专题20 光学（6年汇编）（湖南专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 聚焦湖南高考光学专题，整合2020-2026年真题及模拟题，覆盖反射与折射、全反射核心考点，通过洛埃镜实验、小孔成像、防窥屏等真实情境，实现知识应用与能力考查的结合。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11题|牛顿环、透镜成像、双缝干涉、光的折射与全反射|结合2026长沙三模牛顿环实验分析，考查条纹间距与波长、曲率半径关系| |多选题|6题|全反射临界角、复色光折射、光路动态分析|关联2026湖南高考潜水激光题，融合全反射条件与折射定律判断| |解答题|6题|折射率计算、光路作图、全反射应用|2025真题小孔成像填充介质求最小折射率，2026防窥屏结合几何关系与临界角计算|

专题20 光学 6年真题1年模拟 考点分类 湖南考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 反射与折射 2026 湖南高考真题（洛埃镜实验，平面镜倾斜微小角度，分析平移镜面对干涉条纹的影响，多选）； 2025 湖南高考真题（小孔成像问题，孔洞填充透明介质，求完整成像与掠射光出射的最小折射率，计算题） ・情境：①洛埃镜干涉实验，平面镜沿OA放置且靠近光屏，单色点光源S发出光与经平面镜反射的光形成干涉，分析平面镜平移或倾斜时条纹间距与位置变化；②《墨经》小孔成像，圆柱形孔洞深度过大导致成像不完整，填充透明介质后求使成完整像及掠射光出射的最小折射率； ・考点：洛埃镜实验原理（等效双缝干涉，虚像S′与S构成相干光源）、双缝干涉条纹间距公式（Δx=lλ/d）、几何关系与光路作图、折射定律（n=sin i/sin r）、全反射临界条件、小孔成像的几何光学分析； ・题型：多选题（2026）与计算题（2025），2026年侧重干涉条纹的动态分析，2025年侧重几何光学与折射率的计算； ・综合：2026年融合洛埃镜原理与双缝干涉条纹分析，对干涉条纹的动态变化判断能力要求较高；2025年融合小孔成像几何关系、折射定律与最小折射率求解，综合性强。 考点 02 全反射 2026 湖南高考真题（潜水爱好者水下发射激光，全反射临界角求折射率及折射后光线方向，多选）； 2025 湖南高考真题（车载摄像头嵌入均匀透明介质，扩大拍摄角度，涉及全反射与折射定律，计算题）； 2026 湖南高考真题（防窥屏结构，透明介质+光吸收屏障，控制可视角度，计算题）； 2026 湖南高考真题（半圆柱体透明介质，单色光从A点射入从B点出射，分析全反射可能性，单选） ・情境：①潜水爱好者向岸上发射激光，只有当α>41°时岸上才能收到光，求折射率及60°入射时的出射方向；②车载摄像头嵌入矩形透明介质中，通过折射将拍摄角度从120°扩大，求折射率及特定入射角下的折射角；③防窥屏由透明介质和光吸收屏障构成，控制像素单元可视角度θ，求屏障高度与像素单元最小宽度；④半圆柱体透明介质（AC为直径，B为圆弧中点），单色光从A点射入从B点出射，分析各情况下是否发生全反射； ・考点：全反射临界角公式（sin C=1/n）、折射定律（n=sin i/sin r）、几何关系与光路作图、全反射条件判断（入射角≥临界角）、防窥屏可视角度模型（几何光学与临界角结合）； ・题型：多选题（2026潜水）、计算题（2025摄像头、2026防窥屏）、单选题（2026半圆柱体），涉及全反射的题型多样； ・综合：均为几何光学内部综合，2026潜水题融合全反射条件与折射定律；2025摄像头题融合折射定律与几何角度计算；2026防窥屏题融合全反射临界角与几何长度求解，对几何分析与数学计算能力要求较高；2026半圆柱体题融合光路作图、折射定律与全反射条件判断。 考点01 反射与折射 1．BC 2．（i）1.38；（ii）1.7 考点02 全反射 1．BC 2．(1) (2) 3．（1）1.55mm；（2）0.35mm 4．D 1．B 2．B 3．A 4．C 5．B 6．C 7．B 8．B 9．D 10．A 11．D 12．BCD 13．CD 14．BD 15．AC 16．AD 17．AC 18．(1) (2)不能发生全反射。据求得临界角，而经反射膜反射后入射到圆弧上点的光线的入射角为，所以在点的光线不能发生全反射。 (3) 19．(1) (2) 20．(1) (2) 21．(1) (2) 22．(1)30° (2) 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20 光学 6年真题1年模拟 考点分类 湖南考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 反射与折射 2026 湖南高考真题（洛埃镜实验，平面镜倾斜微小角度，分析平移镜面对干涉条纹的影响，多选）； 2025 湖南高考真题（小孔成像问题，孔洞填充透明介质，求完整成像与掠射光出射的最小折射率，计算题） ・情境：①洛埃镜干涉实验，平面镜沿OA放置且靠近光屏，单色点光源S发出光与经平面镜反射的光形成干涉，分析平面镜平移或倾斜时条纹间距与位置变化；②《墨经》小孔成像，圆柱形孔洞深度过大导致成像不完整，填充透明介质后求使成完整像及掠射光出射的最小折射率； ・考点：洛埃镜实验原理（等效双缝干涉，虚像S′与S构成相干光源）、双缝干涉条纹间距公式（Δx=lλ/d）、几何关系与光路作图、折射定律（n=sin i/sin r）、全反射临界条件、小孔成像的几何光学分析； ・题型：多选题（2026）与计算题（2025），2026年侧重干涉条纹的动态分析，2025年侧重几何光学与折射率的计算； ・综合：2026年融合洛埃镜原理与双缝干涉条纹分析，对干涉条纹的动态变化判断能力要求较高；2025年融合小孔成像几何关系、折射定律与最小折射率求解，综合性强。 考点 02 全反射 2026 湖南高考真题（潜水爱好者水下发射激光，全反射临界角求折射率及折射后光线方向，多选）； 2025 湖南高考真题（车载摄像头嵌入均匀透明介质，扩大拍摄角度，涉及全反射与折射定律，计算题）； 2026 湖南高考真题（防窥屏结构，透明介质+光吸收屏障，控制可视角度，计算题）； 2026 湖南高考真题（半圆柱体透明介质，单色光从A点射入从B点出射，分析全反射可能性，单选） ・情境：①潜水爱好者向岸上发射激光，只有当α>41°时岸上才能收到光，求折射率及60°入射时的出射方向；②车载摄像头嵌入矩形透明介质中，通过折射将拍摄角度从120°扩大，求折射率及特定入射角下的折射角；③防窥屏由透明介质和光吸收屏障构成，控制像素单元可视角度θ，求屏障高度与像素单元最小宽度；④半圆柱体透明介质（AC为直径，B为圆弧中点），单色光从A点射入从B点出射，分析各情况下是否发生全反射； ・考点：全反射临界角公式（sin C=1/n）、折射定律（n=sin i/sin r）、几何关系与光路作图、全反射条件判断（入射角≥临界角）、防窥屏可视角度模型（几何光学与临界角结合）； ・题型：多选题（2026潜水）、计算题（2025摄像头、2026防窥屏）、单选题（2026半圆柱体），涉及全反射的题型多样； ・综合：均为几何光学内部综合，2026潜水题融合全反射条件与折射定律；2025摄像头题融合折射定律与几何角度计算；2026防窥屏题融合全反射临界角与几何长度求解，对几何分析与数学计算能力要求较高；2026半圆柱体题融合光路作图、折射定律与全反射条件判断。 考点01 反射与折射 1．（2024·湖南·高考真题）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 2．（2021·湖南·高考真题）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高的人站在水平地面上，其正前方处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为、深度为，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。 （i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？ （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？ 考点02 全反射 1．（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° 2．（2026·湖南·高考真题）车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制，拍摄角度为。如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况，通过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大。 (1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大为，求介质的折射率； (2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射，然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角的正弦值。 3．（2022·湖南·高考真题）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障间隙。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射。 （1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度控制为60°，求屏障的高度d； （2）若屏障高度，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。 4．（2025·湖南·高考真题）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．入射角θ小于45° B．该介质折射率大于 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 一、单选题 1．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径将一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上向下看凸透镜，可以观察到牛顿环对于该实验中观察到的牛顿环，下列说法正确的是（     ） A．牛顿环的形状为间距相等、亮暗相间的圆环状条纹 B．换曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环将变稀疏 C．改用波长更长的单色光照射，相应各环的半径将减小 D．在牛顿环的中心可观察到明条纹 2．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，M、N为某一透镜的主光轴，若将点光源置于A点，则成像于B点；若将点光源置于B点，则成像于C点。已知AB>BC，则以下有关透镜的种类和位置的说法正确的是（     ） A．透镜是凸透镜，位于点左侧 B．透镜是凹透镜，位于点右侧 C．透镜是凸透镜，位于点右侧 D．透镜是凹透镜，位于点左侧 3．（2026·湖南长沙·三模）年，英国科学家托马斯•杨完成了一项著名实验穿过两个细缝的光发生干涉，并在墙上形成一些特征性的干涉条纹，这就是经典的双缝干涉实验。这项实验及后续研究证明了光既具有波动性，又具有粒子性（即光的波粒二象性）。双缝干涉的实验装置如图所示，光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮，单缝相当于一个线光源，又把双缝照亮，通过双缝的两束光产生干涉，在屏上出现彩色干涉条纹，为了测量单色光的波长，可在单缝前加上滤光片，在屏上将出现单色光的干涉条纹，用测量头测得第条与第条亮条纹中心之间的距离D为11.5mm，双缝的间距用表示，下列说法正确的是（     ） A．相邻亮条纹中心之间的距离为1.64×10-3m B．不可以直接用激光束做光源照射双缝，来获得干涉条纹 C．为减小相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离小些，让双缝与屏之间的距离大些 D．若实验中所用的单色光的频率为，则双缝到屏之间的距离为 4．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，和都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为现有一束很细的具有两种不同颜色的复色光，以某一入射角从点射入板，且射出板后的两束单色光射在地面上、两点，由此可知（     ） A．光在两玻璃板间的空气中传播的时间是射到点的较短 B．光由玻璃射向空气时，射到点的光发生全反射的临界角较大 C．在相同条件下做双缝干涉实验，射到点的光的干涉条纹间距较小 D．在玻璃中的传播速度是射到点的光较大 5．（2026·湖南长沙·三模）利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中，为激光的出射点，为半圆柱形玻璃横截面的圆心，过半圆顶点。若某条从点发出的与成角的光线，以入射角入射到半圆弧上，出射光线平行于，则此玻璃的折射率为（　　） A． B． C． D． 6．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，由两种单色光组成的复合光从空气中经点射入长方体玻璃砖中，其折射光线分别为沿、方向的两光束。下列说法正确的是（     ） A．这是光的干涉现象 B．在真空中，光束的传播速度大于光束的传播速度 C．玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率 D．在玻璃砖中，光束的传播速度大于光束的传播速度 7．（2026·湖南长沙·二模）某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.2的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对空气中波长为的光产生极大的透射，薄膜的厚度可以是（     ） A．105.5 nm B．112.5 nm C． D． 8．（2026·湖南长沙·一模）如图所示，激光射入截面为等腰直角三角形的透明介质ABC中，激光从介质的直角边AB中点M处垂直入射，经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是（　　） A．激光在该介质中发生全反射的临界角一定为 B．入射光平行下移一段距离，其在介质中的传播时间不变 C．以M点为轴沿顺时针方向转动入射光，AC边上会有光线射出 D．激光从空气进入该介质中，其波长将变长 9．（2026·湖南长沙·模拟预测）某同学设计了一个光学实验来研究光的折射和反射现象，装置如图所示，ABC为等边三棱镜的竖直切面，P为AB边的中点，BC面水平且镀有一层银，构成一个反射面，用激光笔发出的蓝光垂直于BC面从P点射入三棱镜，经AB面折射、BC面反射后刚好照射在AC边的中点，并在三棱镜上方平行于BC面的光屏上形成一个亮点。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A．若将光屏上下平移，亮点的位置会相对于光屏移动 B．三棱镜对蓝光的折射率为 C．若仅将蓝光变成红光，则亮点相对于光屏左移 D．若仅改变激光笔发光的颜色，均不可能在AC面上发生全反射 10．（2026·湖南怀化·三模）某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图1所示。该同学先测出了“水晶球”的直径，并标记了其中一条水平直径对应的两端点，球外某光源发出的一细束单色光从球上点射向球内，当折射光线与水平直径成角时，出射光线与平行，如图2所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（     ） A．该“水晶球”的折射率为 B．光在“水晶球”中的传播时间为 C．仅改变入射光线与水平直径的夹角（大于且小于），可以使其在球内发生全反射 D．若仅换用波长更长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变小 11．（2026·湖南湘潭·模拟预测）如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，为直径，一束由光和光组成的复色光沿方向由真空从面射入玻璃，之后分成两束分别从、两点射出，其中光从点射出，光从点射出。则下列说法正确的是（　　） A．光频率等于光频率 B．玻璃中光比光传播速度大 C．若将光和光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则光照亮的水面区域大 D．两束光从点到点或到点射出，两束光在玻璃中的传播时间相等 二、多选题 12．（2026·湖南长沙·三模）如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是由这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R、高为2R的长方体，一束该单色光从左侧A'点沿半径方向，且与长方体的长边成37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是（     ） A．该透明材料的临界角是37° B．该透明材料的临界角是53° C．该透明材料的折射率为 D．光线在透明长方体中运动的总时间为 13．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，点是一半径为的玻璃半球的球心，过球心且与底面垂直的虚线表示光轴，已知玻璃的折射率为能量均匀分布的平行红光垂直入射到半球的底面上（只考虑首次射向球面的光，忽略玻璃对光能的吸收），下列说法正确的是（     ） A．若换成紫光射入，在球面上发生全反射的区域面积将减小 B．射向球面的红光有的能量被全反射 C．射向球面的红光有的能量被全反射 D．距光轴的入射光经球面折射后与光轴的交点距离点 14．（2026·湖南衡阳·模拟预测）一束包含a、b两种单色光的细光束从空气中射入顶角为的等腰三棱镜，A为入射点，经两次折射分别从C、D射出，如图所示，AC连线与底边平行。已知a光的偏向角为δ（C点出射光线与A点入射光线的夹角），三棱镜对a、b光的折射率分别用na、nb表示，则下列结论正确的是（     ） A． B． C．若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距xa<xb D．若用a、b两单色光分别照射相同金属板都能发生光电效应，则逸出的光电子最大初动能Eka<Ekb 15．（2026·湖南郴州·三模）如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从PQ面射入某长方体透明均匀介质，入射角为θ，折射光束在PN面发生全反射，反射光射向MN面，若θ逐渐增大，两束光在PN面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，下列说法正确的是（    ） A．图中光线1为红光 B．θ逐渐增大时，光线1在MN面的出射点上移 C．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 D．当θ增大到一定角度时，入射光有可能在PQ面发生全反射 16．（2026·湖南岳阳·三模）如图甲所示，某玻璃砖的截面是半径为R的四分之一圆形AOB，O为圆心，OB边不透光，一束与AO平行的单色光线从圆弧AB的中点P射入玻璃砖，折射角。再用该单色光沿与OA界面成45°角入射，如图乙所示，不考虑多次反射和折射，则（　　 ） A．玻璃砖对该光线的折射率为 B．玻璃砖对该光线的折射率为 C．图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 D．图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 17．（2026·湖南·模拟预测）如图所示，一半径为R的半圆形玻璃砖平放在水平面上，O为横截面的圆心，AB面涂有反光材料，BC为一个与玻璃砖相切于B点的屏。一束极细的单色光以平行于BC的方向照射到玻璃砖上的D点，经AB面一次反射后从E点射出。图中OD与AB的夹角，。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　 ） A．玻璃砖对该单色光的折射率为 B．光线在玻璃砖内传播的时间为 C．光线射到屏上的光斑到B点的距离为 D．若去掉AB面的反光材料也不会有光线从AB面射出 三、解答题 18．（2026·湖南长沙·二模）如图所示为半圆柱形透明体的横截面，为圆心，半径为，底面镀有反射膜。一束平行单色光沿着与水平面成角的方向射向透明体，已知透明体对该单色光的折射率，从透明体最高点射入的光线1，经反射膜反射后入射到透明体圆弧面上的点。已知该光束在真空中的传播速度为。 (1)点离底面距离多大？ (2)光线1经反射膜反射后入射到圆弧面上点的光线能否发生全反射？请简要说明判断依据。 (3)求入射到透明体内的光线在透明体中传播的最长时间（不考虑光线在透明体与空气界面的反射）。 19．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图所示的直角三角形玻璃砖，长直角边水平，顶角为（未知），光源S（图中没有标出）发出的一束光线从长直角边中点以入射角入射，经折射后的光线恰好在玻璃砖的斜边面发生全反射，已知玻璃的折射率为，求： (1)光线经玻璃砖上表面折射后的折射角； (2)若长直角边的长度为2L，并且入射光线从光源出发到进入玻璃砖所经历的时间与进入玻璃砖后光线第一次到达玻璃砖斜边所经历的时间相等，设真空中的光速为c，求光源S距离玻璃砖长直角边的竖直高度H。 20．（2026·湖南衡阳·模拟预测）在水面上方看水下物体时，若观察位置接近物体正上方，看到的虚像位于光线反向延长线的交点。如图所示，观察水面下方处的点光源S时，看到虚像的位置到水面的距离。（当时，） (1)求水对光源发出光的折射率。 (2)求水面上有光射出区域的面积。 21．（2026·湖南邵阳·三模）如图为半径的半圆柱形玻璃砖，为截面圆心，，一束单色光从点以入射角射入玻璃砖，折射光线刚好从点射出，连线与竖直方向的直径垂直。 (1)保持入射光的方向不变，将入射点从向下移动，当入射点移到点时，激光恰能在左侧圆弧面上点（、未画出）发生全反射，求光在玻璃砖内由点传播到点的时间（不考虑多次反射，已知该激光在真空中的传播速度为，）； (2)保持入射光的方向不变，将入射点从向上移动，当入射点移到点时，激光恰能在左侧圆弧面上点（、未画出）发生全反射，求、两点的距离。 22．（2026·四川·模拟预测）如图所示，一个圆柱形玻璃砖的横截面是半径为R的圆，O为圆心，OA、OB为半径。一束平行光线在其主截面内沿水平方向射向OA，与OA的夹角为45°。已知玻璃砖对该单色光的折射率。 (1)求光线进入玻璃砖后的折射角。 (2)若射向OB的光线均被吸收，求在圆弧AB上有光线射出的部分的弧长。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20 光学 6年真题1年模拟 考点分类 湖南考情（2020-2026） 命题规律 考点 01 反射与折射 2026 湖南高考真题（洛埃镜实验，平面镜倾斜微小角度，分析平移镜面对干涉条纹的影响，多选）； 2025 湖南高考真题（小孔成像问题，孔洞填充透明介质，求完整成像与掠射光出射的最小折射率，计算题） ・情境：①洛埃镜干涉实验，平面镜沿OA放置且靠近光屏，单色点光源S发出光与经平面镜反射的光形成干涉，分析平面镜平移或倾斜时条纹间距与位置变化；②《墨经》小孔成像，圆柱形孔洞深度过大导致成像不完整，填充透明介质后求使成完整像及掠射光出射的最小折射率； ・考点：洛埃镜实验原理（等效双缝干涉，虚像S′与S构成相干光源）、双缝干涉条纹间距公式（Δx=lλ/d）、几何关系与光路作图、折射定律（n=sin i/sin r）、全反射临界条件、小孔成像的几何光学分析； ・题型：多选题（2026）与计算题（2025），2026年侧重干涉条纹的动态分析，2025年侧重几何光学与折射率的计算； ・综合：2026年融合洛埃镜原理与双缝干涉条纹分析，对干涉条纹的动态变化判断能力要求较高；2025年融合小孔成像几何关系、折射定律与最小折射率求解，综合性强。 考点 02 全反射 2026 湖南高考真题（潜水爱好者水下发射激光，全反射临界角求折射率及折射后光线方向，多选）； 2025 湖南高考真题（车载摄像头嵌入均匀透明介质，扩大拍摄角度，涉及全反射与折射定律，计算题）； 2026 湖南高考真题（防窥屏结构，透明介质+光吸收屏障，控制可视角度，计算题）； 2026 湖南高考真题（半圆柱体透明介质，单色光从A点射入从B点出射，分析全反射可能性，单选） ・情境：①潜水爱好者向岸上发射激光，只有当α>41°时岸上才能收到光，求折射率及60°入射时的出射方向；②车载摄像头嵌入矩形透明介质中，通过折射将拍摄角度从120°扩大，求折射率及特定入射角下的折射角；③防窥屏由透明介质和光吸收屏障构成，控制像素单元可视角度θ，求屏障高度与像素单元最小宽度；④半圆柱体透明介质（AC为直径，B为圆弧中点），单色光从A点射入从B点出射，分析各情况下是否发生全反射； ・考点：全反射临界角公式（sin C=1/n）、折射定律（n=sin i/sin r）、几何关系与光路作图、全反射条件判断（入射角≥临界角）、防窥屏可视角度模型（几何光学与临界角结合）； ・题型：多选题（2026潜水）、计算题（2025摄像头、2026防窥屏）、单选题（2026半圆柱体），涉及全反射的题型多样； ・综合：均为几何光学内部综合，2026潜水题融合全反射条件与折射定律；2025摄像头题融合折射定律与几何角度计算；2026防窥屏题融合全反射临界角与几何长度求解，对几何分析与数学计算能力要求较高；2026半圆柱体题融合光路作图、折射定律与全反射条件判断。 考点01 反射与折射 1．（2024·湖南·高考真题）1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 【答案】BC 【详解】CD．根据题意画出光路图 如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与S′的距离为d，则 d = 2aS到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式 可得 则若θ = 0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移动，故C正确，D错误； AB．同理再次画出光路图有 沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿AO向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。 故选BC。 2．（2021·湖南·高考真题）我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高的人站在水平地面上，其正前方处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为、深度为，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。 （i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？ （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？ 【答案】（i）1.38；（ii）1.7 【详解】（i）根据题意作出如下光路图 当孔在人身高一半时有 tanθ = = ≈ ，sinθ = 0.8， tanα = ，sinα = 由折射定律有 n = （ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，则可画出如下光路图 根据几何关系有 考点02 全反射 1．（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° 【答案】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。 2．（2026·湖南·高考真题）车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制，拍摄角度为。如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况，通过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大。 (1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大为，求介质的折射率； (2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射，然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角的正弦值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示 根据几何关系可知光线1的折射角为，入射角为90° 可得 （2）根据几何关系可得光线2在玻璃砖中的折射角为 根据折射定律 其中 解得 3．（2022·湖南·高考真题）如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障间隙。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射。 （1）若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度控制为60°，求屏障的高度d； （2）若屏障高度，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。 【答案】（1）1.55mm；（2）0.35mm 【详解】（1）发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收，考虑射到屏障顶端的光射到透明介质和空气界面，折射后从界面射向空气，由题意可知θ=60°，则 在介质中的入射角为i，则 解得 由几何关系 解得 （2）若视角度刚好被扩为180°，则，此时光线在界面发生全反射，此时光线在界面处的入射角 解得 C=30° 此时发光像素单元发光点距离屏障的距离为 像素单元宽度x最小为 4．（2025·湖南·高考真题）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　） A．入射角θ小于45° B．该介质折射率大于 C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射 【答案】D 【详解】AB．根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有 则有， 解得 故AB错误； C．根据题意，由 可知 即 增大入射角，光路图如图所示 由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误； D．减小入射角，光路图如图所示 由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确。 故选D。 一、单选题 1．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径将一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上向下看凸透镜，可以观察到牛顿环对于该实验中观察到的牛顿环，下列说法正确的是（     ） A．牛顿环的形状为间距相等、亮暗相间的圆环状条纹 B．换曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环将变稀疏 C．改用波长更长的单色光照射，相应各环的半径将减小 D．在牛顿环的中心可观察到明条纹 【答案】B 【详解】A．因透镜与玻璃表面间的空气薄膜厚度不是均匀变化，故牛顿环的间距不相等，故A错误； B．将凸透镜的曲率半径变大，与透镜中心等距离位置的空气层厚度变小，同厚度对应的亮纹由中心向外偏移，即同一级圆环半径变大，条纹变稀疏，故B正确； C．改用波长更长的单色光照射，同一级亮纹对应的光程差变大，各环的半径将增大，故C错误； D．在牛顿环的中心凸透镜与平面玻璃的间距为，考虑单色光在平面玻璃上表面反射时有半波损失，故两列反射光叠加反而振动减弱，牛顿环的中心为暗区，故D错误。 故选B。 2．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，M、N为某一透镜的主光轴，若将点光源置于A点，则成像于B点；若将点光源置于B点，则成像于C点。已知AB>BC，则以下有关透镜的种类和位置的说法正确的是（     ） A．透镜是凸透镜，位于点左侧 B．透镜是凹透镜，位于点右侧 C．透镜是凸透镜，位于点右侧 D．透镜是凹透镜，位于点左侧 【答案】B 【详解】A．若透镜是凸透镜且位于点左侧，当物体由点移到点，虚像位置由点移到点，像距增大的速度大于物距增大的速度，即应满足，故A错误； C．若透镜是凸透镜且位于点右侧，当物体位于点时，虚像不可能在物体和凸透镜之间的点，故C错误； B．若透镜是凹透镜且位于点右侧，若物体放在点，虚像成在物体和凹透镜之间的点；若物体放在点，虚像成在物体和凹透镜之间的点，故B正确 D．若透镜是凹透镜且在点的左侧，物体在点时，虚像不可能成在物体和凹透镜以外的点，故D错误。 故选B。 3．（2026·湖南长沙·三模）年，英国科学家托马斯•杨完成了一项著名实验穿过两个细缝的光发生干涉，并在墙上形成一些特征性的干涉条纹，这就是经典的双缝干涉实验。这项实验及后续研究证明了光既具有波动性，又具有粒子性（即光的波粒二象性）。双缝干涉的实验装置如图所示，光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮，单缝相当于一个线光源，又把双缝照亮，通过双缝的两束光产生干涉，在屏上出现彩色干涉条纹，为了测量单色光的波长，可在单缝前加上滤光片，在屏上将出现单色光的干涉条纹，用测量头测得第条与第条亮条纹中心之间的距离D为11.5mm，双缝的间距用表示，下列说法正确的是（     ） A．相邻亮条纹中心之间的距离为1.64×10-3m B．不可以直接用激光束做光源照射双缝，来获得干涉条纹 C．为减小相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离小些，让双缝与屏之间的距离大些 D．若实验中所用的单色光的频率为，则双缝到屏之间的距离为 【答案】A 【详解】A．测得第条与第条亮条纹中心之间的距离为，则相邻亮条纹中心之间的距离为 ，故A正确 B．因为激光的单色性好、相干性高，若用激光做光源，则可以直接用激光束照射双缝，即可获得干涉条纹，故B错误 C．根据条纹间距的计算公式有，为减小相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离大些，让双缝与屏之间的距离小些，故C错误 D．由，，可得双缝到屏之间的距离为，故D错误。 故选A。 4．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，和都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为现有一束很细的具有两种不同颜色的复色光，以某一入射角从点射入板，且射出板后的两束单色光射在地面上、两点，由此可知（     ） A．光在两玻璃板间的空气中传播的时间是射到点的较短 B．光由玻璃射向空气时，射到点的光发生全反射的临界角较大 C．在相同条件下做双缝干涉实验，射到点的光的干涉条纹间距较小 D．在玻璃中的传播速度是射到点的光较大 【答案】C 【详解】A．平行玻璃板只改变出射光线的位置，不改变其方向。折射率越大，光在玻璃中的折射角越小，侧移越大；结合、两点的位置可知，射到点的光折射率较大，且它在、两板间空气中的传播距离较大。两束光在空气中的传播速度相同，故射到点的光在两板间空气中的传播时间较长，故A错误； B．由临界角公式 可知，折射率越大，临界角越小，故B错误； C．射到点的光折射率较大，频率较大、波长较短。双缝干涉条纹间距 在其他条件相同时，射到点的光的条纹间距较小，故C正确； D．由 可知，射到点的光在玻璃中的传播速度较小，故D错误。 故选C。 5．（2026·湖南长沙·三模）利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中，为激光的出射点，为半圆柱形玻璃横截面的圆心，过半圆顶点。若某条从点发出的与成角的光线，以入射角入射到半圆弧上，出射光线平行于，则此玻璃的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设折射角为r，根据光路图，利用几何关系可得 由折射定律可得，玻璃的折射率 故选B。 6．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，由两种单色光组成的复合光从空气中经点射入长方体玻璃砖中，其折射光线分别为沿、方向的两光束。下列说法正确的是（     ） A．这是光的干涉现象 B．在真空中，光束的传播速度大于光束的传播速度 C．玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率 D．在玻璃砖中，光束的传播速度大于光束的传播速度 【答案】C 【详解】A．光从一种介质斜射入另外一种介质，光的传播方向发生改变的现象叫光的折射，由题图可知，这是光的折射现象，故A错误； C．由图可知，玻璃砖对光的折射程度较大，所以玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率，故C正确； BD．在真空中，光束的传播速度等于光束的传播速度，均为光速；根据，由于玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率，所以在玻璃砖中，光束的传播速度小于光束的传播速度，故BD错误。 故选C。 7．（2026·湖南长沙·二模）某照相机的透镜表面镀有一层折射率为1.2的透明介质薄膜，可以利用光的干涉减弱玻璃表面的反射光，增强透射光，如图所示，为了使玻璃透镜对空气中波长为的光产生极大的透射，薄膜的厚度可以是（     ） A．105.5 nm B．112.5 nm C． D． 【答案】B 【详解】该光在空气中的波长为，频率为 该光在薄膜中的波速为 光由空气射入薄膜，频率不变，仍为 则该光在薄膜中的波长为 为了使透射光最强，须使薄膜上下两个表面反射的光相消，薄膜的厚度须满足（k=0，1，2，3……） 当k=0时，薄膜的厚度是 当k=1时，薄膜的厚度是 当k=2时，薄膜的厚度是 只有选项B符合题意。 故选 B。 8．（2026·湖南长沙·一模）如图所示，激光射入截面为等腰直角三角形的透明介质ABC中，激光从介质的直角边AB中点M处垂直入射，经斜边AC全反射后从另一直角边BC射出。下列说法正确的是（　　） A．激光在该介质中发生全反射的临界角一定为 B．入射光平行下移一段距离，其在介质中的传播时间不变 C．以M点为轴沿顺时针方向转动入射光，AC边上会有光线射出 D．激光从空气进入该介质中，其波长将变长 【答案】B 【详解】A．激光在边入射角为，发生全反射说明全反射临界角，并非一定等于，A错误； B．入射光平行下移一段距离，光线在介质中的传播距离不变，由几何关系可知，传播距离始终等于直角边AB的长度，所以其在介质中的传播时间不变，B正确； C．以顺时针转动入射光，折射光进入介质后向右下方偏折，射到时入射角将大于，原本临界角，入射角更大，仍满足全反射条件，边不会有光线射出，C错误； D．光进入介质，频率不变，传播速度减小，由可知波长变短，D错误。 故选B 。 9．（2026·湖南长沙·模拟预测）某同学设计了一个光学实验来研究光的折射和反射现象，装置如图所示，ABC为等边三棱镜的竖直切面，P为AB边的中点，BC面水平且镀有一层银，构成一个反射面，用激光笔发出的蓝光垂直于BC面从P点射入三棱镜，经AB面折射、BC面反射后刚好照射在AC边的中点，并在三棱镜上方平行于BC面的光屏上形成一个亮点。不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A．若将光屏上下平移，亮点的位置会相对于光屏移动 B．三棱镜对蓝光的折射率为 C．若仅将蓝光变成红光，则亮点相对于光屏左移 D．若仅改变激光笔发光的颜色，均不可能在AC面上发生全反射 【答案】D 【详解】A．画出光路图 根据对称性及光路可逆结合几何关系，在AB边折射角等于AC边入射角，可知光由面射出以后垂直于边向上，所以当将光屏上下平行移动时，亮点的位置不会相对于屏移动，A错误； B．光在面的入射角，折射角 根据折射定律有，B错误； C．若仅将蓝光变成红光，折射率变小，则折射角变大，作出光路图分析可知亮点相对于光屏右移，C错误； D．仅改变激光笔发光的颜色，根据光路可逆性可知，AB边折射角等于AC边入射角，所以不可能发生全反射，D正确。 故选D。 10．（2026·湖南怀化·三模）某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图1所示。该同学先测出了“水晶球”的直径，并标记了其中一条水平直径对应的两端点，球外某光源发出的一细束单色光从球上点射向球内，当折射光线与水平直径成角时，出射光线与平行，如图2所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（     ） A．该“水晶球”的折射率为 B．光在“水晶球”中的传播时间为 C．仅改变入射光线与水平直径的夹角（大于且小于），可以使其在球内发生全反射 D．若仅换用波长更长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变小 【答案】A 【详解】A．设“水晶球”半径为 ，光线在球内从 P 点到达右侧球面上的点 M。由于 P 点在水平直径端点处，P 点处球面的法线就是水平直径所在直线，所以球内折射光线与法线的夹角为 ，由圆的几何关系，弦 与水平直径成角时，半径与水平直径的夹角为，因此光线在 M 点从“水晶球”射向空气时，球内入射角为 ，空气中的折射角为 ，根据折射定律有 解得 ，故A正确； B．由A项中的几何关系可知，光线在球内的传播路径是弦 ，弦长为 光在“水晶球”中的传播速度为 所以传播时间为 ，故B错误； C．若只改变从空气射入球内的入射光线方向，设光进入球内后的折射角为 。在空气进入“水晶球”的界面上，根据折射定律有 因为 ，所以 而“水晶球”到空气的临界角 满足 可得 。球面内同一条弦到达另一侧球面时的入射角仍等于该折射角 ，因此达不到发生全反射所需的临界角，故C错误； D．在正常色散情况下，入射光波长越长，“水晶球”对该光的折射率越小。 光在介质中的传播速度为 折射率变小，则光在“水晶球”中的传播速度变大，故D错误。 故选A。 11．（2026·湖南湘潭·模拟预测）如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，为直径，一束由光和光组成的复色光沿方向由真空从面射入玻璃，之后分成两束分别从、两点射出，其中光从点射出，光从点射出。则下列说法正确的是（　　） A．光频率等于光频率 B．玻璃中光比光传播速度大 C．若将光和光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则光照亮的水面区域大 D．两束光从点到点或到点射出，两束光在玻璃中的传播时间相等 【答案】D 【详解】A．由图可知，入射角相同，光的折射光线更靠近法线，折射角小于光的折射角，根据折射定律 可知光的折射率较大，即，折射率越大频率越高，所以光频率大于光频率，故A错误； B．根据 可知，折射率大的光在介质中传播速度小，所以玻璃中光比光传播速度小，故B错误； C．根据全反射临界角公式 则光的临界角小于光的临界角，照亮的水面半径 所以光照亮的水面区域小，故C错误； D．设半圆柱体玻璃砖的半径为，光在玻璃中的折射角为，由几何关系可知光在玻璃中的传播路程 光在玻璃中的传播速度 则传播时间 可见传播时间与折射率无关，所以两束光在玻璃中的传播时间相等，故D正确。 故选D。 二、多选题 12．（2026·湖南长沙·三模）如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是由这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R、高为2R的长方体，一束该单色光从左侧A'点沿半径方向，且与长方体的长边成37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是（     ） A．该透明材料的临界角是37° B．该透明材料的临界角是53° C．该透明材料的折射率为 D．光线在透明长方体中运动的总时间为 【答案】BCD 【详解】A．设光线在平面AB处的入射角为，图中是入射光线与界面AB的夹角，因此有 由图乙可知，当时开始出现折射光线，此时入射角恰好等于临界角，解得，故A错误； B．由图乙可知，当时无折射光线，说明此时发生全反射；当时折射光线开始出现，对应的入射角为临界角，根据几何关系有 解得，故B正确； C．光线由该透明材料射向真空，发生全反射的临界条件为 解得 代入以及，解得，故C正确； D．光线沿半圆柱体的半径方向入射，在曲面处入射角为，传播方向不变。进入长方体后，光线与长边的夹角为，在上下表面反射后该夹角保持不变。将反射光路展开，设光线在长方体内运动的总路程为，其水平方向的总位移为8R，根据几何关系有 解得 光在该材料中的传播速度为 解得 光线在长方体中运动的总时间为 解得，故D正确。 故选BCD。 13．（2026·湖南长沙·三模）如图所示，点是一半径为的玻璃半球的球心，过球心且与底面垂直的虚线表示光轴，已知玻璃的折射率为能量均匀分布的平行红光垂直入射到半球的底面上（只考虑首次射向球面的光，忽略玻璃对光能的吸收），下列说法正确的是（     ） A．若换成紫光射入，在球面上发生全反射的区域面积将减小 B．射向球面的红光有的能量被全反射 C．射向球面的红光有的能量被全反射 D．距光轴的入射光经球面折射后与光轴的交点距离点 【答案】CD 【详解】A．如答图甲所示，红光发生全反射的临界角较大，若红光射到球面A点恰好发生全反射，则紫光射到A点左侧的B点恰好发生全反射，它发生全反射的区域面积较大，故A错误； BC．红光刚发生全反射对应的底面半径 故能被全反射的红光能量占比为，故B错误，C正确； D．距光轴的入射光的折射光线如答图乙所示，光线的入射角满足，由折射定律有 解得折射角 在中，由正弦定理有 解得，故D正确。 14．（2026·湖南衡阳·模拟预测）一束包含a、b两种单色光的细光束从空气中射入顶角为的等腰三棱镜，A为入射点，经两次折射分别从C、D射出，如图所示，AC连线与底边平行。已知a光的偏向角为δ（C点出射光线与A点入射光线的夹角），三棱镜对a、b光的折射率分别用na、nb表示，则下列结论正确的是（     ） A． B． C．若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距xa<xb D．若用a、b两单色光分别照射相同金属板都能发生光电效应，则逸出的光电子最大初动能Eka<Ekb 【答案】BD 【详解】AB．由题意知，该三棱镜为顶角为的等腰三棱镜，两底角均为 对于a光，光线AC与底边平行，根据几何关系可知，光线在左侧界面的折射角 由于光路平行于底边，在此等腰三棱镜中光路具有对称性，即在右侧界面的入射角，出射角等于左侧的入射角。总偏向角为两次偏折角度之和，即 解得 根据折射定律，三棱镜对a光的折射率为 故A错误，B正确； C．由图可知，包含a、b两种单色光的细光束以相同的入射角射入三棱镜时，b光的偏折程度更大，说明三棱镜对b光的折射率更大，即 折射率越大，光的频率越高、波长越短，因此 根据双缝干涉条纹间距公式可知，在同一双缝干涉装置中，波长越长，条纹间距越大，故屏上的条纹间距，故C错误； D．由上述分析可知，b光的频率大于a光的频率，即 根据爱因斯坦光电效应方程分，别用a、b单色光照射相同金属板，由于，则逸出的光电子最大初动能b大于a，故D正确。 故选BD。 15．（2026·湖南郴州·三模）如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从PQ面射入某长方体透明均匀介质，入射角为θ，折射光束在PN面发生全反射，反射光射向MN面，若θ逐渐增大，两束光在PN面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，下列说法正确的是（    ） A．图中光线1为红光 B．θ逐渐增大时，光线1在MN面的出射点上移 C．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 D．当θ增大到一定角度时，入射光有可能在PQ面发生全反射 【答案】AC 【详解】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在PQ面，入射角相同，根据折射定律，可知绿光在PQ面的折射角较小，结合图示，根据几何关系可知绿光比红光更靠近N点，则图中光线1为红光，2为绿光，故A正确； B．θ逐渐增大时，光线1与NP面的交点右移，根据全反射现象可知，光线1在MN面的出射点下移，故B错误； C．根据全反射临界角与折射率的关系，由于红光的折射率小于绿光的折射率，可知红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NP面的交点右移过程中，在NP面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故C正确； D．在PQ面，光是从光疏介质到光密介质，无论θ多大，在PQ面都不可能发生全反射，故D错误。 故选AC。 16．（2026·湖南岳阳·三模）如图甲所示，某玻璃砖的截面是半径为R的四分之一圆形AOB，O为圆心，OB边不透光，一束与AO平行的单色光线从圆弧AB的中点P射入玻璃砖，折射角。再用该单色光沿与OA界面成45°角入射，如图乙所示，不考虑多次反射和折射，则（　　 ） A．玻璃砖对该光线的折射率为 B．玻璃砖对该光线的折射率为 C．图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 D．图乙中AB圆弧间有光透出的弧长为 【答案】AD 【详解】AB．如图 图甲中，P是圆弧AB中点，入射光线平行AO，几何关系得入射角 ，折射角 。根据折射定律： 故A正确，B错误。 CD．由折射率与全反射临界角关系可知，代入数据可得，恰好发生全反射的光路图如图所示 由几何关系可知，由折射定律可知，则有光射出的区域对应的圆心角，有光透出的弧长，故C错误，D正确。 故选AD。 17．（2026·湖南·模拟预测）如图所示，一半径为R的半圆形玻璃砖平放在水平面上，O为横截面的圆心，AB面涂有反光材料，BC为一个与玻璃砖相切于B点的屏。一束极细的单色光以平行于BC的方向照射到玻璃砖上的D点，经AB面一次反射后从E点射出。图中OD与AB的夹角，。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　 ） A．玻璃砖对该单色光的折射率为 B．光线在玻璃砖内传播的时间为 C．光线射到屏上的光斑到B点的距离为 D．若去掉AB面的反光材料也不会有光线从AB面射出 【答案】AC 【详解】A．光路图如图所示 由几何关系可知，，由折射定律可知，故A正确； B．由几何关系可知光在玻璃砖中的传播距离 传播速度 传播时间，故B错误； C．由几何关系可知 代入数据可得，故C正确； D．由全反射临界角与折射率关系可知 由几何关系可知光在P点的入射角为，则去掉AB面的反光材料光会从AB面射出，故D错误。 故选AC。 三、解答题 18．（2026·湖南长沙·二模）如图所示为半圆柱形透明体的横截面，为圆心，半径为，底面镀有反射膜。一束平行单色光沿着与水平面成角的方向射向透明体，已知透明体对该单色光的折射率，从透明体最高点射入的光线1，经反射膜反射后入射到透明体圆弧面上的点。已知该光束在真空中的传播速度为。 (1)点离底面距离多大？ (2)光线1经反射膜反射后入射到圆弧面上点的光线能否发生全反射？请简要说明判断依据。 (3)求入射到透明体内的光线在透明体中传播的最长时间（不考虑光线在透明体与空气界面的反射）。 【答案】(1) (2)不能发生全反射。据求得临界角，而经反射膜反射后入射到圆弧上点的光线的入射角为，所以在点的光线不能发生全反射。 (3) 【详解】（1）作出光路图及辅助线如图所示，在点，由几何关系知，入射角等于，设折射角等于 则有，故折射角 由平面镜成像规律及几何知识知，，所以 由解得 （2）据求得临界角 又据（1）知经反射膜反射后入射到圆弧上点的光线的入射角为，所以在点的光线不能发生全反射。 或：据（1）知，光线在点的入射角等于在点的折射角，根据光路可逆，在点的光线不能发生全反射 （3）据平面镜成像规律知，光线在透明体中传播路径总长度均为弦长，当光线方向沿径向时，传播路径为直径，此时光传播路径最长 光线在透明体中传播速度，故传播时间最长时间 解得 19．（2026·湖南衡阳·模拟预测）如图所示的直角三角形玻璃砖，长直角边水平，顶角为（未知），光源S（图中没有标出）发出的一束光线从长直角边中点以入射角入射，经折射后的光线恰好在玻璃砖的斜边面发生全反射，已知玻璃的折射率为，求： (1)光线经玻璃砖上表面折射后的折射角； (2)若长直角边的长度为2L，并且入射光线从光源出发到进入玻璃砖所经历的时间与进入玻璃砖后光线第一次到达玻璃砖斜边所经历的时间相等，设真空中的光速为c，求光源S距离玻璃砖长直角边的竖直高度H。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由折射定律 解得折射角 （2）临界角满足 解得 光路图如上图所示，从光线进入玻璃砖到第一次到达玻璃砖斜边恰好发生全反射，由正弦定理可知光线在玻璃砖中所通过的路程满足，其中， 联立解得 光线在玻璃砖中的传播速度为 由题意可得 解得 20．（2026·湖南衡阳·模拟预测）在水面上方看水下物体时，若观察位置接近物体正上方，看到的虚像位于光线反向延长线的交点。如图所示，观察水面下方处的点光源S时，看到虚像的位置到水面的距离。（当时，） (1)求水对光源发出光的折射率。 (2)求水面上有光射出区域的面积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）如图所示，设光源正上方水面上的点为A，取水面上到A点距离为（极小）的点B。由几何关系可得光在B点入射角的正弦值 光在B点出射角的正弦值 由折射定律可得，水对光的折射率 （2）设光在水中发生全反射的临界角为C，水面上有光射出区域的半径为 由折射定律，有 由几何关系，有 水面上有光射出区域的面积 21．（2026·湖南邵阳·三模）如图为半径的半圆柱形玻璃砖，为截面圆心，，一束单色光从点以入射角射入玻璃砖，折射光线刚好从点射出，连线与竖直方向的直径垂直。 (1)保持入射光的方向不变，将入射点从向下移动，当入射点移到点时，激光恰能在左侧圆弧面上点（、未画出）发生全反射，求光在玻璃砖内由点传播到点的时间（不考虑多次反射，已知该激光在真空中的传播速度为，）； (2)保持入射光的方向不变，将入射点从向上移动，当入射点移到点时，激光恰能在左侧圆弧面上点（、未画出）发生全反射，求、两点的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设折射角为，在中，，，由几何关系可得，则 即 根据折射定律得 代入已知条件可得 由全反射临界角 可知 设为路程，由正弦定理得 解得 由激光在玻璃砖中的速度 解得 （2）全反射临界角，如图所示， 根据正弦定理可知 则 则 22．（2026·四川·模拟预测）如图所示，一个圆柱形玻璃砖的横截面是半径为R的圆，O为圆心，OA、OB为半径。一束平行光线在其主截面内沿水平方向射向OA，与OA的夹角为45°。已知玻璃砖对该单色光的折射率。 (1)求光线进入玻璃砖后的折射角。 (2)若射向OB的光线均被吸收，求在圆弧AB上有光线射出的部分的弧长。 【答案】(1)30° (2) 【详解】（1）光从OA射入玻璃砖，由几何关系知入射角 由折射定律有 解得折射角 （2）光从玻璃砖射出时，设在D点恰好发生全反射，作出光路图，如图所示 全反射临界角C与折射率n的关系为 解得 光射入玻璃砖的折射角为30°，可知 则 故圆弧AB上有光线射出的部分对应的圆心角为 其弧长为 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $