第四章 光 专项训练 -2025-2026学年高二下学期物理期末复习（人教版）

**基本信息** 聚焦光现象全模块，以考向为纲系统覆盖折射、全反射、干涉、衍射及实验，通过现象分析与定量计算结合，构建光传播规律的完整认知链。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光的折射|5题|现象辨析（日晕/彩虹）、定律应用（选择+计算）|从折射现象到折射定律，结合折射率与光速关系，构建光传播基础模型| |全反射|7题|临界角计算、光纤/棱镜应用（选择+综合计算）|基于折射定律延伸全反射条件，通过几何关系分析临界状态及实际应用| |光的干涉|3题|双缝/薄膜干涉规律（选择+公式推导）|从波的叠加原理切入，建立干涉条纹间距与波长关系，体现波动特性| |光的衍射、偏振|4题|衍射现象判断、偏振应用（选择+图像分析）|通过单缝衍射图样对比波长差异，结合偏振现象理解横波性质| |实验|2题|折射率测量（插针法）、波长测量（双缝干涉）|对应理论模块，通过实验操作与数据处理，培养科学探究能力|

10 光 一．光的折射 1 考向1：光的折射现象 1 考向2：折射定律与折射率 2 二．全反射 4 考向1：全反射现象与条件 4 考向2：临界角 6 考向3：全反射的应用 6 考向4：全反射与折射的综合应用 9 三．光的干涉 12 考向1：双缝干涉 12 考向2：薄膜干涉 13 四．光的衍射、偏振 14 考向1：衍射 14 考向2：偏振 16 五．实验 16 考向1：测量玻璃的折射率 16 考向2：用双缝干涉测量光的波长 17 一．光的折射 考向1：光的折射现象 1．高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】同种介质对不同色光的折射率不同，紫光频率大于红光，因此冰晶对紫光（）的折射率大于对红光（）的折射率，即 ，紫光偏折程度更大、侧移量更大。 光从空气进入冰晶时，折射率越大，折射角越小，越靠近法线，因此冰晶内部紫光（）比红光（）更靠上。 光从冰晶射出到空气时，折射率越大侧移量越大，因此最终出射后，红光（）偏折小、位置靠下，紫光（）偏折大、位置靠上。 故选B。 2．（多选）如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A．bO可能是入射光线 B．aO可能是入射光线 C．cO可能是入射光线 D．Ob可能是反射光线 【答案】BD 【解析】由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线。又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线。 故选BD。 考向2：折射定律与折射率 3．如图所示，一半径为R的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线沿与竖直方向夹角从截面顶点入射，随后从横截面另一位置（未画出）射出。已知出射光线与入射光线的夹角为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在圆柱内的反射，则下列说法正确的是（　　） A．该玻璃圆柱的折射率为 B．该玻璃圆柱的折射率为 C．光在玻璃圆柱中传播的时间为 D．光在玻璃圆柱中传播的时间为 【答案】A 【解析】A B．根据几何关系第一次的折射角等于第二次的入射角，据光在折射时的可逆性和折射定律得第二次的出（折）射角等于第一次的入射角， 一共偏转了，如图所示 又 故折射角，据折射定律，有 故A正确，B错误； CD．由几何关系光在该玻璃圆柱中传播的路径为 光在该玻璃圆柱中传播速度为 光在玻璃圆柱中传播的时间为，故CD错误。 故选A。 4．（多选）在阳光的照射下，充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹，彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的反射和折射现象，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线、分别代表两种不同颜色的光线，则下列说法正确的是（    ） A．水珠对、两束光折射率的大小关系是 B．光的频率小于光的频率 C．、两束光在水珠内传播速度大小关系是 D．、两束光在水珠内传播波长大小关系是 【答案】AC 【解析】AB．根据光路图知，、两束光的入射角相等，而光的折射角小，由折射定律得可知光的折射率较大。而光的频率越大，折射率越大，因此光的频率大于光的频率。故A正确，B错误； C．根据知，光在水滴中传播的速度较小，可知。故C正确； D．由于光的频率大于光的频率，根据可知在水珠内。故D错误。 故选AC。 5．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。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（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 二．全反射 考向1：全反射现象与条件 6．关于光的全反射现象，下列说法错误的是（　　） A．只有光从光疏介质射入光密介质时，可能发生全反射 B．全反射临界角和介质的折射率有关 C．全反射反射率比平面镜反射率高 D．“光纤通信”就是利用了全反射的原理 【答案】A 【解析】A．只有从光密介质到光疏介质，才有可能发生全反射现象。A选项符合题意，故A正确； B．全反射临界角和介质的折射率有关，折射率越小，临界角越大，B选项不合题意，故B错误； C．全反射反射率比平面镜反射率高，C选项不合题意，故C错误； D．光纤通讯就是利用全反射原理把光能束缚在光纤中，由于没有折射，光纤中的光能不会散失到光纤以外，这就减少了光能的损耗，从而使光纤中的光信号传播距离更远。D选项不合题意，故D错误； 故选A。 7．海市蜃楼是一种反常的折射现象。其中一种情况如图所示，空气密度随高度增大迅速减小，光线在这种空气密度随高度锐减的气层中传播，会向下屈折，远方地平线处的物体发出或反射的光线经折射进入观测者眼帘。根据上述情况，下列说法正确的是（　　） A．空气折射率随高度的升高而逐渐增大 B．光线在最高处发生的是折射 C．若光线的频率增大，则能到达的最高点升高 D．若光线初始的入射角增大，则能到达的最高点降低 【答案】D 【解析】A．由题意可知，随高度升高，空气密度迅速减小，折射率也应随之减小，从而使光线不断向下偏折，形成海市蜃楼现象，故A错误。 B．海市蜃楼现象是光在不同密度（折射率）层间连续折射所致，随着折射率的减小，光发生全反射时所需达到的临界角也在减小，当入射角大于临界角时，光线将在最高处发生全反射，不再有光线折射出去，故B错误。 C． 一般情况下，可见光各频率在空气中折射率差异极小，频率增大并不会导致能到达的最高点显著升高。若光线的频率增大，考虑折射率的变化，则折射率将变大，根据折射定律可知，折射角将变大，光线更容易向下偏折，提前达到发生全反射的临界角，所以光线能够达到的最高点将降低，而不是升高，故C错误。 D．若初始入射角增大，光线更倾向“斜射”进入折射率梯度区，往往更快发生较大偏折，最高点反而降低，故D正确。 故选D。 考向2：临界角 8．宝石切工决定价值，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。某宝石的剖面简化如图，一束复合光斜射到宝石的AB面上，经折射后分成、两束单色光从CO面上射出，则下列说法正确的是（　　） A．宝石对光的折射率比光的小 B．逐渐减小光斜射到AB面上的入射角，从CO面射出的光线中光先消失 C．光从空气进入宝石，频率变高 D．宝石中光的传播速度比光的大 【答案】B 【解析】A．由题意知，宝石对单色光 a的偏折程度比对单色光b的偏折程度大，因此宝石对单色光 a的折射率大，故A错误； D．由 可知，单色光 a在宝石中的传播速度比单色光b在宝石中的传播速度小，故D错误； C．单色光b从空气进入宝石，频率不变，故C错误； B．由 可知，单色光a的临界角小于单色光b的临界角，逐渐减小斜射到AB面上的入射光束的入射角，从CO面射出的光束中单色光a最先消失，故B正确。 故选B。 考向3：全反射的应用 9．（多选）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，PQ是足够长的光屏。甲光沿半径以入射角射向点，折射角为r。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，PQ上一直能接收到甲光 【答案】BC 【解析】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．如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从BC边射出棱镜 C．光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D．光在棱镜中传播的时间为 【答案】C 【解析】A．由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律 故A错误； B．该介质的全反射临界角满足 得 等腰三角形中 折射光线平行，因此在面的入射角 发生全反射，不能从射出，故B错误； C．折射光线在全反射后，到达边，入射到的入射角为，可以从射出。 由折射定律，出射角满足 得 入射光第一次偏折 出射时第二次偏折 总偏折角为 故C正确； D．由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间 故D错误。 故选C。 11．（多选）如图所示为光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，光导纤维长为，AB、CD分别代表光导纤维的两个端面，该光导纤维的材质恰好允许沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播，光线以的入射角从端面AB射入长直光纤，已知光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（　　） A．该光导纤维的折射率为 B．光线在该光纤内传播的速度为 C．光线在光纤中经过的路程为12m D．光线在光纤中的传播时间为 【答案】AD 【解析】A．恰好允许沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播，说明当光线沿端面切线方向入射时，在光纤内部恰好发生全反射。根据 当 i=90∘ 时，sini=1，得 全反射临界角C满足 且r+C=90∘，故 sinr=cosC 联立解得，故A正确； B．根据折射定律公式有 可得光线在该光纤内传播的速度为，故B错误； C．设光从AB端面进入玻璃丝的折射角为θ，根据光的折射定律有 解得 光在玻璃丝中传播的路程为s，根据对称性可得 解得，故C错误； D．光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为 解得，故D正确。 故选AD。 考向4：全反射与折射的综合应用 12．如图是截面为等腰直角三角形的全反射棱镜，腰长为。垂直于底边射入的光线，恰好在腰上发生全反射。已知真空中的光速为，求： (1)棱镜的折射率； (2)此光线在棱镜中传播的时间。（不考虑在底边的反射） 【答案】(1) (2) 【解析】（1）作出光的折射光路图，如图所示 由几何关系可知，入射角 由 解得棱镜的折射率 （2）由几何知识可得，光线在棱镜中传播的路程 光在棱镜中传播的速度，光线在棱镜中传播的时间为 13．导光管采光系统是一套采集天然光并经管道传输到室内的采光系统，如图为过系统中心轴线的截面图。上面部分是收集阳光的半径为的某种均匀透明材料的采光半球，为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的高度为的空心导光管，直径为两部分的分界线，导光管与垂直。平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成角射入圆面。已知采光半球对该单色光的折射率为，空气中的光速为，求： (1)直径上有光照射的长度； (2)从点入射的光在采光系统中传播的时间。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）从C点射入的光线，根据折射定律有 得 则直径上有光照射的长度 （2）由几何知识可得，从点入射的光在采光半球中运动的路程 速度 在采光球中运动时间 光线进入导光管有 可得 由几何知识得，光线在导光管中运动的路程 时间 得 三．光的干涉 考向1：双缝干涉 14．如图所示是双缝干涉实验装置，用单色光照射单缝，光屏上会呈现干涉条纹。对干涉条纹的下列叙述正确的是（　　） A．从双缝中出来的两列光在屏上所有暗纹中心都是波谷与波谷叠加 B．若只将单缝向右平移一小段距离，屏上两相邻明条纹间距变小 C．若只将双缝向右平移一小段距离，屏上两相邻明条纹间距变小 D．若只改用频率较小的单色光，屏上两相邻明条纹间距变小 【答案】C 【解析】A．暗纹中心是振动减弱区域，是波峰与波谷叠加；波谷与波谷叠加属于振动加强，对应明纹中心，故A错误； B．根据 单缝向右平移，不改变公式中的，因此相邻明条纹间距不变，故B错误； C．双缝向右平移，双缝到光屏的距离减小，根据 可知减小，即相邻明条纹间距变小，故C正确； D．频率较小的单色光，由可知波长更大，根据 可知增大，相邻明条纹间距变大，故D错误。 故选C。 15．（多选）用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．取下滤光片，光屏上将只见到白光 B．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 C．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离变大 【答案】BC 【解析】A．取下滤光片，不同的色光波长不同，干涉形成的条纹间距不同，故在光屏上将出现彩色的干涉条纹，故A错误； B．根据有，若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故B正确； C．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为，故C正确； D．若将滤光片由红色换成绿色，光的波长减小，根据有，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故D错误。 故选BC。 考向2：薄膜干涉 16．如图，烛光（黄光）下的肥皂泡常呈现出明暗相间的条纹，是因为肥皂泡薄膜前后表面的反射光发生干涉，假设一肥皂薄膜竖直放置，在重力的作用下，薄膜呈现出“上薄下厚”的特点，竖直距离每增加，薄膜厚度增加。已知黄光波长为，则相邻明暗条纹间距的表达式为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】肥皂薄膜的干涉是前后表面反射光的叠加，光在薄膜中往返，因此两束反射光的光程差为薄膜厚度的2倍，相邻亮条纹（或暗条纹）的光程差相差一个波长，则相邻明暗条纹的光程差为，即满足 得相邻条纹对应的薄膜厚度差 根据题意，薄膜厚度随竖直距离的变化率为，设相邻条纹间距（竖直方向）为，则有 代入，得 解得 故选C。 四．光的衍射、偏振 考向1：衍射 17．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（   ） A．这一技术利用了光的干涉现象 B．这一技术利用了光的偏振现象 C．如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝变细了 D．光屏上形成的条纹是等间距的 【答案】C 【解析】AB．由题意可知这一技术利用了光的衍射现象，故AB错误； C．如果屏上条纹变宽，则说明衍射现象更明显了，由明显衍射条件可知，抽出的丝变细了，故C正确； D．光屏上形成的衍射条纹是不等间距的，中间宽、两边窄，故D错误。 故选C。 18．如图（a）所示为单缝衍射示意图，如图（b）所示为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样。下列说法正确的是（　　） A．在同种均匀介质中，乙光的波长较长 B．在同种均匀介质中，甲光的传播速度较小 C．用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多 D．当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射 【答案】C 【解析】A．经过同一单缝，波长越长的光产生的衍射图样中央亮纹越宽，条纹间距越大，由图可知甲光的中央亮纹宽，则甲光的波长较长，故A错误； B．由于甲光的波长较长，则甲光的频率较小，甲光的折射率较小，根据知，在同种均匀介质中甲光的传播速度比乙光的大，故B错误； C．根据条纹间距公式可知，甲光的干涉条纹间距大，则在同一光屏上亮条纹的条数少，乙光的亮条纹总数更多，故C正确； D．由于甲光的折射率较小，根据可知，甲光的全反射临界角较大，不容易发生全反射，故D错误。 故选C。 考向2：偏振 19．（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述。正确的是（　　） A．图甲中，竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，用黄色平行光照射AB面，在CD面右侧可观测到干涉条纹 B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将黄光照射变为蓝光，则条纹将变密集 C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆屏时发生衍射产生的 【答案】BD 【解析】A．图甲中，竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，用黄色平行光照射AB面，则在AB面和CD面反射回来的光线叠加产生干涉现象，可知在AB面左侧可观测到干涉条纹，A错误； B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将黄光照射变为蓝光照射，因蓝光的波长小于黄光的波长，则相邻明纹或暗纹间距变得更小，则条纹将变密集，B正确； C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，则光的偏振方向逐渐与透振方向垂直，光屏P上的光亮度将逐渐变暗，C错误； D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆屏时发生衍射产生的，D正确。 故选BD。 五．实验 考向1：测量玻璃的折射率 20．冰洲石晶体内部具有各向异性，使得光线射入其中后会分解为两束沿不同方向折射的光线，出现双折射现象。某实验小组利用插针法测量一冰洲石砖的两个折射率。 (1)实验步骤如下： ①在水平桌面上的白纸上画出直线ab，将冰洲石砖一边沿直线放置，并描出冰洲石砖的另一边，如图。 ②在冰洲石砖上侧插上大头针P1和P2，两者连线的延长线可以确定入射光线和入射点O。 ③眼睛在另一侧透过冰洲石砖看两个大头针，发现P1和P2均有两个像，使P2的两个像分别挡住P1的两个像。针对第一组像，插入大头针P3，使得其将P1和P2的第一组像都挡住，再插大头针P4，使其挡住___________（选填①P3；②P1和P2的第一组像；③P1、P2的第一组像和P3）。P3和P4连线的延长线可以确定出射光线和出射点M。 ④使用同样的步骤，针对冰洲石砖折射的第二组像在纸上插入大头针P5和P6，两者连线的延长线可以确定出射光线和出射点N ⑤拿去冰洲石砖，连接OM和ON，即是冰洲石砖双折射现象的两条折射光路。 ⑥在O点、M点和N点做垂直于边界的法线，从而确定入射角θ以及两个折射角α和β。 (2)若折射光OM对应的折射率为nM，则nM=___________，进一步可以算出折射光OM和折射光ON在冰洲石中的传播速度之比______（用θ、α和β表示）； 【答案】(1)③ (2) 【解析】（1）针对第一组像，插入大头针P3，使得其将P1和P2的第一组像都挡住，再插大头针P4，使其挡住P1、P2的第一组像和P3，从而确定P3和P4所在直线为出射光线。 故选③。 （2）[1][2]根据折射率可得， 又， 可得 考向2：用双缝干涉测量光的波长 21．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、___________、A。 (2)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤②时还应注意________。 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距为__________mm。 (4)已知双缝间距d为测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式________，求得所测红光波长为__________nm。 【答案】(1)EDB (2)使单缝与双缝相互平行 (3) 13.870 2.310 (4) 【解析】（1）由左至右依次为白光光源、滤光片、单缝、双缝和光屏，即表示各光学元件的字母排列顺序应为C、E、D、B、A。 （2）在操作步骤②时还应注意使单缝与双缝相互平行； （3）[1][2]第1条亮纹对应的示数为x1=2mm+0.01mm×32.0=2.320mm； 第6条亮纹对应的示数为x6=13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm 相邻亮纹的间距 （4）[1][2]根据可得，代入数据可得 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 10 光 一．光的折射 1 考向1：光的折射现象 1 考向2：折射定律与折射率 2 二．全反射 3 考向1：全反射现象与条件 3 考向2：临界角 4 考向3：全反射的应用 4 考向4：全反射与折射的综合应用 5 三．光的干涉 6 考向1：双缝干涉 6 考向2：薄膜干涉 6 四．光的衍射、偏振 7 考向1：衍射 7 考向2：偏振 7 五．实验 8 考向1：测量玻璃的折射率 8 考向2：用双缝干涉测量光的波长 8 一．光的折射 考向1：光的折射现象 1．高空中悬浮的六角形冰晶是形成“日晕”等大气光学现象的关键因素。如图所示，一束太阳光入射至一六角形冰晶的表面，经折射后从侧面射出，已知图中为红光，为紫光。下列光路示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（多选）如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A．bO可能是入射光线 B．aO可能是入射光线 C．cO可能是入射光线 D．Ob可能是反射光线 考向2：折射定律与折射率 3．如图所示，一半径为R的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线沿与竖直方向夹角从截面顶点入射，随后从横截面另一位置（未画出）射出。已知出射光线与入射光线的夹角为，光在真空中的传播速度为，不考虑光线在圆柱内的反射，则下列说法正确的是（　　） A．该玻璃圆柱的折射率为 B．该玻璃圆柱的折射率为 C．光在玻璃圆柱中传播的时间为 D．光在玻璃圆柱中传播的时间为 4．（多选）在阳光的照射下，充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹，彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的反射和折射现象，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线、分别代表两种不同颜色的光线，则下列说法正确的是（    ） A．水珠对、两束光折射率的大小关系是 B．光的频率小于光的频率 C．、两束光在水珠内传播速度大小关系是 D．、两束光在水珠内传播波长大小关系是 5．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。 二．全反射 考向1：全反射现象与条件 6．关于光的全反射现象，下列说法错误的是（　　） A．只有光从光疏介质射入光密介质时，可能发生全反射 B．全反射临界角和介质的折射率有关 C．全反射反射率比平面镜反射率高 D．“光纤通信”就是利用了全反射的原理 7．海市蜃楼是一种反常的折射现象。其中一种情况如图所示，空气密度随高度增大迅速减小，光线在这种空气密度随高度锐减的气层中传播，会向下屈折，远方地平线处的物体发出或反射的光线经折射进入观测者眼帘。根据上述情况，下列说法正确的是（　　） A．空气折射率随高度的升高而逐渐增大 B．光线在最高处发生的是折射 C．若光线的频率增大，则能到达的最高点升高 D．若光线初始的入射角增大，则能到达的最高点降低 考向2：临界角 8．宝石切工决定价值，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。某宝石的剖面简化如图，一束复合光斜射到宝石的AB面上，经折射后分成、两束单色光从CO面上射出，则下列说法正确的是（　　） A．宝石对光的折射率比光的小 B．逐渐减小光斜射到AB面上的入射角，从CO面射出的光线中光先消失 C．光从空气进入宝石，频率变高 D．宝石中光的传播速度比光的大 考向3：全反射的应用 9．（多选）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，PQ是足够长的光屏。甲光沿半径以入射角射向点，折射角为r。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，PQ上一直能接收到甲光 10．如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A．透明介质材料的折射率为 B．光束能从BC边射出棱镜 C．光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D．光在棱镜中传播的时间为 11．（多选）如图所示为光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，光导纤维长为，AB、CD分别代表光导纤维的两个端面，该光导纤维的材质恰好允许沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播，光线以的入射角从端面AB射入长直光纤，已知光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（　　） A．该光导纤维的折射率为 B．光线在该光纤内传播的速度为 C．光线在光纤中经过的路程为12m D．光线在光纤中的传播时间为 考向4：全反射与折射的综合应用 12．如图是截面为等腰直角三角形的全反射棱镜，腰长为。垂直于底边射入的光线，恰好在腰上发生全反射。已知真空中的光速为，求： (1)棱镜的折射率； (2)此光线在棱镜中传播的时间。（不考虑在底边的反射） 13．导光管采光系统是一套采集天然光并经管道传输到室内的采光系统，如图为过系统中心轴线的截面图。上面部分是收集阳光的半径为的某种均匀透明材料的采光半球，为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的高度为的空心导光管，直径为两部分的分界线，导光管与垂直。平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成角射入圆面。已知采光半球对该单色光的折射率为，空气中的光速为，求： (1)直径上有光照射的长度； (2)从点入射的光在采光系统中传播的时间。 三．光的干涉 考向1：双缝干涉 14．如图所示是双缝干涉实验装置，用单色光照射单缝，光屏上会呈现干涉条纹。对干涉条纹的下列叙述正确的是（　　） A．从双缝中出来的两列光在屏上所有暗纹中心都是波谷与波谷叠加 B．若只将单缝向右平移一小段距离，屏上两相邻明条纹间距变小 C．若只将双缝向右平移一小段距离，屏上两相邻明条纹间距变小 D．若只改用频率较小的单色光，屏上两相邻明条纹间距变小 15．（多选）用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．取下滤光片，光屏上将只见到白光 B．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 C．测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离变大 考向2：薄膜干涉 16．如图，烛光（黄光）下的肥皂泡常呈现出明暗相间的条纹，是因为肥皂泡薄膜前后表面的反射光发生干涉，假设一肥皂薄膜竖直放置，在重力的作用下，薄膜呈现出“上薄下厚”的特点，竖直距离每增加，薄膜厚度增加。已知黄光波长为，则相邻明暗条纹间距的表达式为（　　） A． B． C． D． 四．光的衍射、偏振 考向1：衍射 17．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。下列说法正确的是（   ） A．这一技术利用了光的干涉现象 B．这一技术利用了光的偏振现象 C．如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝变细了 D．光屏上形成的条纹是等间距的 18．如图（a）所示为单缝衍射示意图，如图（b）所示为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样。下列说法正确的是（　　） A．在同种均匀介质中，乙光的波长较长 B．在同种均匀介质中，甲光的传播速度较小 C．用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多 D．当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射 考向2：偏振 19．（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述。正确的是（　　） A．图甲中，竖直放置的铁丝圈上附有肥皂膜，用黄色平行光照射AB面，在CD面右侧可观测到干涉条纹 B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将黄光照射变为蓝光，则条纹将变密集 C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆屏时发生衍射产生的 五．实验 考向1：测量玻璃的折射率 20．冰洲石晶体内部具有各向异性，使得光线射入其中后会分解为两束沿不同方向折射的光线，出现双折射现象。某实验小组利用插针法测量一冰洲石砖的两个折射率。 (1)实验步骤如下： ①在水平桌面上的白纸上画出直线ab，将冰洲石砖一边沿直线放置，并描出冰洲石砖的另一边，如图。 ②在冰洲石砖上侧插上大头针P1和P2，两者连线的延长线可以确定入射光线和入射点O。 ③眼睛在另一侧透过冰洲石砖看两个大头针，发现P1和P2均有两个像，使P2的两个像分别挡住P1的两个像。针对第一组像，插入大头针P3，使得其将P1和P2的第一组像都挡住，再插大头针P4，使其挡住___________（选填①P3；②P1和P2的第一组像；③P1、P2的第一组像和P3）。P3和P4连线的延长线可以确定出射光线和出射点M。 ④使用同样的步骤，针对冰洲石砖折射的第二组像在纸上插入大头针P5和P6，两者连线的延长线可以确定出射光线和出射点N ⑤拿去冰洲石砖，连接OM和ON，即是冰洲石砖双折射现象的两条折射光路。 ⑥在O点、M点和N点做垂直于边界的法线，从而确定入射角θ以及两个折射角α和β。 (2)若折射光OM对应的折射率为nM，则nM=___________，进一步可以算出折射光OM和折射光ON在冰洲石中的传播速度之比______（用θ、α和β表示）； 考向2：用双缝干涉测量光的波长 21．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、___________、A。 (2)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用米尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤②时还应注意________。 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距为__________mm。 (4)已知双缝间距d为测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式________，求得所测红光波长为__________nm。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $