第13章 光 专项训练-2027届高考物理人教版（2019）一轮复习

**基本信息** 聚焦光的干涉、折射与全反射，通过真题与模拟题融合，构建概念-原理-应用的逻辑链条，强化科学思维与物理观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光的干涉|2题（1、7）|结合条纹间距公式与实验装置分析|从双缝干涉现象到公式Δx=Lλ/d的应用，关联光的波动性| |折射与全反射|5题（2-6、8）|生活情境（防雾眼镜、液导激光）与几何光学结合|以折射率为核心，推导临界角公式sinC=1/n，建立光密/疏介质中传播规律| |实验与应用|3题（7、9、10）|基础实验（测折射率）与综合应用（光纤传感器）|从实验操作（插针法）到实际问题解决，体现科学探究与模型建构|

第十三章　光 一、选择题：共8小题，1～6题只有一个选项符合要求，7～8题有多个选项符合要求。 1. (2026·河北卷) 如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央，其中心轴与狭缝平行，直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为Δx。若金属丝经加热均匀膨胀，则（ ） A. Δx变小 B. Δx变大 C. 双缝间的距离减小 D. 双缝间的距离不变 2．(2025·江苏卷)如图所示，一束激光射入肥皂泡后(入射激光束未在图中标出)，肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光(　　) A．波长等于亮环的周长 B．频率比在真空中的大 C．在肥皂膜与空气的界面上发生衍射 D．在肥皂膜与空气的界面上发生全反射 3．(2025·黑吉辽蒙卷)如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则(　　) A．激光在甲中的频率大 B．激光在乙中的频率大 C．用甲时全反射临界角大 D．用乙时全反射临界角大 4．(2026·广东模拟) 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 5．(2025·广西柳州市高三一模)如图所示，一游泳池水面与池边相平，水深为h，池底中心一点光源发出的光线只能在其正上方半径为r的圆形区域内射出水面。一救生员坐在高椅上，他的眼睛到池边的水平和竖直距离均为l，则救生员能看到水底最近的点对应光线与左侧壁的夹角θ的正弦值为(　　) A． B． C． D． 6．(2025·广西卷)如图，在扇形玻璃EOG中，OE⊥OF，可见光分别从E点沿EM、EN射向真空。该玻璃对可见光的折射率为，则(　　) A．沿EM的光发生全反射，沿EN的光不发生全反射 B．沿EM的光不发生全反射，沿EN的光发生全反射 C．沿EM、EN的两束光都发生全反射 D．沿EM、EN的两束光都不发生全反射 7．(2024·江西卷)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是(　　) A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件 B．透镜的作用是使光更集中 C．单缝的作用是获得线光源 D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多 8．在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状。如图，置于空气中的某种材料制成的光纤内芯，其上、下截面间距为L，圆台底角为θ，折射率为n，真空中光速为c。某单色光垂直下截面射入光纤，则(　　) A．射入光纤后光的频率不变 B．从上方截面射出的光束一定是平行光 C．光通过此光纤到达上截面的最短时间为 D．若满足sin θ>，则光在第一次到达光纤侧面时能从光纤侧面射出 二、非选择题：共2小题。 9．(8分)某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示。 (1)在图上画出对应的光路。 (2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB为分界面，需要测量的量是________________________，在图上标出它们。 (3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n＝________。 (4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置，底边仍重合)，若仍以AB为分界面，则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 10．(12分)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移的测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为2a，折射率为n(n<)。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。 (1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值； (2)被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。 检测(十三) 1．A　[A：金属丝加热膨胀，直径d增大，双缝间距增大，由条纹间距公式可知变小，故A正确；B：由上述分析可知变小，不是变大，故B错误； C：金属丝直径增大，双缝间距离（两狭缝中心间距）增大，故C错误；D：双缝间距离随金属丝膨胀而改变，不是不变，故D错误。故答案选A。] 2．D　[激光在不同的介质中传播时，频率相同，波长不同，激光的波长与亮环周长无关，故A、B错误；一束激光射入一个肥皂泡(图中未画出入射光线)，发现在肥皂膜内出现一个亮环，是因为激光在空气与肥皂膜分界面处发生了全反射，故C错误，D正确。] 3．D　[激光由一种介质进入另一种介质时，激光的频率不会发生变化，所以激光在两种液体中的频率相同，A、B错误；由临界角公式sin C可知，折射率越大，临界角越小，由于甲的折射率比乙的大，所以用甲时全反射的临界角小，用乙时全反射的临界角大，C错误，D正确。] 4．C　[A、光的频率由光源本身决定，与传播介质无关。当光从空气射向薄膜时，传播介质发生变化，但光的频率不会改变，故A错误；B、全反射发生的条件是：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角。由题知空气为光疏介质，薄膜为光密介质，光从空气射向薄膜时，不满足全反射的介质条件，因此不可能发生全反射，故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，故C正确，D错误。故选C。] 5．A　[救生员看到水底最近的点对应光线在水面的入射角为θ，设折射角为α，由几何关系可知tan α，得α45°，根据折射定律得，池水的折射率n，对于池底中心点光源发出的、恰好发生全反射的光线，其全反射临界角C的正弦值sin C，根据全反射临界角与折射率的关系有n，联立解得sin θ，故选A。] 6．C　[过M点和N点分别作出两界面的法线，设EM光线的入射角为θ，EN光线的入射角为α，如图所示，则在等腰三角形OEM中，∠EOM＋2θ180°，又∠EOM＜90°，则θ＞45°，同理，在等腰三角形OEN中，∠EON＋2α180°，又∠EON＜90°，则α＞45°，根据全反射临界角公式sin C得C45°，由于α和θ均大于C，故沿EM、EN的两束光都发生全反射，C正确。 ] 7．BC　[光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之间，先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，A错误，C正确；透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，B正确；根据双缝干涉条纹间距公式Δxλ可知，双缝间距d越小，则条纹间距Δx越大，测量头中观察到的条纹数目越少，D错误。] 8．AC　[光的频率由光源决定，与介质无关，所以射入光纤后光的频率不变，故A正确；从下方截面射入的光，直接射向上方截面时，射出的光束与上方截面垂直，通过光纤侧面反射后再从上方截面射出时，射出的光束与上方截面不垂直，所以从上方截面射出的光束不是平行光，B错误；光通过此光纤到达上截面的最短路程为L，光在光纤中的传播速度为v，则光通过此光纤到达上截面的最短时间为t，C正确；设光从此光纤射向空气发生全反射时的临界角为C，则有sin C，由几何知识知，光第一次到达光纤侧面时的入射角等于θ，当θ＞C，即sin θ＞时，发生全反射，光不能从光纤侧面射出，D错误。] 9．解析：(1)光路图如图所示。 (2)若以AB为分界面，需要测量的量为入射角θ1、折射角θ2，如图所示。 (3)该三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式为n。 (4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移，仍以AB为分界面，将入射光线与AB(虚线)的交点和出射光线与BC(虚线)的交点连接起来，可知与真实光线相比，该连接线顺时针偏转，导致折射角测量值偏小，而入射角测量值准确，所以折射率的测量值比真实值大。 答案：(1)见解析图　(2)入射角θ1、折射角θ2　标记见解析　(3)　(4)大于 10．解析：(1)由光路图可知，激光在M内侧面刚好发生全反射时，从M下端面出射的光与竖直方向的夹角最大，设光从M下端面出射前与竖直方向的夹角为α，光路图如图甲所示，由几何关系得cos αsin C 又sin C 由折射定律得n 联立解得sin θ。 (2)画出N下端面刚能接收反射激光和恰好全部被照亮的光路图，如图乙所示，则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围为b1bb2。 由几何关系得 tan θ tan θ 根据(1)中分析可知cos θ 则tan θ 联立解得b1，b2 所以b的相应范围为。 答案：(1) (2) 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $