2026届高考物理一轮复习课时作业(24)：光学

2026届高考物理一轮复习课时作业(24)： 训练内容：光学 班级：___________ 姓名：___________ 学号：___________ 满分：100分 时间：40分钟 一、单选题（每小题6分，共42分） 1．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是（　　） A．a侧是红光，b侧是紫光 B．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 C．在三棱镜和光屏之间两种色光的传播速度不同 D．在三棱镜中a侧光的速率比b侧光大 2．“水下世界国际摄影大赛”的作品一般是由摄影师在水下对景物进行拍摄而成的，获得了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，光的传播路径如图所示，进入镜头的光线与竖直方向的最大夹角，已知，空气中的光速，下列说法正确的是（　　） A．光线射入水中后频率增大 B．摄影师看到的水上景物的位置比实际位置偏低 C．水的折射率为 D．光线射入水中后速度变为 3．如图所示，小李在游泳池中游泳时，头部露在水面上。游到A处，他低头向水中观察，看到池底有一静止的发光物体（可视为点光源）跟他的眼睛恰在一条竖直线上。小李向左游动了3m，到达O处时恰好不能看见该物体。已知水的折射率为，游泳池的底面水平，则游泳池中水的深度为（　　） A．m B．3m C．4m D．5m 4．如图所示，玻璃砖的上表面与下表面平行，一束红光从上表面的点处射入玻璃砖，从下表面的点处射出玻璃砖，下列说法正确的是（　　） A．红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化 B．红光进入玻璃砖前后的速度会发生变化 C．若增大红光的入射角，则红光可能会在玻璃砖下表面的点左侧某处发生全反射 D．若紫光与红光都从点以相同的入射角入射，则紫光将从点左侧某处射出玻璃砖 5．柱状材料的圆弧面与水平工件接触，上表面水平，图甲为装置的截面图。用单色光垂直于工件上表面照射，形成如图乙所示的干涉图样。则相干光来源于（　　） A．材料上、下表面反射的两列光 B．材料上表面与工件表面反射的两列光 C．材料下表面与工件下表面反射的两列光 D．空气楔上、下表面反射的两列光 6．1834年，洛埃利用与光屏垂直的平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。如图，光源S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分经平面镜反射后照在光屏上（由平面镜反射的光相当于从S在平面镜中的虚像发出的）。已知光源S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为L，光的波长为λ。下列关于洛埃镜实验的说法正确的是（　　） A．光屏上相邻两明条纹间距离 B．若将平面镜向下平移稍许，则屏上相邻两明条纹间距离减小 C．若换用频率更大的单色光，相邻两暗条纹间距将增大 D．若增大光源发光强度，相邻两明条纹间距离会明显增大 7．1953年诺贝尔物理学奖授予荷兰科学家弗里茨•泽尔尼克，以表彰他提出相衬显微技术。该技术可清晰分辨两种折射率相近的透明介质。现考虑一束光线经过含有细胞的培养液，产生三种不同光线1、2和3，其中光线3穿过细胞，光线2经过细胞边缘附近，光线1和2相干，光线2和3相干，如图所示。已知培养液的折射率为，细胞的折射率为。由于边缘效应，光线2在培养液中的光程相对于光线1的增加了（为光线在培养液中的波长）；为增大细胞和培养液的对比度，在所有光线穿出培养液后，再通过相位补偿板使光线2又额外增加了的等效光程。假设细胞的等效厚度为，若通过目镜观测到光线1和2的干涉条纹为暗条纹，光线2和3的干涉条纹为亮条纹，则细胞的折射率可能为（    ） A． B． C． D． 二、多选题（每小题10分，共30分，漏选得5分） 8．如图所示，为半圆玻璃砖的横截面，与水平屏幕（无限长）垂直并接触于点。由光束1和光束2两种单色光组成的复色光射向圆心，在水平屏幕上从左向右出现两个亮斑和（图中没画出）。已知玻璃对光束1的折射率大于对光束2的折射率。下列说法正确的是（　　） A．亮斑是光束1形成的，亮斑是光束1和光束2共同形成的 B．亮斑是光束2形成的，亮斑是光束1和光束2共同形成的 C．若只将光束2的入射角增大少许，则屏幕上一定出现三个亮斑 D．若只将光束1的入射角减小少许，则屏幕上至少出现三个亮斑 9．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃中光的折射率大于光的折射率 B．光的频率大于光的频率 C．遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象 D．增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失 10．工厂技术人员用图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用、两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B．光的频率大于光的频率 C．若将图1中的薄片向右移动少许，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，光能够发生衍射现象，光不能发生衍射现象 三、非选择题（共28分） 11．(12分) 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 (1)M、N、P分别是________（填字母标号）。 A．滤光片、单缝、双缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数如图丙所示， mm。 (3)若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长 。（用、、l和d表示） (4)某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 12．(16分) 如图，某液体池里，一灯光光源S到液面的距离为，其发出的光照射到P点处恰好发生全反射，S到P的距离为，真空中光速，求： (1)此液体的折射率n； (2)光在此液体中的传播速度v； (3)光在液面的最大面积（可用π表示） 2026届高考物理一轮复习课时作业(24) 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A B D B D BD ABD AC 1．B 解析：AB．由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，可以得a侧为紫光，b侧为红光，故A错误，B正确； C．在真空中a侧光的传播速率等于b侧光的传播速率，三棱镜和光屏之间可近似看作真空，可知两种色光的传播速度相同，故C错误； D．根据可知折射率越大，传播速率越小，可知a侧光的速率比b侧光小，故D错误。故选B。 2．C 解析：A．光线由水上射入水中时，光的频率不变，选项A错误； B．如图所示，光源成像的位置比S的位置偏高，选项B错误； C．当光线在水面的入射角为90°时，水中光线与竖直方向的夹角达到最大值，即临界角C，且，选项C正确； D．由光速与折射率的关系有，选项D错误。 故选C。 3．A 解析：C为临界角，则 由几何关系，可得 联立得h=m，故选A。 4．B 解析：B．光作为一种电磁波，对一种介质的折射率n是一定的，红光从空气进入玻璃介质后，光的频率不变，由折射定律 可得速度v会发生改变，所以红光进入玻璃砖前后的速度会发生变化，故B正确， A．由公式可得红光进入玻璃砖前后的波长会发生变化，故A错误； C．根据折射率 若增大红光的入射角，则折射角也变大，根据光路的可逆性，只要光线可以从上表面射入，在玻璃中发生折射，就一定可以从下表面射出，所以增大红光的入射角，则红光不会在玻璃砖下表面发生全反射，故C错误； D．若紫光与红光都从P点以相同的入射角入射，由于紫光折射率较大，所以紫光折射角较小，所以紫光将从Q点右侧某处射出玻璃砖，故D错误。故选B。 5．D 解析：题中图乙为薄膜干涉图样，干涉光是空气楔与材料界面处的反射光以及空气楔与工件上表面界面处的反射光，即空气楔上、下表面反射的两列光。 故选D。 6．B 解析：A．此问题可类比双缝干涉实验，这里光源和它在平面镜中的虚像相当于双缝干涉中的双缝，二者间距 在双缝干涉中，相邻亮纹（或暗纹）间距公式为，将代入，可得，错误； B．根据，若将平面镜向下平移稍许，a增大，条纹间距将减小，B正确； C．频率越大，波长越小，根据，相邻暗条纹间距将减小，C错误； D．根据，光照强度对明暗条纹间距没有影响，D错误。故选B。 7．D 解析：由题可知，光线1和2的光程差为，因此干涉时为暗条纹，而2和3干涉为亮条纹，因此1和3的光程差应为，而光线3增加的光程是由厚度为d的细胞的折射率引起的，可得 因此，其中故选D。 8．BD 解析：AB．因为玻璃对光束1的折射率大于对光束2的折射率，根据 可知只可能是光束1在O处发生全反射，亮斑P是光束2形成的，亮斑Q是光束1和光束2共同形成的，故B正确，A错误； C．将光束2的入射角i增大少许，若光束2在O点发生了全反射，则屏幕MN上只有反射的两个亮斑，故C错误； D．将光束1的入射角i减小少许，若光束1在O点发生了全反射，则屏幕MN上出现三个亮斑，若光束1在O点没发生全反射，则屏幕MN上出现四个亮斑或三个亮斑（两个折射亮斑重合），故D正确。 故选BD。 9．ABD 解析：A．光路图如图所示 在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，故A正确； B．由a光的折射率较大，可得a的频率较大，故B正确； C．b光的频率较小，则b光的波长较长，遇到障碍物时波长较长的b光更容易产生明显的衍射现象，故C错误； D．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，两列光不会消失，故D正确。故选ABD。 10．AC 解析：A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，故A正确； B．图2中a的条纹间距宽，说明a的波长大于的波长，根据，可知a的频率小于的频率，故B错误； C．设空气薄膜的倾角为，根据几何关系可得 可得条纹间距为 若将图1中的薄片向右移动少许，则增大，图2中条纹间距变窄，故C正确； D．衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，故照射同一单缝时、b光均能发生衍射现象，故D错误。故选AC。 11．(12分) (1)A (2)// (3) (4)大于 解析：（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝，故选A； （2）螺旋测微器的精确值为0.01mm 手轮的读数如图丙为 （3）根据条纹间距公式，因为 联立解得波长 （4）在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大，故波长的测量值偏大，即波长的测量值大于真实值。 12．(16分) (1) (2) (3) 解析：（1）设发生全反射临界角为C，则有 根据图中几何关系有 则折射率为 （2）光在水中的传播速度为 （3）由几何关系可知，光在水面形成圆形的最大半径为 则光在水面的最大面积为 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $