光学 基础专题复习 -2026届高考物理三轮冲刺

**基本信息** 以“概念辨析-几何应用-波动分析-实验探究”为逻辑主线，通过公式推导与几何建模结合，系统覆盖光学核心考点，强化科学思维与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|单选1-2题|折射率与光速关系、全反射条件判断|从光的传播特性（频率、光速）到特殊现象（负折射率）的概念迁移| |几何光学|单选3/7/9/10题、解答13-14题|临界角公式sinC=1/n、光路图几何关系分析|通过全反射临界角关联折射率与传播路径，构建“公式+三角形边角关系”解题模型| |波动光学|单选4-6/8题|双缝干涉Δx=Lλ/d、薄膜干涉条纹间距规律|从干涉条纹间距公式推导波长、折射率对现象的影响，体现波动特性与实验现象的关联| |实验探究|实验11-12题|插针法测折射率、数据处理（sinθ比值法）|通过实验操作与数据处理，强化科学探究中的证据收集与误差分析能力|

2025-2026学年下学期高三光学专题复习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．生活中常用的“防雾眼镜”，其镜片表面涂有一层透明防雾薄膜，能防止起雾。已知空气的折射率，防雾薄膜的折射率。下列说法正确的是（　　） A．光从空气射向薄膜时，光的频率将增大 B．光从空气射向薄膜时，可能发生全反射 C．光在薄膜中的传播速度比在空气中慢 D．光在薄膜中的传播速度和空气中相等 2．近年来，科学家利用一种人工材料研制出能突破衍射极限的超透镜，实现超高精度成像。这种人工材料折射率为负值，称为负折射率材料，光从空气射入这类材料时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束光从其下表面射入，以下光穿过该材料的光路图中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示为圆柱形玻璃砖的横截面，位于玻璃砖内表面O点的点光源沿纸面内向玻璃砖各个方向发射单色光，发现有三分之一的弧长有光线射出，不考虑反射光的影响，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A． B．1.5 C． D．2 4．如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，、为双缝，为光屏。用红光从左边照射单缝时，可在光屏上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小 C．将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小 D．将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 5．用铁圈蘸取肥皂水后，在水平铁圈上会形成一层表面近似为平面的肥皂薄膜，这层膜的厚度从中心向边缘的变化情况如图所示，其中OA段近似为直线。用单色光从铁圈上方照射，从上方看，从中心向边缘，膜上相邻亮条纹间距的大致变化趋势为（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先不变后变大 D．先不变后变小 6．以下四幅图片对应四种光学现象：图甲是光的衍射图样，图乙是双缝干涉示意图，图丙是两束单色光a、b射向A点后形成一束复色光，图丁是光的偏振实验，当M固定缓慢转动N时，光屏上的亮度将交替变化。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，中央亮斑特别亮，是因为光子落在该区域的概率大 B．图乙中，若只增大屏到双缝间距离，两相邻亮条纹中心间距离将减小 C．图丙中，水下某点光源向水面发射此复色光，水面上a光形成的光斑更小 D．图丁中，这种现象表明光是纵波 7．如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气（视为真空）中，。ab两细光束从AC上的D点垂直于AC面入射，只有b光从AB面上的P点射出，则下列说法正确的是（　　） A．a光发生全反射的临界角一定是60° B．a光在玻璃三棱镜中的传播速度大于b光 C．a光的频率比b光大 D．在同一双缝干涉实验中，a光的相邻亮条纹宽度大于b光 8．平整玻璃板之间的空气薄膜在平行光的照射下形成等间距明暗相间的干涉条纹（如图甲所示），条纹间距（是光的波长，是两块玻璃板之间的夹角）。下列四幅图中空气薄膜在单色光照射下，哪一幅可以形成如图乙所示的干涉图样（    ） A． B． C． D． 二、多选题 9．甲、乙两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样中，甲光的衍射现象更明显。图为一半圆柱形玻璃砖的截面图，点是圆心，是法线，是足够长的光屏。甲光沿半径以入射角射向点，折射角为。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对乙光的折射率为 B．玻璃砖对甲光的折射率小于玻璃砖对乙光的折射率 C．若乙光沿半径以相同入射角射向点时，可能发生全反射 D．若玻璃砖绕点逆时针旋转，上一直能接收到甲光 10．如图所示，S为位于泳池底部的一点光源，光源距水面的深度为h，从水面上看水面有光亮的圆形区域的面积为S1，水对该光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（    ） A．若向泳池内注水增加水深，水面被照亮区域的面积会增大 B．若将池水换成折射率比水大的某种液体，液面被照亮区域的面积会增大 C． D．光在水中传播到圆形区域边缘的时间 三、实验题 11．某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； b.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置； c.用刻度尺测量PM和OM的长度和，测得； d.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图所示。利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=_______；由测得的数据可得折射率n为_______（结果保留3位有效数字）。 12．用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： (1)①为了减小实验误差，下列操作正确的是( ) A．必须选择边界平行的玻璃砖 B．选择的入射角应尽量小些 C．选用两光学表面间距大的玻璃砖 D．为了使、的像重合，、的距离应尽可能小一些 ②在该实验中，光线由空气射入玻璃砖，设入射角和折射角分别为、，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为______；（保留2位有效数字） (2)如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以点为圆心，为半径作圆，与折射光的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，垂足为，的延长线交于，记。再以点为圆心、为半径作圆。可知该玻璃的折射率的测量值______。（用、表示） 四、解答题 13．如图所示，在球心为O、折射率为n、半径为R的均匀透明介质球内S点处放置一个单色点光源（可向各方向发射光线），点光源发出的一条垂直于OS的光线恰好在球面上P点处发生全反射，球外真空中光速为c，求： (1)点光源距球心O的距离d； (2)光线射出球体所用的最短时间t。 14．半径为的某种圆形透明介质截去一小部分，是截面，是其对称轴，与的交点到圆心的距离为，一束光线以平行的方向从点射入介质，折射光线刚好射到点，点到的距离为。 (1)求介质对光的折射率； (2)试判断光照射到点时会不会发生全反射。 15．如图（a）所示，某透明晶体放在纸上，文字呈现双像的现象称为双折射现象。如图（b）所示为某次实验的光路图，厚度为的某种长方体单轴晶体放置在水平桌面上，一束自然光从晶体底部射向晶体上表面，入射角为，折射进入空气中时会分解为o光（寻常光线）和e光（非常光线），其中o光的折射角为。已知o光在晶体内的传播速度是e光在晶体内传播速度的倍，真空中的光速为。求： (1)该晶体对o光的折射率； (2)o光在晶体中的传播时间； (3)e光的折射角。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025-2026学年下学期高三光学专题复习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D C C A C B BC AC 1．C 【详解】A．光的频率由光源本身决定，光发生折射时频率不会改变，A错误； B．发生全反射的必要条件是光从光密介质射向光疏介质，本题中光从空气（折射率，光疏介质）射向薄膜（，光密介质），不可能发生全反射，B错误； CD．根据光速与折射率的关系，折射率越大，光的传播速度越小。因为薄膜折射率，因此光在薄膜中的传播速度小于空气中的光速，C正确，D错误。 故选C 。 2．D 【详解】空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束光从其下表面射入，可知折射光线与入射光线在法线的同一侧。 故选D。 3．D 【详解】如图为恰好发生全反射的光路图 由图可知，临界角为30°，则，故选D。 4．C 【详解】A．根据公式，增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小，故A错误； B．根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，故B错误； C．根据公式，将红光换为绿光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，故C正确 D．将红光换为白光，在屏上将出现彩色干涉条纹，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】劈尖干涉条纹间距公式，图像可知OA段劈尖角不变，故膜上相邻亮条纹间距不变，A点以后劈尖角减小，故膜上相邻亮条纹间距变大，综合可知C选项符合题意。 故选C。 6．A 【详解】A．图甲是光的衍射图样，根据光的波粒二象性，光强代表光子出现的概率密度，中央亮斑最亮，说明光子落在该区域的概率大，故A正确； B．图乙中，根据双缝干涉条纹间距公式，若只增大屏到双缝间距离，两相邻亮条纹中心间距离将增大，故B错误； C．图丙中，两束光折射角相同，b光入射角较大，根据折射定律可知b光折射率较大，即，水下点光源发射复色光，根据全反射临界角公式可知b光临界角较小，光斑半径，则b光形成的光斑更小，故C错误； D．图丁中，光的偏振现象表明光是横波，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】A．当光射到AB面时，入射角为60°，由于只有b光从AB面上的P点射出，则b光发生全反射的临界角大于60°，a光发生全反射的临界角小于等于60°，故A错误； BCD．由于b光临界角较大，根据和可知，b光折射率较小，b光在三棱镜中的传播速度较大，b光的频率较小，波长较大，根据可知，在同一双缝干涉实验中，b光的相邻亮条纹宽度大于a光，故BD错误，C正确。 故选C。 8．B 【详解】A．空气膜的边缘是直线，各处倾角不变，因此条纹间距处处相等，会得到等间距的圆环，故A错误； B．上玻璃板下表面是向下凸的曲面，中心和下方平板接触，从中心向外，曲面的倾角逐渐增大，因此条纹间距逐渐减小，越往外条纹越密，和乙图规律一致，故B正确； C．空气膜的等厚线是直线，干涉条纹应为直条纹，不可能形成同心圆环，故C错误； D．上玻璃板下表面是向上凹的，顶点在中心接触平板，从中心向外倾角逐渐减小，因此条纹间距会逐渐增大，越往外条纹越疏，故D错误。 故选B。 9．BC 【详解】A．根据折射率的定义可知，玻璃砖对甲光的折射率，故A错误； B．对于同一单缝的衍射现象，甲光衍射现象更明显，故甲光的波长更长，频率更小，同一种介质对甲光的折射率比对乙光的折射率小，故B正确； C．根据及玻璃砖对甲光的折射率比对乙光的折射率小，可知甲光的全反射临界角比乙光的大，故乙光更容易发生全反射，故C正确； D．若玻璃砖绕O点逆时针旋转，则甲光的入射角i增大，当入射角i大于临界角时，PQ上将接收不到甲光，故D错误。 故选BC。 10．AC 【详解】A．设在水面形成的光斑的半径为，水面上形成的光斑边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角，根据几何关系知 继续向泳池内注水，增加水深，临界角不变，被光源照亮的水面的半径增大，被照亮区域的面积增大，A正确； B．根据可知，将水换成折射率比水大的某种液体，临界角减小，根据 可知，被光源照亮的液面的半径减小，被照亮区域的面积减小，B错误； C．由数学关系可知 由圆的面积计算公式可得 联立求解得，C正确； D．光在水中传播到圆形区域边缘的距离 传播时间，D错误。 故选AC。 11． 1.51 【解析】【小题1】[1]折射率 [2]代入数据得 12．(1) C (2) 【详解】（1）[1]A．玻璃砖表面可以不平行，只要能测出入射角和折射角就能计算出玻璃的折射率，故A错误； BD．入射角应适中，、的距离应尽可能大一些，这样入射光线画得要准一点，故BD错误； C．选用两光学表面间距大的玻璃砖使得入射光线和折射光线的确定更加准确，减小实验误差，故C正确。 故选C。 [2]折射率 （2）由图可知， 则 13．(1) (2) 【详解】（1）光线恰好在P点发生全反射，设光线的入射角为θ，根据折射定律有：① 根据几何关系得：② 联立①②得：③ （2）光沿OS方向射出时，光程最短，所用时间最短，设光在介质球中的传播速度为，所用最短时间为t，有：④ 根据折射定律有： ⑤ 联立③④⑤得： 14．(1) (2)会 【详解】（1）作出光路图如图所示 到对称轴的距离为，（半径），因此法线与入射光线的夹角，即入射角， 在中，，，，由正弦定理得 结合余弦定理，解得，代入得 根据折射定律 解得 （2）临界角 点的入射角是折射光线与的法线（）的夹角，由正弦定理得 计算得 因为，即，则恰好会发生全反射。 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据折射定律可得该晶体对o光的折射率为 （2）o光在晶体中的传播速度为 o光在晶体中的传播距离为 则o光在晶体中的传播时间为 联立解得 （3）根据 可得 又 根据折射率可得 联立解得e光的折射角为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $