2027届高考物理二轮复习专项训练 专题十四 光学

**基本信息** 聚焦光学核心考点，通过15道题构建从现象辨析到定量计算的递进训练，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|单选1-3、8|现象判断（折射/偏振/干涉）|从光的传播特性到波动现象的认知链| |规律应用|单选4-7、多选9-12|几何光学计算（折射率/临界角）|折射定律与几何关系的综合推导| |综合问题|解答13-15|复杂光路分析（全反射/多界面）|物理模型建构与科学推理的融合应用|

2027届高考物理二轮复习第三部分热学、光学、近代物理专题 专题十四光学同步练习 一、单选题 1．如图所示，插入水中的筷子看上去产生了侧移。这种现象属于（     ） A．光的全反射 B．光的折射 C．光的干涉 D．光的衍射 2．如图所示，由照相机拍摄的两组照片，甲图无法看清车内景物，乙图调整镜头后拍摄可以看清车内景物。关于该现象，下列说法正确的是（     ） A．照相机镜头前加的是滤光片 B．照相机镜头前加的是增透膜 C．照相机镜头前加的是偏振片 D．照相机镜头前加的是增反膜 3．三棱镜常用于光谱分析，是光学仪器中的核心部件之一。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光、。关于单色光、，下列说法正确的是（     ） A．在该三棱镜中光的波长小于光 B．该三棱镜对光的折射率大于对光 C．在该三棱镜中光的传播速度大于光 D．把光和光同时照射到同一区域，能产生稳定的干涉图样 4．如图，一棱镜的横截面视为半径的半圆与等腰三角形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为。在横截面所在平面内，一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，出射光线与入射光线平行，则棱镜的折射率为（     ） A． B． C． D．2 5．如图甲，在水面下深h处有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域且为a光的颜色（见图乙），以下说法正确的是（     ） A．发生全反射的临界角 B．ab光在水中的折射率 C．a光的光子能量小于b光的光子能量 D．在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光窄 6．某材料制成的透明砖的截面为如图所示的直角三角形，，。一细束单色光从的中点垂直于面入射后，在面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为，则（     ） A．光从空气射入透明砖频率变大 B．光从空气射入透明砖波长不变 C．透明砖对该光的折射率为 D．光从点到面用时为 7．如图，四分之一圆OAB是某种光学元件的横截面，其圆心为O、半径为R。一束单色光沿纸面从OA的中点垂直OA入射，第一次照射到AB上时，其反射光线和折射光线恰好相互垂直，则该元件的材料对这种单色光的折射率为（　　） A．2 B． C． D． 8．阳光照射下肥皂泡顶部会出现彩色环纹，如图所示。由于重力作用，肥皂膜的厚度发生变化。该条纹（     ） A．是干涉条纹，半径逐渐增大 B．是干涉条纹，半径保持不变 C．是衍射条纹，半径逐渐增大 D．是衍射条纹，半径保持不变 二、多选题 9．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的绝对折射率为n（），真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小 B．入射角由逐渐增大时，单色光全反射现象先消失 C．内芯相对外套是光疏介质 D．若入射角时，、单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则单色光在介质中传播的时间为 10．利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为；两者中心间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是（　　） A． B． C．与直径相差越大，越小 D．与直径相差越大，越大 11．如图1所示，三块同质有机玻璃板甲、乙、丙，拼接形成两层同心圆弧空气膜。现让一束激光从P点射入，并在空气膜Q处注入一滴油，呈现图2所示的光路（其中、为相应光线的入射角）。已知空气折射率为1，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是（   ） A．有机玻璃的折射率 B．光在有机玻璃中的传播速度 C．有机玻璃的折射率可能大于油的折射率 D．若在R处注入同种油滴，光线不会从R处进入乙 12．如图所示，用激光笔发出一细束与半圆形均质玻璃砖的截面直径平行的单色光a。当光束a到的距离为d时，该光束由C点入射后恰好从B点出射（不考虑反射）。已知该玻璃砖的截面半径为R，则（　　） A．若只稍增大d，则光束a从B点左侧上某处射出 B．若只稍增大d，则光束a从B点下方圆弧上某处射出 C．该玻璃砖对光束a的折射率为 D．该玻璃砖对光束a的折射率为 三、解答题 13．有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图，一束单色光（纸面内）从外球面上A点以入射角i射入，经折射后恰好与内球面相切于B点，光线在材料中的折射率为，已知光速为c，不考虑多次反射。求： (1)此单色光的入射角i和在该材料中的传播时间t； (2)单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角等于多少？ 14．如图所示，直角玻璃三棱镜顶角，边长为4cm。一光线从底边上的点垂直于边射到边上的点，为边的中点，光线在边上发生全反射后射到边，在边反射光线和折射光线的夹角为105°，已知光在真空中的传播速度为，求： (1)玻璃棱镜的折射率； (2)光线从点射入三棱镜到第一次从边上射出所用的时间。 15．由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件下表面圆弧以O点为圆心，上表面圆弧以点为圆心，两圆弧的半径及O、两点间距离均为R，点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF和右界面CH与平行，到的距离均为。 (1)B点与的距离为，单色光线从B点平行于射入介质，射出后恰好经过点，求介质对该单色光的折射率n； (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，并垂直CH射出，出射点在GE的延长线上，E点在上，、E两点间的距离为，空气中的光速为c，求该光在介质中的传播时间t。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C C C C B A BD AC 题号 11 12 答案 AC AD 13．(1)45°， (2)30° 【详解】（1）由题图可知 根据折射定律有 解得 根据光路可逆可知，光线到达外球面时以45°折射角射出，则单色光在材料中的传播时间 根据折射率与光速的关系有 解得 （2）当光线与材料内球面恰好发生全发射时，如图所示 根据全反射规律有 解得C=45° 在中，由正弦定理有 又由于 解得 所以 14．(1) (2) 【详解】（1）在点，边的法线与边的夹角为，入射光线垂直于边，故入射角为。由反射定律可知，反射光线与边的夹角为 边与边的夹角为，由上述角度关系可知，光线在点的入射角为，反射光线垂直于边。 设光线由玻璃从边折射到空气中的折射角为。在点，反射光线与折射光线分居法线两侧，由题给夹角得 解得 由光的折射定律得 整理得 （2）由于为边的中点，故 在直角三角形中， 故 由小问1中的光路角度关系得 在直角三角形中，由锐角三角函数得 反射光线垂直于边，故 光线第一次从边射出前在玻璃中的传播路程为 由折射率与光速的关系得 由匀速运动规律得 15．(1) (2) 【详解】（1）如图 根据题意可知B点与的距离为，，所以 可得 又因为出后恰好经过点，点为该光学器件上表面圆弧的圆心，则该单色光在上表面垂直入射，光路不变；因为，所以根据几何关系可知 介质对该单色光的折射率 （2）若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质，第一次射到介质边界的点为D，且，可知 由于 所以光线在上表面D点发生全反射，轨迹如图 根据几何关系有则光在介质中传播的距离为 光在介质中传播的速度为 所以光在介质中的传播时间 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $