，在玻璃砖中光的传播速度，所以在玻璃砖中b光的传播速度大于a光的传播速度，选项B正确，
A，C错误；
a光恰好发生全反射，其临界角，玻璃砖对单色光a的折射率，选项D正确。
16．答案：2.36mm
解析：根据干涉条纹间距的公式
解得
17．答案：大于；a
解析：根据
入射角i相同，a的折射角r较大，可知玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率。
根据
可知a光的临界角较小，若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，则入射角i变大，a光首先发生全发射，则出射光a先消失。
18．答案：白光是由不同颜色的光组成的，不同颜色的光的双缝干涉条纹间距不同，所以亮纹是彩色的。而各种颜色的光通过双缝在光屏中央处都是加强的，因此中间的条纹是白色的。
解析：
19．答案：见解析
解析：这是光的薄膜干涉现象。白光照到油膜上，在油膜的上下两个表面产生了两束反射光，这两束光发生干涉而呈现彩色图样。
20．答案：(1)
(2)
解析：（1）根据全反射临界角公式
解得
光束在底面上的入射点到圆心的距离
（2）光路如图所示
光经过的路程为
光在器件中的速度为
联立可得光束在器件中的传播时间
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