专题04 光学-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题04 光学 几何光学 1.（2025·天津市蓟州区·一模） 光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（　　） A. 波长变短 B. 光子能量增加 C. 频率降低 D. 传播速度增大 【答案】A 【详解】紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据，可知波长变短；根据 ，可知，光子能量不变。故选A。 2.（多选）（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）如图所示，由甲、乙两种单色光组成的一束光，从一根长直的光纤左侧端面以45°射入，如图所示，则可以准确判断出（　　） A. 甲光频率小于乙光频率 B. 光纤对甲光的折射率大于对乙光的折射率 C. 甲光在光纤中的传播速度更大 D. 增大入射角，甲乙两种光都有可能在光纤左侧端面发生全反射 【答案】AC 【详解】甲乙光在左侧的入射角相等，甲的折射角大于乙的折射角，根据折射定律可知，甲光的折射率小于乙光的折射率，则甲光频率小于乙光频率，故A正确，B错误；根据可知，甲光在光纤中的传播速度更大，故C正确；光由光密介质射到光疏介质时，才会发生全反射，左侧端面光由光疏介质射入光密介质不会发生全反射，故D错误。故选AC。 3.（2025·天津市和平区·一模）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A. 彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的 B. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 C. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出 【答案】B 【详解】雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即发生色散而形成彩虹，A错误；第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据可知，a光的折射率较大，根据可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，C错误；a光的折射率较大，根据可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，设光线在水中与半径夹角为，则路程，a光的折射角较小，所以a光路程大，根据，可知a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故B正确；根据几何关系可知，入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等，根据折射定律可知，增大太阳光在水滴表面的入射角，出射光线不会发生全反射，故D错误。故选B。 4.（2025·天津市河东区·一模）如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在第一个反射点B反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心，下列判断中正确的是（  ） A. 光线在B点可能发生了全反射 B. 光从空气进入球形水珠后，波长变长了 C. 光从空气进入球形水珠后，频率增大了 D. 仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间增加了 【答案】D 【详解】由图象知在B点的入射角等于在A点的折射角，所以光线在B点不可能发生全反射，故 A错误； 光的波长频率不变，，所以折射率大的介质中波长小，所以光从空气进入球形水珠后，波长变短了，故B错误；光的频率是不变的，故C错误；红光的折射率比紫光的小，由，知在水中的传播速度比紫光大，所以仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间增加了，故D正确。故选D。 5.（多选）（2025·天津市南开区·一模）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速c=3.0×108m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 光线从空气射入水中，频率不变 B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 C. 光进入水中速度变为2.25×108m/s D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为37° 【答案】AC 【详解】光的频率由光源决定，与介质无关，所以光线由水上射入水中时，频率不变，故A正确；画出光路图如图所示 可知光源成像的位置比的位置偏高，故B错误；根据光速与折射率关系有，故C正确；当光线在水面的入射角为时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且有，则 ，故D错误。故选AC。 物理光学 6.（多选）（2025·天津市十二区重点校·一模）下列有关光学现象描述正确的是（　　） A. 图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的折射 B. 图乙，光经过大头针时，使影的轮廓模糊不清，主要原因是光的衍射 C. 图丙，电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振 D. 图丁，光学平面的平滑度检测是利用了光的全反射 【答案】BC 【详解】图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的全反射，故A错误；图乙，光经过大头针时，使影的轮廓模糊不清，主要原因是光的衍射，故B正确；图丙，电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振，故C正确；图丁，光学平面的平滑度检测是利用了光的干涉，故D错误。故选BC。 7.（多选）（2025·天津市重点校联考·一模）对如图所示的图样、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，观测到的条纹是光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果 C. 丙图是双缝干涉原理图，若到光程差是波长的奇数倍，则处是亮纹 D. 丁图中的是偏振片，是光屏，当固定不动，以光的传播方向为轴，将在竖直面内转动，P处光的亮度比转动前明显变暗 【答案】CD 【详解】甲图是小圆盘的衍射图样，也被称为“泊松亮斑”，选项A错误；乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，观测到的条纹是光在被检测玻璃板的上表面反射与标准样板的下表面反射后叠加的结果，选项B错误；丙图是双缝干涉原理图，若到的光程差是波长的奇数倍，则处是亮纹，选项C正确；当M固定不动，绕水平转轴在竖直面内转动N 顺时针90°，两偏振片透振方向垂直，所以P上的光亮度明显变暗，故D正确。故选CD。 8.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　） A. 乙光以入射角i入射时一定发生全反射 B. 甲光在玻璃砖中的折射率为 C. 甲光的频率大于乙光频率 D. 若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光 【答案】D 【详解】根据单缝衍射图样图甲、乙对比可知，甲光衍射现象明显，说明甲光的波长比乙光的长，甲光的频率比乙光的小，对同一种介质，甲的折射率小。根据全反射的临界角，可知甲的临界角大，乙的临界角小，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，可知当乙光以i入射时可能大于乙的临界角，也可能小于临界角，即不一定会发生全反射，AC错误；对甲光的折射，由折射定律有，B错误；若绕O点逆时针旋转玻璃砖，随i的增大，如果入射角大于甲的临界角时发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，D正确。故选D。 9.（2025·天津市红桥区·一模）一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【详解】光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过单缝后发生的都是光的衍射现象；而光通过双缝发生的光的干涉现象。可知图像C是光的干涉条纹，形成原理与其他不同。故选C。 10.（2025·天津市河北区·一模） 以下现象不属于干涉的是（　　） A. 白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B. 白光照射肥皂膜呈现彩色图样 C. 白光经过三棱镜得到彩色图样 D. 白光照射水面油膜呈现彩色图样 【答案】C 【详解】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；由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后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色图样是属于干涉现象，故B错误；白光经过三棱镜得到彩色图样是光在折射时产生的色散现象，故C正确；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，属于薄膜干涉，故D错误；故选C。 11.（2025·天津市部分区·一模）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为△x，若△x甲＜△x乙，比较甲、乙两种单色光，则下列说法正确的是（　　） A. 真空中甲光的波长较长 B. 甲光能发生偏振现象，而乙光不能 C. 甲光发生全反射时的临界角较大 D. 乙光的光子能量较小 【答案】D 【详解】根据，结合△x甲＜△x乙，则在真空中甲光的波长小于乙光的波长，故A错误；偏振现象是横波特有的现象，由于光是横波，故甲乙都可以发生偏振现象，故B错误；由于甲光的波长短，则甲光的频率较大，则其折射率也大，根据可知，甲光发生全反射时的临界角较小，故C错误； 由于乙光的波长较长，则乙光的频率较小，那么乙光的光子能量较小，故D正确；故选：D。 12.（2025·天津市河西区·一模）不同电磁波由于具有不同的频率，因此具有不同的特性。a、b两种单色光在电磁波谱中的位置如图甲所示，由a、b两种单色光组成的一束光由空气射向水面并发生折射的光路图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 折射光线Ⅱ是单色光b B 逐渐增大入射角，单色光b首先发生全反射 C. 两种单色光由空气进入水中后，频率都变小 D. 在水中，单色光a的速度比单色光b的速度大 【答案】D 【详解】由甲图可知，a光的频率小于b光的频率，故a光的折射率小于b光的折射率；由图乙可知，两束光从空气向射入水中，入射角相同，折射光线Ⅱ的折射角大于折射光线I的折射角，根据，可知折射光线Ⅱ的折射率小于折射光线I的折射率，故折射光线Ⅱ是单色光a，故A错误；两束光都是从空气向射入水中，即从光疏介质到光密介质，不会发生全反射，故B错误；两种单色光由空气进入水中后，频率都不变，波长发生变化，故C错误；由A项可知，a光的折射率小于b光的折射率，根据，可知在水中，单色光a的速度比单色光b的速度大，故D正确。故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 光学 几何光学 1.（2025·天津市蓟州区·一模） 光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（　　） A. 波长变短 B. 光子能量增加 C. 频率降低 D. 传播速度增大 2.（多选）（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）如图所示，由甲、乙两种单色光组成的一束光，从一根长直的光纤左侧端面以45°射入，如图所示，则可以准确判断出（　　） A. 甲光频率小于乙光频率 B. 光纤对甲光的折射率大于对乙光的折射率 C. 甲光在光纤中的传播速度更大 D. 增大入射角，甲乙两种光都有可能在光纤左侧端面发生全反射 3.（2025·天津市和平区·一模）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A. 彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的 B. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 C. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出 4.（2025·天津市河东区·一模）如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在第一个反射点B反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心，下列判断中正确的是（  ） A. 光线在B点可能发生了全反射 B. 光从空气进入球形水珠后，波长变长了 C. 光从空气进入球形水珠后，频率增大了 D. 仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间增加了 5.（多选）（2025·天津市南开区·一模）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速c=3.0×108m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 光线从空气射入水中，频率不变 B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 C. 光进入水中速度变为2.25×108m/s D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为37° 物理光学 6.（多选）（2025·天津市十二区重点校·一模）下列有关光学现象描述正确的是（　　） A. 图甲，水中的气泡看上去特别明亮，主要原因是光的折射 B. 图乙，光经过大头针时，使影的轮廓模糊不清，主要原因是光的衍射 C. 图丙，电影院里观众看到的立体电影是利用光的偏振 D. 图丁，光学平面的平滑度检测是利用了光的全反射 7.（多选）（2025·天津市重点校联考·一模）对如图所示的图样、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，观测到的条纹是光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果 C. 丙图是双缝干涉原理图，若到光程差是波长的奇数倍，则处是亮纹 D. 丁图中的是偏振片，是光屏，当固定不动，以光的传播方向为轴，将在竖直面内转动，P处光的亮度比转动前明显变暗 8.（2025·天津市武清区杨村一中·一模）两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。下列说法正确的是（　　） A. 乙光以入射角i入射时一定发生全反射 B. 甲光在玻璃砖中的折射率为 C. 甲光的频率大于乙光频率 D. 若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光 9.（2025·天津市红桥区·一模）一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（　　） A. B. C. D. 10.（2025·天津市河北区·一模） 以下现象不属于干涉的是（　　） A. 白光经过杨氏双缝得到彩色图样 B. 白光照射肥皂膜呈现彩色图样 C. 白光经过三棱镜得到彩色图样 D. 白光照射水面油膜呈现彩色图样 11.（2025·天津市部分区·一模）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为△x，若△x甲＜△x乙，比较甲、乙两种单色光，则下列说法正确的是（　　） A. 真空中甲光的波长较长 B. 甲光能发生偏振现象，而乙光不能 C. 甲光发生全反射时的临界角较大 D. 乙光的光子能量较小 12.（2025·天津市河西区·一模）不同电磁波由于具有不同的频率，因此具有不同的特性。a、b两种单色光在电磁波谱中的位置如图甲所示，由a、b两种单色光组成的一束光由空气射向水面并发生折射的光路图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 折射光线Ⅱ是单色光b B 逐渐增大入射角，单色光b首先发生全反射 C. 两种单色光由空气进入水中后，频率都变小 D. 在水中，单色光a的速度比单色光b的速度大 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$