广东省广州市2025-2026学年高二下期末复习讲义之光

广东省广州市2025-2026学年高二下期末复习之光 考点一　光的折射定律 一、光的折射定律 1.折射定律 (1)内容：当光线从空气射入介质时，发生折射，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角i的正弦值跟折射角γ的正弦值成正比。 (2)公式：=n 说明：①光的折射定律是由数学家斯涅尔通过实验发现的。 ②在光的折射现象中，光路是可逆的。 2.解决光的折射问题的基本思路： (1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角分别是入射光线、折射光线与法线的夹角。 (3)利用折射定律=n，结合三角函数关系进行运算。 二、折射率 1.折射率 (1)真空的折射率确定为1。 (2)介质的折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值之比n。 说明：①介质的折射率表达式n=中，i为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角，γ为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角。 ②折射率n是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度没有必然联系。 ③折射率越大，光线偏折越厉害。 2.折射率与光速的关系 不同介质的折射率不同，是由光在不同介质中的传播速度不同引起的。折射率n 与光在此介质中的传播速度v 的关系为n=，其中c为光在真空中的传播速度。 说明：由于真空中光速最大，故一般情况下介质的折射率n都大于1；且折射率越大，光在此介质中的传播速度越小。 考点二　测定介质的折射率 一、实验思路 1.实验原理 用插针法确定光路，找出与入射光线对应的出射光线，画出玻璃砖中对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律n=，便可求出玻璃的折射率。 2.物理量的测量 入射角i：入射光线与法线的夹角。 折射角γ：折射光线与法线的夹角。 二、实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(3~4枚)、量角器、直尺、铅笔。 三、进行实验 1.把白纸用图钉钉在木板上。 2.用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的一条线aa'作为界面，过aa'上一点O作垂直于aa'的直线NN'作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角i适当大些，如图所示。 3.在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa'重合。 4.沿玻璃砖的另一侧面用直尺画一条直线bb'。 5.在玻璃砖的bb'一侧白纸上竖直地插一枚大头针P3，调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能同时挡住大头针P1、P2的像时，把大头针P3插好。 6.在玻璃砖bb'一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像。 7.记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO'交bb'于O'点，连接OO'，OO'就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为γ。 8.用量角器量出入射角i和折射角γ的大小。 9.改变入射角i，重复上面的步骤再做三四次，量出相应的入射角和折射角。 四、数据处理 1.计算法 通过多次测量入射角和折射角，得出多组入射角和折射角的正弦值，再代入n=中求出多个n的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率。 2.图像法 求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sin i-sin γ图像，由n=可知图像应为过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。 3.单位圆法 (1)以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线AO于E点，交折射光线OO'于E'点，过E作NN'的垂线EH，过E'作NN'的垂线E'H'，分别交NN'于点H、H'，如图所示。 (2)由图中关系知sin i=，sin γ=，OE=OE'=R，则n==，只要用刻度尺测出EH、E'H'的长度就可以求出n。 五、误差分析 本实验的系统误差主要来源于确定光路的过程中，偶然误差主要来源于角度的测量及运算求解的过程中。 六、注意事项 1.所用玻璃砖要适当厚一些。 2.实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。 3.不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能把玻璃砖当尺子用。 4.大头针应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2、P3与P4间的距离应适当大些。 5.实验中入射角不宜过小或过大。 七、拓展——绝对折射率和相对折射率 光产生折射发生在两种介质的界面，所以光的偏折程度与这两种介质有关。设光从介质1射入介质2，这时光的折射率叫作介质2相对于介质1的相对折射率，通常用n21来表示，即=n21。 由折射率与光速的关系，可以求得绝对折射率和相对折射率的关系，即n21===。式中n1和n2分别是介质1和介质2的绝对折射率。 由以上两式可得n1sin i=n2sin γ。 考点三　光的全反射与光纤技术 一、光的全反射 1.光的全反射 当光从折射率较大的介质(光密介质)射入折射率较小的介质(光疏介质)时，折射角大于入射角且随入射角增大而增大。当入射角达到一定角度，折射角变成90°。继续增大入射角，折射角将大于90°。此时，入射光线全部被反射回折射率较大的介质中，这种现象称为光的全反射。 说明：(1)光疏介质与光密介质是相对的。同一种介质相对于其他不同介质，可能是光疏介质，也可能是光密介质。 (2)当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大。同时折射光强度减弱， 即折射光的能量减少，反射光强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。 2.临界角 折射角等于90°时的入射角称为临界角，记为ic。 3.发生光的全反射的两个必要条件 (1)光线从光密介质射入光疏介质。 (2)入射角等于或大于临界角。 4.临界角与折射率的关系 表达式为sin ic=，介质的折射率越大，全反射的临界角越小。 5.生活中的全反射现象：晶莹夺目的露珠、水中光彩亮丽的气泡、充满传奇色彩的“海市蜃楼”等。 二、光导纤维的工作原理及应用 1.原理：利用了光的全反射。 2.构造：光纤由纤芯和包层组成。纤芯的折射率大于包层的折射率，以合适角度进入光纤的光能够在纤芯与包层的界面上发生全反射。 3.应用：除应用于光纤通信外，还可应用于医学上的内窥镜等。 4.光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强。 说明：光由光导纤维的一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而转变为声音、图像。 考点四 光的干涉 一、光的双缝干涉现象及条件 1.光的双缝干涉现象 (1)1801年，物理学家托马斯·杨首次在实验室成功观测到光的双缝干涉现象，直接证明了光的波动特性。 (2)实验现象 将一束单色光照射在单缝上，单缝上的光从不同的路径照射到双缝上，在平行于双缝的屏上观察到了明暗相间的条纹，如果把单缝撤去，单色光直接照射在双缝上，则不能(填“能”或“不能”)观察到该现象。 说明：单色光的干涉图样，是等间距的明暗相间的条纹。 2.光产生干涉的条件 (1)条件：两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向相同，即光波为相干光波。 (2)明暗条纹的判断 ①两列相干光波到达明(暗)干涉条纹的位置的路程差Δr是波长的整数倍(或半波长的奇数倍)，即满足 明条纹：Δr=kλ(k=0，±1，±2，…) 暗条纹：Δr=(2k+1)(k=0，±1，±2，…) ②如果两列光不是在真空或空气中传播，而是在绝对折射率为n的介质中传播路程r，则 明条纹：Δ(nr)=kλ(k=0，±1，±2，…) 暗条纹：Δ(nr)=(2k+1)(k=0，±1，±2，…) 说明：其中k为明(暗)条纹的级次；Δ(nr)为两列相干光到达明(暗)干涉条纹处的路径与绝对折射率乘积的差值，叫作光程差。 二、条纹间距与波长的关系 如图所示，若观察屏到双缝挡板的距离为L，双缝之间的距离为d， 光的波长为λ，则由数学知识可得双缝干涉中相邻明条纹或暗条纹间的距离为Δx=λ。 说明：(1)条纹间距是指相邻两条明条纹(或暗条纹)中心之间的距离。 (2)对于不同颜色的光，波长不同，由Δx=λ知条纹之间的距离与光波的波长成正比。对于同一装置，所用光源的波长越长，条纹之间的距离越大，即在可见光中，用红光时条纹之间的距离最大，用紫光时条纹之间的距离最小。 三、薄膜干涉 1.薄膜干涉中相干光波的来源：薄膜前后两个表面反射回来的两组光波。 2.由于重力的作用，从膜的上部到膜的下部呈现楔形。在膜不同的地方，其内、外表面反射光的光程差不同，故总有一些地方的光程差满足明、暗条纹条件。 3.薄膜干涉的应用——增透膜 (1)特征：减少光的反射损失，增强光的透射强度。 (2)厚度与波长的关系：当光由空气射向镜头上的增透膜时，膜的后表面上的反射光比前表面上的反射光多经历的路程为膜厚度的两倍。所以膜厚度应为光在薄膜介质中波长的，使两反射光相互抵消。由此可知，增透膜的厚度d=(其中n为膜的折射率，λ为光在空气中的波长)。 4.干涉法检查平面平整度 1.如图甲所示，两平面之间形成一楔形空气薄层，用单色光从上向下照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方，两列波光程差相同，两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同。如果被测表面是平整的，得到的干涉图样必是一组平行的直线。如果被测表面某处凹陷，则对应明条纹(或暗条纹)向左弯曲，如图乙中P处所示；如果某处凸起，则对应明条纹(或暗条纹)向右弯曲，如图乙中Q处所示。 2.在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的光程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉。 考点五　用双缝干涉实验测定光的波长 一、实验思路 1.实验原理 在双缝干涉实验中，相邻明纹(或暗纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d、双缝到屏的距离L之间的关系为Δx=λ。若测出双缝干涉中的Δx，d与L，即可求出λ=。 2.物理量的测量 (1)L的测量：可以用米尺测出。 (2)Δx的测量：用测量头测出。 说明：①测量头由分划板、目镜、手轮等构成。 ②双缝间距d可从产品铭牌上直接读出。 二、实验装置 1.双缝干涉仪 2.实验器材 包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、学生电源、导线、米尺等。 三、进行实验 1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。 2.调整光源的位置，使光源发出的光平行地进入遮光筒并照亮光屏。 3.放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样(彩色条纹)。 4.在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过，观察单色光的双缝干涉图样(明暗相间的单色条纹)。 5.测量双缝到屏的距离L和相邻两条明(或暗)条纹间的距离Δx。 6.换用不同颜色的滤光片并改变双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出相应的波长。 四、数据分析 1.在屏后紧贴屏幕安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹，如图所示。 2.使分划板中心刻线对齐某条明条纹的中心，记下手轮上的示数x1，将该条纹记为第1条明条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一相邻明条纹的中心，记下此时手轮上的示数x2，两次示数之差就是相邻两条明条纹间的距离，即Δx=|x1-x2|。 3.重复测量、计算，求出波长的平均值。 五、误差分析 1.误差来源 由于光波的波长很小，双缝到光屏的距离L和条纹间距Δx的测量是否准确对波长的测量影响很大，是本实验误差的主要来源。 2.减少误差的方法 (1)L的测量：使用毫米刻度尺测量，可多测几次求平均值。 (2)Δx的测量：使用测量头测量，测出n条明条纹间的距离a，则Δx=，同样可以多测几次求平均值，进一步减小实验误差。 六、注意事项 1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件。 2.滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘，应用擦镜纸轻轻擦去。 3.安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝、光屏的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直，间距大约5~10 cm。 4.常见问题的成因：照在像屏上的光很弱主要是由于灯丝与单缝、双缝、遮光筒不共轴线所致；干涉条纹不清晰的主要原因一般是单缝与双缝不平行。 5.测量头在使用时应使中心刻线对齐明(或暗)条纹的中心。 6.光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近。 考点六 光的衍射和偏振 激光 一、光的衍射 1.光的衍射现象： 光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，会偏离原有直线传播的途径而绕到障碍物后面的现象。 2.发生明显衍射现象的条件：障碍物或狭缝的尺寸可以与光的波长相当，甚至比光的波长还小。 说明：(1)各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清。 (2)衍射条纹是由于来自不同位置的光，通过缝或孔之后叠加时加强或者削弱的结果，所以说衍射中也存在干涉现象。 3.三种衍射图样的特点 (1)狭缝衍射(又称单缝衍射) ①单色光通过狭缝时，在屏上出现明暗相间的条纹，中央条纹最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄； ②波长一定时，单缝窄的中央亮条纹宽，条纹间距大；单缝不变时，光波波长大的中央亮条纹宽，条纹间距大。 (2)圆孔衍射：光通过小孔(孔很小)时，在光屏上出现明暗相间的圆环。如图所示。 ①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小。 ②圆孔越小，波长越长，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱。 (3)圆板衍射(泊松亮斑) ①若在单色光传播途中放一个较小的圆形障碍物，会发现在影的中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑。衍射图样如图所示。 ②中央是亮斑(与圆孔衍射图样中心亮斑比较，泊松亮斑较小)，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。 4.总结提升 种类 项目 狭缝衍射 双缝干涉 图样 不 同 点 产生条件 狭缝足够小(发生明显衍射) 频率相同的两列光波相遇叠加 条纹宽度 条纹宽度不等，中央条纹最宽 条纹宽度相等 条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度 中央条纹最亮，越向两侧条纹越暗 各条纹亮度基本相同 相同点 干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹 二、光的偏振 1.横波有偏振性，纵波不具有偏振性。 2.偏振片：是一种由特殊的材料制成的元件，有一个特殊的方向，叫作“透振方向”。 说明：当光的振动方向与透振方向平行时，光能完全通过偏振片；当光的振动方向与透振方向垂直时，光不能通过偏振片；当处于两者之间时，光只能部分通过偏振片。 3.偏振光：具有特定振动方向的光。 4.光的偏振性验证了光是一种横波。 5.偏振现象的应用 (1)偏振光眼镜：保护眼睛免受强反射光的伤害，有效地衰减进入眼睛的强光。 (2)摄影技术的应用：通过偏振滤光片，有效地减弱水面、玻璃面反射光的作用，从而获得清晰的照片。 (3)3D电影原理：在每架放映机前装有一块偏振片，其透振方向互相垂直。观众所戴的偏振眼镜的两只镜片透振方向互相垂直，且左眼镜片与左放映机前偏振片的透振方向一致，右眼镜片与右边放映机前偏振片的透振方向一致。这样，每只眼睛只能看到相应的偏振光图像，这样就会产生立体感。 6.自然光与偏振光的比较 自然光 偏振光 不 同 点 光的 来源 太阳、蜡烛、日光灯及发光二极管等普通光源直接发出的光 自然光通过偏振片后的光或由某种介质反射或折射的光 光的振动方向 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿所有方向，且沿各个方向振动的光波的强度都相同 在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿某个特定方向(与偏振片透振方向一致) 相同点 不管是自然光还是偏振光，传播方向与振动方向一定垂直 三、激光 1.激光的特点和应用 特性 特点 应用 单色性好 激光发射的光谱宽度很窄 单色光源 相干性好 激光是人工产生的相干光束，具有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的特点 相干光源 平行度好 激光束的发散角很小，方向性很强，能量在空间高度集中，不容易发散 激光测距，目标跟踪等 亮度高 激光的亮度比普通光源高出1012~1019倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿度的高温 工业上激光切割、焊接，医学上用激光做“光刀”，美容上的“激光祛斑”，军事上的激光武器等 2.全息照相 如果能够把物体各点发出的光波的振幅与相位同时记录下来(全息记录)的照相叫作全息照相，全息照相利用了激光的相干性、平行度好和亮度高的特点。 考点七　光的折射和全反射 一、不同色光的折射和全反射问题 1.光的色散 (1)定义：含有多种颜色的光(复色光)被分解为单色光的现象。 (2)光的颜色由频率决定，与介质无关。由光速c=λf知，不同颜色的光，波长不同。 (3)白光是复色光，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光组成，从红到紫频率依次增大。 2.不同色光的比较 可见光中，由于不同颜色光的频率并不相同，它们在发生折射和全反射时也有许多不同，如下表： 颜色 项目 红橙黄绿青蓝紫 频率 低→高 波长 大→小 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度(v=) 大→小 临界角(sin ic=) 大→小 通过棱镜的偏折角 小→大 二、几何光学的综合问题 1.几何光学是以光线为工具，研究光的传播与成像规律。高中阶段的几何光学主要包括五条基本规律。 (1)光的直线传播规律：光在同一种均匀介质中沿直线传播。 (2)光的反射定律 ①反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居在法线两侧。 ②反射角等于入射角。 (3)光的折射定律 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别处于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。公式：n=。 (4)光的全反射规律 发生全反射的条件是： ①由光密介质射向光疏介质； ②入射角θ1≥临界角ic，其中sin ic=。 (5)光路的可逆性原理 在光的反射、折射和直线传播中，光路都是可逆的。 2.解决几何光学问题的基本思路 1.首先确定光是由光疏介质进入光密介质，还是由光密介质进入光疏介质。若光是由光密介质进入光疏介质，根据公式sin ic=确定临界角。 2.画光路图，利用几何知识分析边、角关系并注意判断能否发生全反射。根据折射定律、全反射规律、正弦定理、三角函数等进行有关计算。 三、视深与实际深度的关系问题 1.视深是人眼垂直物体界面看透明物质内部某物体的像离界面的距离。在中学阶段，只研究沿着界面的法线方向进行观察的问题。 2.在计算时，若入射角很小，折射角也很小，则有≈≈，这是在视深问题中经常用到的关系式。 专题训练 一、单选题 1．（23-24高二下·执信·期末）对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A．图甲中b光在玻璃球中的速度较大 B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整 D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化 2．（25-26高三上·广东揭阳·期末）一个半径为的均质透明水晶球，通过球心的截面如图所示。球面内侧单色点光源发出的一束光在点射出，出射光线与球直径平行。已知，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A．光束在点的折射角为30° B．光束在水晶球中的折射率为 C．光束在水晶球中的传播速度为 D．光束在水晶球中的传播时间为 3．（25-26高三上·广东茂名·期末）在“消失的硬币”实验中，将盛满水的玻璃杯压在硬币上，从杯壁外往内看硬币“消失”，从杯口向下俯视却能看到硬币，已知玻璃杯的折射率大于水的折射率，造成杯壁视角下硬币“消失”的主要原因是（　　） A．光的直线传播路径被玻璃杯阻断 B．硬币反射的光在杯壁处发生全反射 C．硬币反射的光在杯底部发生全反射 D．硬币反射的光在杯壁处发生干涉 4．（25-26高二上·广东东莞·期末）有关光的现象及应用，下列说法正确的是（    ） A．照相机镜头前的增透膜应用了光的全反射 B．紫外线比可见光更容易发生明显的衍射 C．佩戴特制眼镜观看3D电影是利用光的偏振 D．肥皂膜在阳光下呈现彩色，这是光的衍射 5．（25-26高二上·广东惠州·期末）光具有波动性，关于光的现象，下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是一种纵波 B．白光通过一条窄缝后出现彩色条纹，是光的干涉现象 C．双缝干涉实验中，屏离双缝越远，干涉条纹间距越小 D．雨天马路上的油膜呈现的彩色条纹，是光的干涉现象 6．（25-26高三上·广东深圳·期末）如图所示，一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．该介质对a光的折射率比b光的小 B．在同一介质中，a光的传播速度比b光大 C．光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小 D．a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较小 7．（2024·广东广州·二模）如图是O为圆心、AB为直径的透明圆盘截面，一束激光从空气中平行AB由C点射入圆盘，在B点反射后从D点平行AB射出。已知圆盘半径和AC距离相等，则该圆盘对激光的折射率为（　　） A．1.5 B．2 C． D． 8．（23-24高二下·广东广州·天河期末）物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．如图甲，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 B．如图乙，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 C．如图丙，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光产生了多普勒效应 D．如图丁，立体电影利用了光的干涉现象 9．（23-24高二下·广东广州·越秀期末）用双缝干涉实验测量黄光的波长，其实验装置如图甲，下列说法正确的是（　　） A．仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大 B．仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变小 C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将变小 D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光波长的整数倍 10．（2025·广东广州·二模）图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A．a的折射率比b的大 B．a的频率比b的小 C．a的传播速度比b的大 D．a的波长比b的大 11．（2025高三·广东广州·培正三模）夏天，有时看远处的地面像有水一样，看起来格外明亮，当你靠近“水面”时，发现它会随你前进而向后退，如图甲所示。其大致的光路图如图乙所示。则下列说法正确的是 A．这种现象是由于光的干涉形成的 B．这种现象是由于光的衍射形成的 C．下层大气的折射率大于上层的折射率 D．光线射向路面时，折射光线逐渐远离法线 12．（2025·北京朝阳·一模）用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 13．（2025·广东广州·一模）潜水员在潜水时偶然会观察到上方坑洞里存在着明亮的“反光”，这是因为坑洞里存在空气，光在水面发生了全反射。如图，a处光源发出沿ab方向的光在b点恰好发生全反射，被c处的潜水员观察到。若水的折射率为n，光线与水面的夹角为θ，则（　　） A． B． C． D． 14．（24-25高三上·河北承德·阶段检测）彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（　　） A．a光的频率小于b光的频率 B．a、b光在由空气进入水滴后波长变长 C．从同一介质射向空气，a光比b光容易发生全反射 D．通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距比b光的大 15．（2025·广东广州·模拟预测）一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　） A．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，光条纹间距小 B．用光、光照射某金属表面，若光能发生光电效应，光一定也能发生光电效应 C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光 D．a光在该玻璃砖内传播的速率小于b光在该玻璃砖内传播的速率 16．（25-26高三上·广东梅州·期末）如图，a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光的说法正确的是（   ） A．在该三棱镜中，a光的折射率大于b光的折射率 B．在该三棱镜中，b光的传播速度较大 C．若b光能使某金属发生光电效应，则a光一定也能使该金属发生光电效应 D．在同样的双缝干涉条件下，用a光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大 17．（25-26高三上·广东深圳·期末）在一定的气象条件下，空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个彩色圆圈，这就是日晕，如图甲所示。图乙是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，下列说法正确的是（　　） A．若a光是黄光，则b光可能是红光 B．b光比a光更容易发生明显的衍射现象 C．a光在冰晶中的传播速度大于b光的传播速度 D．用同一双缝干涉装置做实验，a光条纹间距小于b光条纹间距 18．（22-23高二下·广东广州·越秀期末）关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　） A．采用同一装置做双缝干涉实验，红光比紫光条纹宽度小 B．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短 C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象 D．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象 19．（2024·广东广州华师附中·模拟预测）如图所示，液面上浮有一厚度不计、半径为r的软木塞，在它的圆心处插着一枚大头针，调整大头针插入软木塞的深度，当液体中大头针露在活塞外面的长度为h时，从液面上各个方向向液体中看，恰好看不到大头针，则（    ） A．液体的折射率为 B．液体的折射率为 C．若软木塞的厚度不能忽略，液体折射率的测量值比实际值略小 D．若软木塞浸入水中的深度不能忽略，液体折射率的测量值比实际值略小 20．（23-24高二下·广东广州·六中期末）唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若深、半径为的井中被灌满水，水的折射率，如图所示，处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外景物尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为（    ） A． B． C． D． 21．（2024·广东广州·天河三模）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，下列说法正确的是（    ） A．光线射入水中频率减小 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 D．进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为 22．（2025·四川·模拟预测）如图所示，一足够高的长方体玻璃砖和光屏P均竖直放置在水平地面上。用激光笔从侧O点以60°入射角照射，激光射到屏上A点，移走玻璃砖，激光射到屏上B点（图上未标出A、B），A、B两点之间距离为l。已知玻璃砖折射率为，不考虑光的反射。则长方体玻璃砖厚度为（　　） A． B． C． D． 23．（2025·广东广州·天河三模）哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A．光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B．光从冰砖射出的最长时间为 C．从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为 D．点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 24．（2025·广东广州·广大附三模）一种“光开关”的“核心区”如图中虚线框区域所示，其中1、2是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚线框平行，两斜面平行，略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现开关功能。单色光a从1的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为2，下列说法正确的是（　　） A．若充入的介质相对棱镜是光疏介质，则有可能实现“开”功能 B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，则能实现“关”功能 C．若不充入介质，则能实现“开”功能 D．单色光a通过“光开关”后传播方向一定改变 25．（24-25高二下·广东广州·执信期末）反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在玻璃材料中比在空气中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变大 26．（2026·广东广州·一模）如图是一束太阳光射向球形雨滴表面后发生折射的示意图，其中a、b是两种单色光。不考虑光在雨滴内的反射，下列说法正确的是（　　） A．雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率 B．a光的光子能量大于b光的光子能量 C．a光和b光在雨滴中传播速度相同 D．a光和b光在雨滴中的波长相同 27．（2026·广东广州·三模）如图，一束复色光沿半圆柱形玻璃砖的半径方向从A点射入，在O点经折射后分为a、b两束单色光照在光屏上，则（　　） A．玻璃砖对光束a的折射率大于对光束b的折射率 B．在玻璃砖中光束a的传播速度大于光束b的传播速度 C．用同一装置做单缝衍射实验，a光的中央亮条纹更窄 D．用同一装置做双缝干涉实验，a光的干涉条纹数更多 28．（2026·广东深圳·一模）如下图所示，一束由红、蓝色光组成的复合光，以入射角θ从侧面射入均匀透明的长方体玻璃砖，在玻璃内色散成a、b两束，在玻璃砖上表面刚好没有光线射出。已知红光的折射率小于蓝光的折射率，则（　　） A．b为红色光束 B．全反射临界角 C．玻璃对红光的折射率 D．若缓慢增大θ，蓝光先从上表面射出 二、多选题 29．（2025·河北·一模）以下四幅图片：图甲是单色光的衍射图样，图乙是双缝干涉示意图，图丙是两束单色光a，b射向水面A点，经折射后组成一束复色光，图丁是自然光通过偏振片M、N的实验结果，右边是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏上的光亮度将明暗交替变化。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，中央条纹特别宽特别亮，两侧的亮纹比较窄比较暗 B．图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 C．图丙中，以水下某一点为光源向水面发射复色光，b光更容易发生全反射 D．图丁中，这种现象表明光是纵波 30．（25-26高二上·广东东莞·期末）利用原理进行双缝干涉测定光的波长实验，下列说法正确的有（    ） A．仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 B．仅将滤光片向单缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C．仅换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D．移去白炽灯、滤光片和单缝，改用激光照射双缝，干涉现象消失 31．（25-26高二上·广东东莞·期末）如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从空气中射向水面，进入水面后变成a、b两束光，折射角分别为和，且。下列说法正确的有（    ） A．若光束a是红光，光束b有可能是紫光 B．若光束a是紫光，光束b有可能是红光 C．增大复色光的入射角，则光束a可能发生全反射 D．光束a与光束b在水中的速率之比 32．（2025·重庆·三模）如图所示，一条含有两种单色光的细光束从水中O点射出，在水与空气的分界面上P点出射，分成a、b两束单色光。已知OP与水面的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　） A．从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间长 B．从O点到P点，a光经过的时间比b光经过的时间短 C．逐渐增大OP与水面的夹角θ，水面上b光最先消失 D．逐渐减小OP与水面的夹角θ，水面上b光最先消失 33．（24-25高二下·广东广州·天河期末）一细束红光和一细束紫光分别以相同入射角由空气射入水中，如图标出了这两种光的折射光线a和b，r1、r2分别表示a和b的折射角，下列说法正确的是（　　） A．a为红光折射光线，b为紫光折射光线 B．a为紫光折射光线，b为红光折射光线 C．紫光与红光在水中波速v1与v2之比 D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角小 34．（2025·广东广州·模拟预测）将某种材料制成的半圆形透明砖放在白纸上，将激光束平行纸面且始终沿着半径方向从圆弧面。射向圆心O，当激光入射点为C时，从透明砖射出的激光在AB下方恰好消失。已知∠BOC=60°，则（　　） A．激光在AB下方消失是发生了衍射现象 B．激光在AB下方消失是发生了全反射现象 C．透明砖的折射率为 D．透明砖的折射率为2 35．（25-26高二上·广东湛江·期末）物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法中正确的是（    ） A．如图甲所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 B．如图乙所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 C．如图丙所示，立体电影利用了光的偏振现象 D．如图丁所示，在多雾或多雨的城市中，采用红色图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉 36．（25-26高二上·广东深圳·期末）用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源射出白光，白光通过蓝色玻璃片后产生单色平行光。单色平行光射向距离为的双缝并发生干涉现象。当双缝到屏幕距离为时屏幕上条纹的间距为。则以下说法正确的有（　　） A．条纹间距与成反比 B．条纹间距与成正比 C．仅将蓝色玻璃片换成红色，条纹间距将变大 D．仅去除有色玻璃片，屏幕上将出现黑白相间的干涉条纹 37．（2023·湖南·高考真题）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（   ）    A．水的折射率为 B．水的折射率为 C．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D．当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 38．（22-23高二下·广东广州·荔湾期末）如图所示，单色光I和II照射到半圆形玻璃砖的圆心O，从玻璃砖圆面上的同一位置离开玻璃砖，下列说法正确的是（    ）    A．在同种玻璃中单色光I的传播速度大 B．在同种玻璃中单色光I的折射率较大 C．增大单色光I的入射角会发生全反射现象 D．用相同的实验装置进行双缝干涉实验，单色光II的相邻明条纹间的距离较大 39．（2024·广东广州·模拟预测）如图所示，光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率大于包层的折射率 B．内芯的折射率小于包层的折射率 C．不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度相同 D．当红光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射 40．（2023·广东佛山·模拟预测）倡导全民健身，许多人喜欢游泳、潜水，小明把运动摄影相机安装在头顶处，进行潜水。如图所示，某次竖直向上为朋友拍照时，发现照片中海面上的景象呈现在半径的圆形区域内，水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度，已知水的折射率，朋友实际身高，（　　）。 A．照片呈现圆形是因为光的折射和全反射 B．照片中圆形区域的实际半径为 C．若小明继续向下深潜，拍到的圆形区域将变小 D．相机所在深度约为 41．（2026·天津·二模）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 42．（2026·广东广州·模拟预测）“莫泽灯”不用电就能将屋内照亮，堪称零成本！“莫泽灯”的制作方法是在透明塑料瓶中装满水并加入少量漂白剂，然后将瓶子固定在屋顶的孔洞中，屋外的光线通过多次折射，可实现屋内照明。其原理简化图如图甲所示，一束单色光以入射角从竖直瓶壁上的点射入瓶内，以折射角进入瓶内液体中，直射到点，点距点所在水平面高度为，俯视图如图乙所示。已知瓶身直径为，光在真空中的传播速度为，忽略瓶壁厚度，下列说法正确的是（　　） A．液体的折射率为 B．光从瓶中点射入屋内的折射角大于 C．光在瓶内传播的时间为 D．若增大入射角，光在瓶内可能会发生全反射 三、实验题 43．（2025·福建福州·模拟预测）某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为、（）； 请回答下面问题： (1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为______（用测得的、、表示）； (2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为______（用测得的、表示）； (3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案，______（选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小，理由是______； (4)在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 44．（21-22高二上·广东深圳·期末）（1）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺（如图）测量出从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺（如图）测量出摆球直径__________，则单摆摆长__________。测周期时，当摆球经过___________位置时开始计时并计为第1次，测得第次（约30~50次）经过该位置的时间为，则周期为___________。 （2）以下是一些有关高中物理实验的描述，其中不正确的是___________。 A．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距将变窄 B．在“验证动量守恒定律”实验中，斜槽可以不光滑，但必须保持其末端切线水平 C． 在“用单摆测定重力加速度”实验中如果摆长测量无误，但测得的值偏小，其原因可能是将全振动的次数误计为 D．在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面与间的距离越小实验误差越小 45．（2026·广东茂名·二模）如图甲所示，为某同学做“测定玻璃折射率”的实验光路图，和为玻璃砖的两个平行界面，O为直线AO与边界的交点，直线OA上竖直地插着、两枚大头针。 (1)下列说法中，正确的是__________。 A．入射光线AO与法线的夹角应该越大越好 B．入射角变大，会在边界发生全反射 C．大头针、的间距应该适当取大一点 D．插上大头针，使只需要挡住或的像 (2)如图乙所示，某同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，若他测得AB=5 cm，CD=4 cm，则可求出玻璃的折射率n=__________。 (3)如果将玻璃砖的边误画成了，如图丙所示，折射率的测量值将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 46．（25-26高二上·广东汕尾·期末）某兴趣小组用单色激光器和长方体玻璃容器探究盐水（氯化钠溶液）折射率随溶液浓度的变化规律，图甲为测量装置示意图。请完成下列实验内容。 (1)折射率的测量基于全反射原理，即当光从溶液斜射入空气，恰好发生全反射的临界角与溶液折射率满足关系：________。 (2)实验操作如下： ①配制质量分数为、、、、的氯化钠溶液； ②将安装有激光器的玻璃容器置于水平桌面上，倒入适量氯化钠溶液，等待液面平稳； ③打开激光器，调节激光器角度，使侧壁的出射光线向容器壁靠近，直至恰好消失，即恰好发生全反射，忽略容器壁厚度，如图乙所示，测量入射点到容器底面的距离和入射点到容器侧壁内侧的距离，则折射率________（用题中所给物理量的符号表示）； ④改变激光器的水平位置，重复第③步，测量多组不同位置的和，并计算各组的折射率。该步骤的目的是通过________的方法，减小实验误差； ⑤清洗、吹于玻璃容器，更换不同浓度的溶液，重复步骤③、④，计算并记录对应的折射率。 (3)数据分析：图丙是计算机根据实验数据描绘的图线，可知盐水折射率随溶液浓度的变化近似呈线性，其斜率为________（结果保留3位有效数字）。 (4)误差分析：由于玻璃容器侧壁有厚度，实际发生全反射的入射点为，光路如图丁所示。已知光线从溶液射入玻璃满足的折射规律为，其中为玻璃的折射率，则实验中忽略容器侧壁厚度会使得测量结果相比于真实值________（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 47．（23-24高二下·广东潮州·期末）如图所示，某同学对以下实验装置进行调节并观察实验现象。 (1)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。 分析各图样的特点可以得到：c、d是光的________图样（选填“双缝干涉”或“单缝衍射”），若采用的实验装置相同，则形成a图样的光的波长________（选填“大于”“小于”或“等于”）b图样的光的波长。 (2)若实验前已获知的数据有：双缝间的间距为d，双缝到屏的距离为l，经测量，n条亮条纹间的距离为a，写出计算该光波长大小的表达式________。 48．（2024·广东·一模）某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示； ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图（a）所示，则________cm； （2）步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式为________，若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为________。（结果保留3位有效数字） 四、解答题 49．（2024·广东广州·一模）如图，光源S到水面的距离为，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）水的折射率n； （2）光在水中的传播速度v。 50．（23-24高二下·广东广州·荔湾期末）交通标志表面的反光膜是用具有回归反射结构的材料制成的，图甲是一种反光膜结构图，反光膜上表面平整，下表面凹凸不平呈锯齿状，与密封层相连形成多个完全相同的空气腔。如图乙是光线a从C点垂直射入薄膜，恰好在反光膜下表面B点发生全反射，，真空中光速，测得，求： （1）反光膜的折射率。 （2）完成光线a在直角微棱镜型反光膜中光路图和运动的时间。 51．（2025·广东广州·一模）为了观察门外情况，在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。如图，ABCD为玻璃的截面，AD长为3cm，AB长为2cm，若用一束激光从A点与竖直方向成37°射入玻璃，恰好从BC边中点射出，已知：，。求： (1)玻璃的折射率。 (2)视场角的度数。 52．（2025·广东广州·二模）将装有透明液体的长方体容器（器壁厚度不计）平放在水平桌面上，液体的水平截面ABCD如图所示．激光笔发出的激光从AB边O点水平入射，调整入射角，当反射光线与折射光线垂直时，折射光线交BC边于E点．已知O到BC的距离x1=0.27m，E到AB的距离x2=0. 36m，光在空气中传播速度c=3.0×108m/s．求： (1)该液体的折射率； (2)该激光从O到E的传播时间． 53．（25-26高二上·广东佛山·期末）如图甲所示，某同学观察到“雾炮车”工作时出现了彩虹。该同学查阅资料发现，这是由于“雾炮车”喷出由大量微小水珠形成的水雾，当太阳光射入小水珠时，太阳光中的不同颜色的光经过两次折射和一次反射后会形成彩虹。如图乙所示，一束太阳光以入射角从点射入可视为球形的某一水珠，折射光线中有两条是红光和紫光。已知水珠对紫光的折射率为，对红光的折射率为，且，空气中的光速近似等于真空中的光速。 (1)试判断光线1是哪种颜色的光（不需要说明理由）； (2)求紫光在点发生折射时的折射角的正弦值； (3)若水珠直径为，求光线2在水珠内传播的时间。 54．（25-26高二上·广东惠州·期末）2025年2月，中国科学院兰州物化所研发出氮化硅负折射率超材料。负折射率材料的折射率小于零，光线从空气进入该材料后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，此时折射角取负值。如图所示，科研人员将光线从折射率为的长方形材料AB边中点E射入，折射后在BC边的中点F处恰好发生全反射，最后从CD边的中点G处射出。已知AB边长度为，真空中的光速为。提示：角度和折射率取绝对值进行计算。求： (1)BC边的长度。 (2)光线射入材料时的入射角。 (3)光线在材料中传播的时间t。 55．（2024·广东广州·二模）如图所示，截面为矩形的玻璃砖ABCD，一束单色光从AB边以入射角θ射入玻璃砖，光线恰好在AD边上发生全反射。已知光在真空的传播速度大小为3.0×108m/s，玻璃的折射率。 （1）简要说明光束射入到玻璃砖后波长如何变化； （2）求光在玻璃中的传播速度；（结果保留两位有效数字） （3）求入射角θ的正弦值。（结果可带根号） 56．（2024·广东广州·三模）《礼记注疏·月令》中写道：“若云薄漏日，日照雨漏则虹生”。这里已粗略地揭示了虹的成因。虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的。一束太阳光在过水滴球球心O的平面内从A点入射，入射角为i，如图为该束太阳光中红光在水滴内B点反射后，从D点出射的光路图。水滴球的半径为R，O到光线AB的距离为d，真空中的光速为c。 （1）大致画出该束太阳光中紫光从A点入射后，经一次反射后出射的光路图； （2）求红光的折射率n； （3）求红光从A到B的传播时间t。 57．（23-24高二下·广东广州·期末）为提升公园水池的观赏效果，工作人员在池底的P 点处安装了一盏彩灯（彩灯可视为点光源）。已知池深H=2m，P 点到水池右侧的水平距离为 当水池装满水时，距离池边x₂=2.4m的工作人员恰能看到彩灯，工作人员眼部离地的高度为h=1.8m。已知光在真空中的速度 （1）求水的折射率n； （2）光在水中的速度v； （3）如果想让彩灯的光也能从水池左侧的B 点射出水面，则 B 点与 P 点的水平距离L不能超过多少。（结果用根号表示） 58．（23-24高二下·广东广州·番禺期末）如图为半径为的透明半球体，为半球体直径，为半球体球心。现有一束激光垂直半球的平面射入半球体，入射点从点沿半径缓慢向点移动，发现当入射点与点的距离为时，激光刚好在正下方球冠处发生全反射，已知光在真空中的传播速度大小为，求： （1）半球体的折射率； （2）激光在半球体中的传播速度大小。 59．（23-24高二下·广东广州·越秀期末）道威棱镜是医用内窥镜的重要组成部分（如图甲），它被广泛用于图形翻转。道威棱镜的横截面ABCD是底角为45°的等腰梯形，棱镜的折射率为。如图乙所示，现有一光源F发出一组平行于AD的光线，最后投射到光屏上，形成完整的像F'，已知真空中光速为c。 （1）求光线1从AB射入“道威棱镜”后的折射角； （2）通过计算判断光线1能否从BC边射出，并求出光线1在棱镜中的传播速度 （3）请在图乙中画出入射光线1、2到光屏的光路图及在光屏上所成的像F'。 60．（2025广东广州16中·高三三模）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为。 (1)求sinθ； (2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D（图中未标出）到E点距离的范围。 61．（2025·山东日照·二模）某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=60°，AC=l，BC边所在平面镀银。一细光束在截面内从AB边的中点P以角度θ入射，折射光线平行于BC边，如图所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从Q点（图中未画出）出射。已知光在真空中的传播速度为c。 (1)请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图： (2)求该透明材料的折射率n和sinθ； (3)求光在棱镜中的传播时间t。 62．（24-25高二下·广东广州·白云期末）在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气，形成一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，气泡半径为R，水球半径为2R。在过球心O的平面内，一单色光以入射角i水平照射这一水球，折射光线AB恰好与内圆相切。已知光从A传播到B的时间为，在真空中的传播速度为c，求： (1)光在水中的传播速度v； (2)水的折射率n和入射角i。 63．（24-25高二下·广东广州·期末）如图所示，一直角三棱镜截面，，，O为的中点，边长为L。平行于边的激光从的中点D射入该棱镜，折射光线照射到的中点E。已知光在真空中的速度c，不考虑光的多次反射。 (1)求三棱镜的折射率n；（可保留根号） (2)通过计算判断激光是否能够从边射出，并规范画出激光在三棱镜中传播的光路图； (3)求激光在三棱镜中传播的时间。 64．（2026·广东惠州·一模）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。 65．（2026·广东广州·二模）如图为透明材料制成的圆管横截面，用一束红光照射管外壁M点，光线折射后射到管内壁N点。已知该光线在M点的入射角为，折射角为；管内壁半径ON为R，管外壁半径OM为，求： (1)该材料对红光的折射率n； (2)通过计算判断该光线射到管内壁N点是否发生全反射。 试卷第1页，共3页 1 / 49 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．B 【详解】A．由图可得，b光的折射率大于a的折射率，根据可得，b光在玻璃球中的传播速度较小，故A错误； B．由于条纹间距可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，故B正确； C．被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，故C错误； D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，故D错误。故选B。 2．B 【详解】A．由题图可知，光束在点的折射角大小等于，故A错误； B．光束在水晶球中的折射率为，故B正确； C．光束在水晶球中的传播速度为，故C错误； D．由题图可知，光束在水晶球中的传播路程为 光束在水晶球中的传播时间为，故D错误。故选B。 3．B 【详解】A．玻璃杯是透明的，光线可以透过，不能阻断， A错误； B．从杯壁外往内看时，硬币反射的光线需要依次穿过水、玻璃，最后从玻璃射入空气中才能被人眼看到。光线从玻璃（光密介质）射向空气（光疏介质）时，由于观察角度的原因，入射角可能大于临界角，从而发生全反射。光线被反射回玻璃杯内，无法进入人眼，因此看起来硬币就“消失”了，B正确； C．如果光在杯底部发生全反射，那么光线将无法进入杯中的水中。这样的话，无论从哪个角度（包括从杯口向下俯视），都应该看不到硬币。这与题干中“从杯口向下俯视却能看到硬币”的现象相矛盾，C错误； D．硬币“消失”是光线传播路径改变导致的现象，属于几何光学范畴，与光的干涉无关，D错误。故选B。 4．C 【详解】A．照相机镜头前的增透膜利用光的干涉原理（通过薄膜前后表面反射光的相消干涉减少反射光），而非全反射（全反射发生在光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时），故A错误； B．衍射的明显程度与波长成正比（波长越长，衍射越明显）；紫外线波长（约10-400 nm）小于可见光波长（约400-700 nm），故紫外线衍射不如可见光明显，故B错误； C．佩戴特制眼镜观看3D电影时，眼镜利用偏振片过滤不同偏振方向的光线，使左右眼接收不同图像，产生立体视觉效果，此过程基于光的偏振原理，故C正确； D．肥皂膜在阳光下呈现彩色是由于光在薄膜前后表面反射后发生干涉（薄膜干涉），形成相长或相消干涉条纹，而非衍射（衍射是光绕过障碍物或通过小孔时的现象），故D错误。故选C。 5．D 【详解】A．光的偏振现象是横波特有的性质，纵波不具有偏振性，因此偏振现象说明光是一种横波，而非纵波，故A错误； B．白光通过一条窄缝后出现彩色条纹，是由于光通过单缝时发生衍射（即光的波动性导致的偏折），属于光的衍射现象，而非干涉现象，故B错误； C．双缝干涉实验中，干涉条纹间距公式为 当屏离双缝越远（即增大）时，条纹间距增大，故C错误； D．雨天马路上的油膜呈现彩色条纹，是由于光在油膜上下表面反射后发生薄膜干涉（即两束相干光叠加形成干涉条纹），属于光的干涉现象，故D正确。故选D。 6．C 【详解】A．由光路可知，a光的偏折程度大于b光，可知该介质对a光的折射率比b光的大，A错误； B．根据可知，在同一介质中，a光的传播速度比b光小，B错误； C．根据可知，光由同一介质射入空气时，a光的临界角比b光小，C正确； D．a光的折射率较大，则a光的频率较大，波长较短，根据可知，a、b光通过相同的双缝干涉实验装置，a光的干涉条纹间距较小，D错误。故选C。 7．D 【详解】已知圆盘半径和AC距离相等，则为等边三角形，而，由几何知识得 而入射角i与相等，由几何知识得，由折射定律，故选D。 8．B 【详解】A．如图甲，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，故A错误； B．如图乙，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的，故B正确； C．如图丙，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光波长较长，容易发生明显的衍射，故C错误； D．如图丁，立体电影就利用了光的偏振现象，故D错误。故选B。 9．A 【详解】A．根据条纹间距表达式可知，仅减小双缝间距，光屏上的相邻亮条纹间距将变大，选项A正确； B．红光波长大于黄光波长，根据可知仅将黄光换成红光，光屏上相邻两亮条纹的间距变大，选项B错误； C．仅减小滤光片到单缝的距离，光屏上的相邻亮条纹间距将不变，选项C错误； D．若乙图中的P点出现暗条纹，则和到P点的光程差为黄光半波长的奇数倍，选项D错误。故选A。 10．A 【详解】A．由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度大，则a的折射率比b的大，故A正确； B．因为a的折射率比b的大，所以a的频率比b的大，故B错误； D．因为a的频率比b的大，所以a的波长比b的小，故D错误； C．根据可知a的传播速度比b的小，故C 错误。故选A。 11．D 【详解】CD．由乙图可知，折射光线逐渐远离法线，因此下层大气的折射率小于上层大气的折射率，故 C错误， D正确。AB．这种现象是由于光的全反射形成的，故AB错误。故选D。 12．C 【详解】根据条纹间距表达式 A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，选项A错误； B．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，选项B错误； C．将屏向远离双缝的方向移动，l变大，则条纹间距变大，选项C正确； D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，选项D错误。故选C。 13．C 【详解】由光的折射定律可得，由几何关系，联立可得，故选C。 14．C 【详解】A．由光路图可知，光的偏折程度大于光，可知水滴对光的折射率大于对光的折射率，所以光的频率大于光的频率，故A错误； B．、光在由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据 可知波长变短，故B错误； C．根据可知，光的临界角小于光的临界角，即光比光容易发生全反射，故C正确； D．由于光的频率大于光的频率，所以光的波长小于光的波长，根据可知，通过同一双缝干涉装置，光干涉的相邻条纹间距比光的小，故D错误。故选C。 15．A 【详解】AD．从图示光路图看，在球面上，光偏折程度厉害，根据折射定律可知，光的折射率较大，频率较大，波长较短，根据，光在该介质中的传播速率小，根据条纹间距公式，光的条纹间距大，故A正确，故D错误； B．由于光的频率大于光，所以光子的能量大于光子的能量，若光能发生光电效应，光不一定能发生光电效应，故B错误； C．光从光密介质到光疏介质发生全反射的临界角满足，可见光发生全反射的临界角大于光，故C错误。故选A。 16．D 【详解】AD．由题图可知，a光偏折程度较小，故a光的折射率较小，频率较低，由可知a光波长较长，根据可知，在同样的双缝干涉条件下，用a光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大，故A错误，D正确； B．在该三棱镜中，根据，b光的折射率大，其传播速度较小，故B错误； C．因为a光频率低于b光，若b光能使某金属发生光电效应，由光电效应方程，则a光不一定能使该金属发生光电效应，故C错误。故选D。 17．C 【详解】A．根据题图乙可知a、b两光的入射角相等，b光偏折的比a光大，则b光的折射率大于a光的折射率，即b光的频率大于a光的频率，若a光是黄光，则b光一定不是红光，故A错误； B．b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故B错误； C．b光的折射率大于a光的折射率，根据，可知在冰晶中a光的传播速度大于b光的传播速度，故C正确； D．用同一双缝干涉装置做实验，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的相邻亮条纹中心间距，故D错误。故选C。 18．B 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式可知，采用同一装置做双缝干涉实验，波长越长，条纹间距越大，红光的波长大于紫光的波长，因此可知红光的条纹间距更大，故A错误； B．当光从光疏介质射向光密介质时，光将发生折射，且折射率大于1，而根据 可知，一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，而光在介质中传播时其频率不变，根据 可知，光的波长将变短，故B正确； C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故C错误； D．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体发出的光在不均匀空气层发生折射或者全反射而造成的，故D错误。故选B。 19．B 【详解】AB．依题意，从液面上各个方向向液体中看，恰好看不到大头针，则恰好针底部射向软木塞下边沿的光线在水和空气的表面发生全反射。画出光路图如图。 由几何关系有解得，故A错误；B正确； CD．若软木塞的厚度不能忽略，做光路图如图 由几何关系可知三角形ABC和三角形OBD相似，临界角的计算值没有改变，液体折射率的测量值与实际值相同。同理，若软木塞浸入水中的深度不能忽略，液体折射率的测量值与实际值相同。故CD错误。故选B。 20．B 【详解】如图所示 几乎贴着水面射入水里的光线，在青蛙看来是从折射角为C的方向射来的，根据折射定律可得 设此时青蛙所处位置与井口水面距离为，根据几何关系可知联立解得 可知若青蛙想要把井外景物全部尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为。故选B。 21．C 【详解】A．光线由水上射入水中时，光的频率不变，故A错误； B．如图所示 光源成像的位置比S的位置偏高，故B错误； C．根据光速与折射率关系有故C正确； D．当光线在水面的入射角为90°时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且 ，则，故D错误；故选C。 22．C 【详解】光线的传播路径如图所示 根据折射定律有解得 光线经矩形玻璃砖折射后与原光路平行，可知ABCD为平行四边形，，ODC为等腰三角形，由几何关系可知，OD=CD=AB=l则d=OD cos30°=故选C。 23．C 【详解】A．光在冰块中的传播速度 光在冰块中的传播速度小于在真空中的传播速度，故A错误； B．根据题意可知，临界角 光线从顶点射出时，路程最大，由几何关系可得，此时光线的入射角 即光线不能从顶点射出，则路程最大时恰好发生全反射，设光从冰砖射出的最长时间时路程为x，由几何关系可知则最长时间联立以上解得故B错误； C．几何关系可知每一侧面被照亮的半径 则从外面看玻璃砖被照亮的总面积为联立解得故C正确； D．紫光折射率比红光大，故紫光临界角小，结合以上分析可知，表面有光射出的区域半径减小，即面积将减小，故D错误。故选C。 24．A 【详解】AC．不充入介质，对单色光a，则解得临界角。 入射角大于临界角，光发生全反射，光竖直向下传播，光不能通过2，不能实现“开”的功能；若充入的介质相对棱镜是光疏介质，光向下偏折，有可能实现“开”功能，故A正确，C错误； B．若充入的介质相对棱镜是光密介质，光不可能发生全反射，一定能通过2，一定能实现“开”功能，故B错误； D．如果填充的介质折射率与棱镜的折射率相同，单色光a通过“光开关”后传播方向不变，故D错误。 故选A。 25．C 【详解】A．由几何关系可知，故 根据光的折射定律有，故A错误； BD．由可知，光从空气进入到玻璃材料后，传播速度变小，光在玻璃材料中和在空气中的频率相等，由可知，光在玻璃材料中比在空气中波长短，更不容易发生衍射，故BD错误； C．光在玻璃材料中的传播时间为 其中，代入得，故C正确。故选C。 26．A 【详解】A．根据光的折射规律 可知，两单色光的入射角相等，折射角，因此雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率，故A正确； B．由于雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率，因此a光的频率小于b光的频率，a光的光子能量小于b光的光子能量，故B错误； C．根据， 可知a光在雨滴中传播的速度大于b光在雨滴中传播的速度，故C错误； D．由于a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，在雨滴中传播时，尽管两光的波长都变短，但a光的波长依然大于b光的波长，故D错误。故选A。 27．B 【详解】A．光从玻璃砖射入空气时，入射角相同，由图可知b光折射角更大，根据折射定律可得玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误； B．根据公式可知折射率越大，光在玻璃中传播速度越小，玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率，所以玻璃砖中光束a的传播速度大于光束b的传播速度，故B正确； C．折射率越大的光频率越大、波长越小，因此 单缝衍射中，波长越短，衍射现象越不明显，中央亮条纹越窄，因此a光的中央亮条纹更宽，故C错误； D． 双缝干涉条纹间距公式为，波长越小，条纹间距越小；相同长度的光屏范围内，间距越小，容纳的干涉条纹数越多，因此a光的干涉条纹数更少，故D错误。故选B。 28．C 【详解】A．入射侧面的法线为水平虚线，由折射定律 （为入射角，为玻璃内折射角）：越大，越小，越小。图中的折射角更小，说明更大，因此是蓝光，是红光，故A错误。 B．全反射临界角满足 ，越小，越大。因，故B错误。 C．折射定律：，得 ； 几何关系：玻璃砖上表面法线为竖直方向，折射光线在上表面的入射角，刚好全反射时，故； 由三角恒等式，代入得：，整理得 ，故C正确。 D．缓慢增大，由得：增大，上表面入射角减小。由于，入射角减小后，红光的入射角先小于自身临界角，因此红光先从上表面射出，故D错误。 故选C。 29．AC 【详解】A．光通过单缝发生衍射时，衍射条纹是一些明暗相间的条纹，中央条纹最亮、最宽，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越小，亮度越低，故A正确； B．图乙是双缝干涉示意图，由双缝干涉条纹间距公式 可知，若只增大屏到挡板间距离L，两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误； C．图丙中，根据折射定律可知，折射角相同，但b光入射角更大，所以b光折射率大，根据可知，b光临界角更小，以水下某一点为光源向水面发射复色光，b光更容易发生全反射，故C正确； D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D错误。故选AC。 30．AC 【详解】A．仅将滤光片由蓝色的换成红色的，即变大，根据可知，干涉条纹间距变宽，故A正确； B．根据可知，干涉条纹间距与滤光片到单缝的距离无关，故B错误； C．仅换一个两缝之间距离较大的双缝，即变大，根据可知，干涉条纹间距变窄，故C正确； D．移去白炽灯、滤光片和单缝，改用激光照射双缝，因为激光是相干光，故仍可发生干涉现象，故D错误。 故选AC。 31．AD 【详解】AB．紫光的折射率比红光的折射率大，则入射角相等时，紫光的折射角更小，若光a是红光，则光束b有可能是紫光，故A正确，B错误； C．只有从光密介质到光疏介质才能发生全反射，所以增大复色光的入射角，则光束a不可能发生全反射，故C错误； D．设复色光的入射角为，则光束a与光束b的折射率分别为， 光束a与光束b在水中的速率分别为，则，故D正确。故选AD。 32．BD 【详解】AB．a、b两光在水中的入射角相同，但a光在空气中的折射角较小，由折射定律 可知，水对a光的折射率较小，又由 可知知a光在水中传播的速度较大，因此a光从O点运动到P点经过的时间较短，故B正确，A错误； CD．θ是入射角的余角，逐渐增大θ时，水面上a、b两光都不会消失，逐渐减小θ时，水面上b光会最先消失，故D正确，C错误；故选BD。 33．BC 【详解】ABC．一细束红光和一细束紫光分别以相同入射角由空气射入水中，由题图可知，a光的偏折程度较大，所以a光的折射率较大，则a为紫光折射光线，b为红光折射光线。根据折射定律得， 光在介质中的速度，解得故A错误，BC正确； D．因为a光的折射率较大，根据可知，若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大，故D错误。故选BC。 34．BD 【详解】AB．激光在AB下方消失是由于光在介质中的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象，故A错误，B正确； CD．当激光入射点为C时，从透明砖射出的激光在AB下方恰好消失，可知，临界角 根据解得n=2，故C错误，D正确。故选BD。 35．AC 【详解】A．光纤通信是利用光在纤芯与包层界面发生全反射来传输信息的，A正确； B．阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，B错误； C．立体电影利用偏振光原理，使左右眼接收不同图像，产生立体感，C正确； D．采用红色图作为各种交通警示，原因是红光波长较长，容易发生明显的衍射，穿透雾或雨的能力较强，与干涉无关，D错误。故选AC。 36．BC 【详解】A．光线经过有色玻璃片后并没有发生发散或者偏折，光线沿着直线传播，故条纹宽度跟没有关系，A错误； B．根据可知与成正比，B正确； C．红光波长比蓝光波长长，条纹间距大，故蓝色换红色后Δx变大，C正确； D．去除有色玻璃片后，光源为白光，白光包含多种波长的光，不同波长光的干涉条纹间距不同，故屏幕上出现彩色相间的干涉条纹，而非黑白相间的干涉条纹，D错误。故选BC。 37．BC 【详解】AB．他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α = 41°时激光恰好发生全反射，则则，A错误、B正确； CD．当他以α = 60°向水面发射激光时，入射角i1 = 30°，则根据折射定律有 nsini1 = sini2 折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确、D错误。故选BC。 38．BD 【详解】B．由图可知，单色光I的入射角大，单色光I和II的折射角相同，根据折射定律可知在同种玻璃中单色光I的折射率较大，故B正确； A．根据可知在同种玻璃中单色光I的传播速度小，故A错误； C．单色光从光疏介质射向光密介质，不会发生全反射，故增大单色光I的入射角不会发生全反射现象，故C错误； D．光的波长为，发生双缝干涉时相邻明条纹间距为 单色光II的频率小，可知用相同的实验装置进行双缝干涉实验，单色光II的相邻明条纹间的距离较大，故D正确。故选BD。 39．AD 【详解】AB．光线从内芯射向包层时要发生全反射，可知内芯的折射率大于包层的折射率，选项A正确，B错误；C．根据光从光导纤维的一端传输到另一端时的时间 不同频率的可见光的频率不同，折射率不同，则从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度不相同，选项C错误； D．因紫光的折射率大于红光，根据 可知紫光临界角小于红光，当红光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，在端面上的折射角小于红光，射到内芯与包层界面时的入射角变大，则紫光也能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D正确。故选AD。 40．AB 【详解】BD．设照片对应的圆形区域的半径为R，泳池水深为H，如图所示 游泳池中底部的照相机能拍摄到运动馆的景象，说明光线在水面恰好发生全反射，则 根据几何关系有，，联立解得，，故B正确，D错误； C．根据可知，若小明继续向下深潜，则h增大，故半径增大，故C错误； A．根据上述分析可知，光的折射和全反射决定了运动馆景象呈现出圆形区域，故A正确。故选AB。 41．BD 【详解】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。 42．AB 【详解】A．液体的折射率，故A正确； B．根据光路可逆，光在瓶中A点射入屋内的折射角为，从光密介质到光疏介质，折射角大于入射角，故B正确； C．由，，可得，故C错误； D．根据光路可逆，光能射入瓶内则一定能射出瓶外，不可能发生全反射现象，故D错误。 故选AB。 43．(1)(2)(3) 甲 见解析(4)偏大 【详解】（1）刻度尺上出现两个清晰的光点，一个点为反射光与刻度尺交点，另一个为折射光与刻度尺的交点，令入射角与折射角分别为、，由于 可知，为反射光对应交点距离x轴的间距，为折射光对应交点距离x轴的间距，根据几何关系有， 甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率解得 （2）刻度尺上恰好只有一个光点，表明恰好发生全反射，此时入射角等于临界角，根据几何关系有 乙同学利用步骤④测得数据计算该玻璃砖的折射率解得 （3）[1][2]比较甲、乙两同学测量折射率的方案，甲同学的测量误差更小，乙同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够准确。 （4）刻度尺逆时针偏离垂直轴位置，则偏大，偏小，结合上述可知，测量结果偏大。 44． 0.0186 0.8654 平衡 D 【详解】（1）[1]摆球直径为 [2]单摆摆长为 [3]测周期时，当摆球经过平衡位置时速度最快，以位置开始计时相对误差较小。 [4]设单摆周期为T，由题意可知解得 （2）[5]A．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，根据 可知干涉条纹间距将变窄，故A正确； B．在“验证动量守恒定律”实验中，斜槽可以不光滑，但必须保持其末端切线水平，故B正确； C．在“用单摆测定重力加速度”实验中如果摆长测量无误，但测得的值偏小，根据 可知原因是T的测量值偏大，可能是将全振动的次数误计为，故C正确； D．在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面与间的距离越小，角度的测量误差越大，故D错误。 本题选错误的，故选D。 45．(1)CD(2)(3)偏小 【详解】（1）A．入射光线与法线的夹角（入射角）过大，折射光线会很弱，不利于确定折射光线位置，不是越大越好，故A错误； B．光从空气进入玻璃，在界面是从光疏到光密介质，不会发生全反射；在界面，根据几何关系，入射角等于界面的折射角，一定小于临界角，不会发生全反射，故B错误； C．大头针，的间距应该适当取大一点，能更准确确定入射光线方向，减小误差，故C正确； D．插上大头针，需要挡住、的像，这样才能确定出射光线，故D正确。 故选CD。 （2）根据折射定律 设圆的半径为，入射角满足 折射角满足因此 （3）将误画为更靠下的后，出射光线方向不变，实验中确定玻璃内折射光线时，得到的折射角测量值比真实值偏大，根据，分母偏大，因此折射率的测量值偏小。 46．(1)(2) 多次测量求平均值(3)0.325/0.320/0.321/0.322/0.323/0.324/0.326/0.327/0.328(4)无影响 【详解】（1）全反射时，折射角为，空气的折射率为 根据折射定律得解得 （2）[1]由几何关系得，由小问1得 [2] 通过多次测量求平均值可以减小测量带来的偶然误差。 （3）由图丙得，当时，；当时， 斜率为 （4）由于光在P点发生全反射，可得又有联立得 所以，忽略容器侧壁厚度对测量结果无影响。 47．(1) 单缝衍射 大于(2) 【详解】（1）[1]双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距。根据此特点知c、d图样是光的单缝衍射图样； [2]根据双缝干涉条纹间距公式可知，若采用的实验装置相同，则相邻亮（暗）条纹之间的间距越大，则光的波长就越长，所以由图可知形成a图样的光的波大于b图样的光的波长； （2）根据双缝干涉条纹间距公式，可得故改波的波长表达式为 48． 6.43 全反射 1.61 【详解】（1）[1]由图（a）可知，玻璃砖的直径为 （2）[2]光束经玻璃砖折射后照在挡板上的区域内，当入射角逐渐增大，折射光线消失的时候，就是光束在玻璃界面处发生了全反射。 （3）[3]当恰好发生全反射时，有 [4]代入数据可得 49．（1）；（2） 【详解】（1）设发生全反射临界角为，则有 根据图中几何关系可得，可得水的折射率为 （2）根据可得光在水中的传播速度为 50．（1）；（2）， 【详解】（1）因为光线恰好在反光膜下表面B点发生全反射，则入射角等于临界角，此时入射角为 则反光膜的折射率为 （2）光路图如图所示 由图可知，光在反光膜走过的路径长度 由几何关系可知 ，解得 光在反光膜中的速度为 光线a在直角微棱镜型反光膜中运动的时间为 51．(1)(2) 【详解】（1）画出光路图如图所示 根据几何关系可得 根据折射定律 （2）根据（1）分析可知视场角的度数 52．(1)(2) 【详解】（1）由几何关系得， 该液体折射率 （2）激光在该液体中的传播速度为 由几何关系可知激光在液体中的传播距离为 则激光在液体中传播时间 联立解得激光在液体中传播时间为 53．(1)紫光(2)(3) 【详解】（1）光线1为紫光 （2）紫光在点发生折射时的折射角为，由光的折射定律有解得 （3）红光在点发生折射时的折射角为，光线2在A点折射时：， 即：， 或 光线2在水珠内传播距离：， 又得或 光线2在水珠内传播速度 光线2在水珠内传播时间得 54．(1)4cm(2)(3) 【详解】（1）如图 光线在BC边中点F处恰好发生全反射，则有 根据几何关系，可得，联立并代入数据解得＝4cm （2）根据几何关系，可知，根据折射定律有，代入数据解得 （3）根据，光在材料中传播的路程，光在材料中传播的时间 代入数据解得 55．（1）见解析；（2）；（3） 【详解】（1）进入玻璃后频率不变，光速变小，由，可知波长变短。 （2）令光在玻璃砖中的传播速度为v，则有解得 （3）令临界角为C，则AB边的折射角为，则有AD边全反射解得 56．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）光路图如图。 （2）设折射角为r，水滴中反射角也为r 据折射定律，有，据几何关系，有解得 （3）水滴中光速水滴中 红光在水滴中的传播时间解得 57．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）光线在A点的折射角，入射角则折射率 （2）光在水中的速度 （3）若光线恰好能在B点发生全反射，则， B 点与 P 点的水平距离解得 58．（1）；（2） 【详解】（1）由题意作出光路图如图所示。 则 而解得半球体的折射率 （2）根据激光在半球体中的传播速度大小 59．（1）30°；（2）不能从BC边射出，2.1×108m/s；（3） 【详解】（1）根据折射定律得解得 （2）光线射到BC边的入射角为 临界角为解得 因为在BC边发生全反射，不能从BC边射出； 光线1在棱镜中的传播速度为 （3）结合光可逆原理，光路图和像如图所示 60．(1)(2) 【详解】（1）由几何关系知光线在D点折射折射角为，由折射定律得解得 （2）全反射的临界角满足求得 如图所示 若要求光线在E处发生全反射，则 由几何关系可知故而 光线在EF上入射点D到E的距离范围为 61．(1)(2)，(3) 【详解】（1）光束在棱镜内的光路图如图所示 （2）根据题意可知，第一次射到AC边时恰好发生全反射，则临界角 根据可得折射率 光线从P点入射，折射角 根据折射定律解得 （3）光在玻璃砖中的传播速度 设光第一次射到AC边时恰好在M点发生全反射，BC边在N点发生反射，根据几何关系有，，则联立可得 62．(1)(2)，45° 【详解】（1）由几何关系可知，折射角满足可得 则光在水球中的传播距离为 光在水球中的传播速度为 （2）水对光的折射率为由可得 可得入射角为 63．(1)(2)不能，(3) 【详解】（1）过D点作AB边的垂线即法线，设入射光线与法线的夹角为，在介质中的折射光线与法线的夹角为，由几何关系可知 根据相似三角形所以 则 （2）全反射的临界角满足，解得临界角满足 过E点作AC边的垂线交AB边为O，则 则激光不能够从边射出。光路图如下图所示，其中F为CB的中点。 （3）由上图可知， 激光在三棱镜中的传播速度，所以激光在三棱镜中的传播时间 64．(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 65．(1)(2)见解析 【详解】（1）根据折射定律，可知折射率为 （2）设发生全反射临界角为C，有代入得C=45° 设从N点入射的入射角为，如图 根据正弦定理可得解得故在N点发生全反射。 30 / 49 学科网（北京）股份有限公司 $