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高考物理一轮复习 光学
一．选择题（共10小题）
1．（2025 镇海区）如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从、点射出。下列说法中正确的是　　
A．逐渐减小入射角，紫光先发生全反射
B．逐渐减小入射角，红光先发生全反射
C．红光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长
D．紫光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长
2．（2025 苏州校级二模）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；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．与直径相差越大，△越大
C．轻压右端，若△增大则有
D．与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹
3．（2025 邗江区）用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列操作可使中央亮条纹变宽的是　　
A．增大激光束的宽度 B．减小单缝的宽度
C．减小屏到单缝的距离 D．改用绿色激光照射
4．（2025 浙江）双缝干涉的实验装置的截面图如图所示，光源到双缝、的距离相等，是、连线中垂线与光屏的交点。若现在将该装置中垂线以下的部分没入水中，则原本处在点的亮条纹将会　　
A．向上移动 B．向下移 C．不动 D．无法确定
5．（2025 南京二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，空气水下有一点光源，同时发出两种不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是　　
A．光发生全反射的临界角大
B．光的频率小于光
C．水对光的折射率大于对光的折射率
D．用同一装置做双缝干涉实验，光条纹间距更小
6．（2025 沙坪坝区三模）一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为、两束单色光，光路图如图所示，下列说法正确的是　　
A．光在玻璃中的折射率较大
B．光在玻璃中的传播速度较大
C．光和光从空气进入玻璃后频率都会增大
D．若增大入射角，光可能会发生全反射
7．（2025 山东）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠与待测滚珠、放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是　　
A．滚珠、均合格 B．滚珠、均不合格
C．滚珠合格，滚珠不合格 D．滚珠不合格，滚珠合格
8．（2025 揭阳二模）关于光学现象，下列说法正确的是　　
A．图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射
B．图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的
C．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象
D．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象
9．（2025 和平区）潜水艇内的人员为了观察水面上的情况，需要升起潜望镜，潜望镜内的主要光学元件是全反射棱镜。如图所示，为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，甲、乙两束单色光组成的光束垂直入射到面上，在面上发生了全反射。若保持入射点的位置不变，使光线绕点顺时针转动时，甲光先从面上射出，则关于甲、乙两束光的说法正确的是　　
A．在相同条件下做单缝衍射实验，甲光的中央条纹宽度大
B．真空中甲光的传播速度比乙光大
C．甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃砖上表面，甲光从下表面的出射光线与入射光线的间距大
D．甲、乙光分别照射同一光电管，都产生了光电效应，甲光的遏止电压大
10．（2025 湖北）水面下深处有一点光源，发出两种不同颜色的光和，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为光构成的圆环。若光的折射率为，下列说法正确的是　　
A．复色光圆形区域的面积为
B．光从水中进入空气中波长变短
C．在水中，光发生全反射的临界角比光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，光的干涉条纹比光的窄
二．多选题（共5小题）
11．（2025 邯郸一模）如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分别从、点射出。下列说法中正确的是　　
A．从点射出的是红光
B．在相同条件下，从点射出的光更容易发生衍射
C．两束光从点射入，到从、点射出所用的时间相等
D．沿、折射的单色光的能量之和等于沿入射复色光的能量
12．（2025 罗湖区）某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值，称为负折射率材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源发出的一束电磁波的入射角，经负折射率的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为，电磁波在真空中的传播速度为，不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是　　
A．该电磁波的出射点位于法线的上方
B．电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行
C．电磁波由空气进入平板介质，波长变长
D．电磁波在平板介质中的传播时间为
13．（2025 梅州）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是　　
A．若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量
B．若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光
C．若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片
D．图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷
14．（2025 南开区二模）如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为，由、、三种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从点以的入射角射入球中，、、三条折射光线如图乙所示，其中光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正确的是　　
A．该液体材料对光的折射率小于对光的折射率
B．光在液体球中的传播速度最大
C．该液体材料对光的折射率为
D．若继续增大入射角，光可能因发生全反射而无法射出液体球
15．（2025 广西）如图，为单色光图，发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源，设光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直，单色光波长为，下列说法正确的是　　
A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
C．若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为
D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为△，则该液体的折射率为
三．填空题（共5小题）
16．（2025 福建）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角 　　（填“大于”“等于”或“小于” 绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴 　　（填“顺时针”或“逆时针” 转动一小角度。
17．（2025 厦门三模）我国唐代对彩虹形成的原因已有记载，《礼记月令季春之月》中提到“日照雨滴则虹生”。一束太阳光射入球形雨滴形成彩虹的光路如图所示，则光线的频率 　　（选填“大于”、“等于”或“小于” 光线的频率，已知太阳光射入雨滴时入射角，光线偏折角，光线在雨滴中的折射率等于 　　（结果保留两位有效数字，，，。
18．（2025 福州二模）如图所示，一束复色光从空气射入到玻璃三棱镜，出射光分成、两束单色光，则 　　（选填“”或“” 光在玻璃中折射率更大；在真空中光传播速度 　　（选填“大于”、“等于”或“小于” 光的传播速度；将，两束光分别经过相同的单缝衍射装置，　　（选填“”或“” 光产生的中央亮条纹更宽。
19．（2025 松江区校级三模）如图为富兰克林使用射线拍摄的晶体，这是利用了光的 　　现象。（选填：“：干涉”、“ ：衍射”
20．（2025 德阳）德阳灯会历来就有“川西灯会看德阳”之盛誉。时隔8年，第十五届德阳灯会将于2024年2月2日至3月9日在德阳玄珠湖公园举行，届时240米吉尼斯龙灯旋连“三星堆宝藏”等1000余组彩灯共镶“华灯盛宴”。如图所示，深度足够的、灌满透明湖水的圆柱形玄珠湖直径为，在湖面中央点正下方合适的位置处安装绿色点光源（图中未画出），使得岸上的游客能看到整个湖面恰好都被照亮，已知湖水对绿光的折射率为。假如你就是“华灯盛宴”的设计师，请你帮安装师傅设计出绿色光源的深度　　；若在点正下方再安装一个红色点光源，仍然要求恰好照亮整个湖面，则安装的深度应 　　（选填“更深些”或“更浅些” ；光从各自的波源出发，红光到达湖面点处所用时间 　　绿光到达湖面点处所用时间（选填“大于”、“等于”或“小于” 。
四．解答题（共5小题）
21．（2025 白云区）如图所示，某研究小组通过检测宝石颗粒的折射率以检验宝石的真伪。利用激光照射一长方体宝石。长方形为激光在宝石中的光路所在截面。入射光线从的中点射入，从点射出，与法线之间的夹角为。，。经查阅，该宝石的绝对折射率为2.4。
（1）请通过计算判断该宝石是否为伪造产品；
（2）若该宝石边和边足够长，入射光线与法线之间的夹角调整为，请问折射光线能否透过界面？
22．（2025 广东）如图所示，水面上有一半径为的透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红色单色灯（可视为点光源），均质球对红色光的折射率分别为。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射。（不考虑光线在球内反射后的折射）
（1）求红灯到水面的最大距离；
（2）若改为蓝色灯，则蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
23．（2025 天心区）随着、智能车以及算力需求等爆发，有着“电子产品之母”之称的电子级特种树脂高速化发展。如图所示为一电子产品取下的半径为的半球形电子级特种树脂，球心为点，点为半球面的顶点，且满足与底面垂直。一束单色光平行于射向半球面的点，折射后在底面点（图中未画出）处恰好发生全反射，已知透明树脂的折射率为，求：
（1）点处入射角的正切值；
（2）该束光在树脂中从点传播到点所用的时间。
24．（2025 道里区）一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，点为圆心，半径为，直径竖直，右侧半圆面镀银。一光线从离地高度为的点水平向右射入介质，在镀银处发生一次反射后射出介质，且射出时光线水平向左，已知光在真空中的传播速度为。
（1）画出光在介质中传播的光路图并求介质的折射率；
（2）求光在介质中传播的时间。
25．（2025 泰安三模）一块玻璃砖平放在水平桌面上，其横截面如图所示，，，，、两侧面分别镀银，一束平行于方向的单色光从、两侧面射入玻璃砖，其中从侧面入射的光线在玻璃砖内经多次折射与反射后仍从侧面平行于方向射出玻璃砖。已知光在真空中传播的速度为，求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）光在玻璃砖中的最长传播时间。
高考物理一轮复习 光学
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 镇海区）如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从、点射出。下列说法中正确的是　　
A．逐渐减小入射角，紫光先发生全反射
B．逐渐减小入射角，红光先发生全反射
C．红光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长
D．紫光在半圆柱体玻璃中传播的时间较长
【答案】
【考点】光的折射与全反射的综合问题
【专题】比较思想；几何法；光的折射专题；应用数学处理物理问题的能力
【分析】紫光的折射率较大，根据临界角公式比较全反射临界角大小，判断哪光先发生全反射；根据、以及几何知识分析光在半圆柱体玻璃中传播的时间关系。
【解答】解：、紫光的折射率较大，根据临界角公式可知，紫光的临界角较小，而紫光射到玻璃内表面时入射角较大，所以逐渐减小入射角时，紫光先发生全反射，故正确，错误；
、设任一光在点的折射角为，则光在玻璃中传播距离为
传播时间为
光在介质中的传播速度为
在点，结合折射定律有
联立整理得
，可见与无关，所以紫光和红光在半圆柱体中传播时间相同，同时从半圆柱体玻璃中射出，故错误。
故选：。
【点评】解决本题的关键是运用几何知识、光速公式和折射定律推导出时间表达式，要有运用数学知识分析几何光学的意识和能力。
2．（2025 苏州校级二模）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；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．与直径相差越大，△越大
C．轻压右端，若△增大则有
D．与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹
【答案】
【考点】薄膜干涉现象
【专题】比较思想；实验能力；光的干涉专题；几何法
【分析】依据题意，结合几何关系求出两标准平面的玻璃平晶之间的夹角，结合空气薄膜干涉条件，即可求解。
【解答】解：、设两标准平面的玻璃平晶之间的夹角为，由题图可得：
由空气薄膜干涉的条件可知
又
联立解得：，故正确；
、由上述分析可知，与直径相差越大，越大，△越小，错误；
、轻压右端，若△增大，则减小，说明，故错误；
、当与直径相等时，，空气薄膜的厚度处处相等，不能形成图乙中的干涉条纹，故错误。
故选：。
【点评】本题考查光干涉的原理，及其形成条件，理解干涉条纹的间距公式应用，要注意几何知识的运用。
3．（2025 邗江区）用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列操作可使中央亮条纹变宽的是　　
A．增大激光束的宽度 B．减小单缝的宽度
C．减小屏到单缝的距离 D．改用绿色激光照射
【答案】
【考点】光的单缝衍射和小孔衍射
【专题】定性思想；归纳法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力
【分析】根据单缝衍射的条纹宽度与单缝宽度、单缝到屏的距离、光的波长这些因素有关进行分析即可。
【解答】解：、单缝衍射的条纹宽度与单缝宽度、单缝到屏的距离、光的波长有关，与激光束的宽度无关，与屏到单缝的距离无关，故错误，正确；
、绿光的波长小于红光的波长，所以改用绿光照射，会使中央亮条纹变窄，故错误。
故选：。
【点评】知道单缝衍射的条纹宽度与单缝宽度、单缝到屏的距离、光的波长有关是解题的基础。
4．（2025 浙江）双缝干涉的实验装置的截面图如图所示，光源到双缝、的距离相等，是、连线中垂线与光屏的交点。若现在将该装置中垂线以下的部分没入水中，则原本处在点的亮条纹将会　　
A．向上移动 B．向下移 C．不动 D．无法确定
【答案】
【考点】光的双缝干涉图样
【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理论证能力
【分析】光线在水中传播时，波长会变短，根据发生明条纹的条件分析即可。
【解答】解：由于水的折射，光在水中传播时，速度变小，根据可知波长变短。光源发出的光通过狭缝到达点的光程比通过到达点的光程大，由于中央亮条纹到两个光源的光程相等，因此中央亮纹将向下移动，故正确，错误。
故选：。
【点评】知道光线由空气进入水中后，光速变小，则波长变短是解题的关键，还要知道在光的干涉中，产生明条纹的条件。
5．（2025 南京二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，空气水下有一点光源，同时发出两种不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是　　
A．光发生全反射的临界角大
B．光的频率小于光
C．水对光的折射率大于对光的折射率
D．用同一装置做双缝干涉实验，光条纹间距更小
【答案】
【考点】光的全反射现象；光的折射与全反射的综合问题；光的干涉现象
【专题】定性思想；归纳法；全反射和临界角专题；光的干涉专题；推理论证能力
【分析】根据透光的情况确定两束光的临界角大小，进而可以比较两束光的折射率大小，折射率大的频率大，波长短，根据干涉条纹间距公式可以比较干涉条纹间距大小。
【解答】解：、因为环状区域只有光，中间小圆为复色光，说明光在环状区域发生了全反射现象，说明光的临界角小于光的临界角，故错误；
、根据可知光的折射率大于光的折射率，所以光的频率大于光的频率，根据可知，光的波长较短，根据双缝干涉条件间距公式可知，用同一装置做双缝干涉实验，光条纹间距更小，故正确，错误。
故选：。
【点评】根据透光情况确定两束光的临界角大小是解题的关键，知道折射率大的光频率高，波长短是解题的基础。
6．（2025 沙坪坝区三模）一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为、两束单色光，光路图如图所示，下列说法正确的是　　
A．光在玻璃中的折射率较大
B．光在玻璃中的传播速度较大
C．光和光从空气进入玻璃后频率都会增大
D．若增大入射角，光可能会发生全反射
【答案】
【考点】光的折射定律；光的全反射现象
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；全反射和临界角专题；推理论证能力
【分析】根据折射定律分析光在玻璃中的折射率和传播速度；光在不同介质中传播频率不变；根据全反射的条件分析光是否会发生全反射。
【解答】解：、根据折射定律可知，当入射角相等时，光的折射角偏小，所以光在玻璃中的折射率较大，故正确；
、根据可知，因为光在玻璃中的折射率大，所以光在玻璃中的传播速度较小，故错误；
、光从一种介质进入另一种介质频率不会改变，故错误；
、全反射是指光从光密介质进入光疏介质时，当入射角达到临界角，折射光线消失的现象，本题中光和光均是从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，故错误。
故选：。
【点评】本题考查了光的折射定律与全反射规律，易错点在于记错全反射的发生条件，忽略了从光密介质进入光疏介质这一条件。
7．（2025 山东）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠与待测滚珠、放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是　　
A．滚珠、均合格 B．滚珠、均不合格
C．滚珠合格，滚珠不合格 D．滚珠不合格，滚珠合格
【答案】
【考点】薄膜干涉现象
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；光的干涉专题；理解能力
【分析】根据薄膜干涉的形成分析出同一条干涉条纹各处空气层的厚度相同，光的波程差相等，从检验小球与标准小球在干涉条纹的位置判断小球直径是否合格。
【解答】解：单色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍；根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹各处空气层的厚度相同，光的波程差相等，即滚珠的直径与滚珠的相等，滚珠合格；不同的干涉条纹位置空气层的厚度不同，光的波程差不同，即滚珠的直径与滚珠的直径不相等，则滚珠的直径不合格。
综上分析，错误，正确。
故选：。
【点评】本题考查了薄膜干涉知识的应用，要求考生能够全面了解干涉条纹的特点，并能够与滚珠合格的条件进行联系；在平常的教学过程中要引导学生通过从实际生产生活中提取情境，进而抽象出物理模型，达到解决问题的目的；本题考查考生对知识的理解和应用，是新高考最常用的命题方式；本题强化了考生对所学知识在生产生活中应用的认知，引导从“解题”到“解决问题”的能力转变。
8．（2025 揭阳二模）关于光学现象，下列说法正确的是　　
A．图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射
B．图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的
C．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象
D．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象
【答案】
【考点】全反射的条件、判断和临界角；光的干涉现象；光的衍射现象
【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力
【分析】发生全反射的条件为：光从光密介质射入光疏介质，入射角大于等于临界角；从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，明暗相间的条纹是光的干涉的结果。
【解答】解：．图甲：光导纤维中，只有光的入射角大于等于发生全反射的临界角，才能发生全反射，若光源是白光，如果所有颜色光在光导纤维均能发生全反射，则所有颜色光的传播路径完全相同，从光导纤维中射出的光仍然是白光，故错误；
．图乙：看到彩色条纹，是光在空气劈尖膜的前、后两表面反射形成的两列光波干涉的结果，故错误，正确。
故选：。
【点评】本题主要考查光的全反射、干涉等知识，注意理解全反射的条件。
9．（2025 和平区）潜水艇内的人员为了观察水面上的情况，需要升起潜望镜，潜望镜内的主要光学元件是全反射棱镜。如图所示，为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，甲、乙两束单色光组成的光束垂直入射到面上，在面上发生了全反射。若保持入射点的位置不变，使光线绕点顺时针转动时，甲光先从面上射出，则关于甲、乙两束光的说法正确的是　　
A．在相同条件下做单缝衍射实验，甲光的中央条纹宽度大
B．真空中甲光的传播速度比乙光大
C．甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃砖上表面，甲光从下表面的出射光线与入射光线的间距大
D．甲、乙光分别照射同一光电管，都产生了光电效应，甲光的遏止电压大
【答案】
【考点】折射率的波长表达式和速度表达式；光的全反射现象；全反射棱镜；光的单缝衍射和小孔衍射；爱因斯坦光电效应方程
【专题】定性思想；归纳法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；推理能力
【分析】甲的临界角大，所以甲的折射率小，甲光的频率小，甲光的波长长，据此分析；根据爱因斯坦的光电效应方程分析；所有的光在真空中传播速度都相等；甲光在玻璃砖中的折射角大，偏折程度小，出射光线与入射光线之间的距离小。
【解答】解：、因为甲光先从面上射出，所以甲光的临界角大，则甲光的折射率小，甲光的频率小，甲光的波长长，所以在相同条件下做单缝衍射实验，甲光的波长长，则中央条纹宽度大，故正确；
、真空中甲光的传播速度等于乙光的传播速度，故错误；
甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃砖上表面，甲光的折射率小，则折射角大，则甲光从下表面的出射光线与入射光线的间距小，故错误；
、甲光的折射率大，则甲光的频率小，根据爱因斯坦的光电效应方程有可知甲光的遏止电压大小故错误。
故选：。
【点评】能够根据甲光先出来判断出甲光的折射率小是解题的关键，另外还要知道折射率小的光频率小，波长长。
10．（2025 湖北）水面下深处有一点光源，发出两种不同颜色的光和，光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为光构成的圆环。若光的折射率为，下列说法正确的是　　
A．复色光圆形区域的面积为
B．光从水中进入空气中波长变短
C．在水中，光发生全反射的临界角比光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，光的干涉条纹比光的窄
【答案】
【考点】光的折射与全反射的综合问题；光的全反射现象；光的干涉现象
【专题】信息给予题；光的折射专题；全反射和临界角专题；定量思想；推理法；理解能力
【分析】作出光路图，根据临界角公式和数学知识求解复色光的面积；
根据折射率公式、波长与频率的关系求解作答；
根据作出的光路图分析折射率的大小；
根据单色光临界角的大小，结合双缝干涉条纹间距公式分析作答。
【解答】解：作出两光线的光路如图所示：
根据临界角公式
根据数学知识
复色光圆形区域的面积为
代入数据解得，故正确；
光在水中的传播速度
根据波长波速和频率的关系
光的频率不变，光从水中射入空气，折射率变小，光的波长变长，故错误；
根据数学知识，光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，光的临界角较大，因此光发生全反射的临界角比光的大，故错误；
根据临界角公式可知，水对光的折射率较小，即
根据频率和折射率的关系可知
根据波长和频率的关系，可知
根据双缝干涉条纹间距公式
因此△△，故错误。
故选：。
【点评】解决本题的关键是知道光线圆形区域边缘恰好发生全反射，从临界角入手，比较出折射率的大小，从而得出波长、介质中的速度大小关系。
二．多选题（共5小题）
11．（2025 邯郸一模）如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分别从、点射出。下列说法中正确的是　　
A．从点射出的是红光
B．在相同条件下，从点射出的光更容易发生衍射
C．两束光从点射入，到从、点射出所用的时间相等
D．沿、折射的单色光的能量之和等于沿入射复色光的能量
【答案】
【考点】光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式；光发生明显衍射的条件
【专题】比较思想；图析法；光的折射专题；理解能力
【分析】红光的折射率小于紫光的折射率，根据折射定律分析折射角大小，从而判断从点射出的是否是红光；红光波长较长，更容易发生衍射；根据光在玻璃中的传播距离和光速公式、折射定律相结合分析光在玻璃中传播时间关系；根据能量守恒定律分析沿、折射的单色光的能量之和与沿入射复色光的能量关系。
【解答】解：、红光的折射率小于紫光的折射率，红光和紫光的入射角相同，根据折射定律可知，红光的折射角大于紫光的折射角，所以从点射出的是红光，从点射出的是紫光，故错误；
、从点射出的光是红光，红光波长较长，更容易发生衍射，故正确；
、作出光路图，如图所示。
光从点传到玻璃内表面的传播距离为
则光从点传到玻璃内表面的传播时间为
由此可知，两束光从点射入，到从、点射出所用的时间相等，故正确；
、光在空气与玻璃的分界面上既有折射也有反射，反射光也有能量，根据能量守恒定律可知，沿、折射的单色光的能量之和小于沿入射复色光的能量，故错误。
故选：。
【点评】解决本题的关键是运用几何知识、光速公式和折射定律推导出时间表达式，要有运用数学知识分析几何光学的意识和能力。
12．（2025 罗湖区）某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值，称为负折射率材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源发出的一束电磁波的入射角，经负折射率的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为，电磁波在真空中的传播速度为，不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是　　
A．该电磁波的出射点位于法线的上方
B．电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行
C．电磁波由空气进入平板介质，波长变长
D．电磁波在平板介质中的传播时间为
【答案】
【考点】折射率的波长表达式和速度表达式；光的折射定律
【专题】推理论证能力；光的折射专题；定量思想；方程法
【分析】根据折射的规律分析，根据折射定律结合几何关系解得电磁波的传播路程和传播速度，从而计算时间。
【解答】解：．折射波与入射波位于法线的同一侧，则电磁波在材料中折射方向位于法线的下方，所以该电磁波的出射点位于法线的下方，故错误；
．根据折射规律，结合光路可逆原理，可知电磁波的出射方向与电磁波入射到平板介质的方向平行，故正确；
．根据，则电磁波由空气进入平板介质，波长变短，故错误；
．根据
得折射光线与法线夹角为
光在平板介质中的速度为，则电磁波在平板介质中的传播时间为
故正确。
故选：。
【点评】本题考查了折射定律的基本运用，与平时做的常规题有所区别，注意折射光线与入射光线在法线的同一侧，掌握折射率的公式和的灵活运用．
13．（2025 梅州）利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹可能如图乙、丙所示。以下说法正确的是　　
A．若要使干涉条纹变密，可以增加垫的纸张数量
B．若要使干涉条纹变密，可以使用波长更长的单色光
C．若要使干涉条纹变密，可以向左移动纸片
D．图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷
【答案】
【考点】用薄膜干涉检查工件的平整度
【专题】定量思想；推理法；光的干涉专题；推理论证能力
【分析】干涉条纹是由标准面的下表面与待侧面的上表面的反射光叠加产生的，形成相邻两条亮条纹的光程差之差等于一个波长，由此分析；将所夹纸片向左移动，空气劈尖厚度增大；使用波长更长的单色光，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变大；空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同。
【解答】解：．经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，设此处的空气层厚度为，其光程差
△
即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差
△
此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为，增加纸张数量后，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，故正确；
．使用波长更长的单色光，相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变大，因此干涉条纹变疏，故错误；
．向左移动纸片，空气层的倾角变大，则相邻亮纹（或暗纹）之间的间距变小，因此干涉条纹变密，故正确；
．空气劈尖干涉是等厚干涉，即同一条纹对应的劈尖厚度相同，故该亮纹所对应的下方空气膜厚度不变，则图丙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凸起，故错误。
故选：。
【点评】掌握了薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系即可顺利解决此类题目，同时注意哪两个面的反射光线出现叠加现象。
14．（2025 南开区二模）如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为，由、、三种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从点以的入射角射入球中，、、三条折射光线如图乙所示，其中光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正确的是　　
A．该液体材料对光的折射率小于对光的折射率
B．光在液体球中的传播速度最大
C．该液体材料对光的折射率为
D．若继续增大入射角，光可能因发生全反射而无法射出液体球
【答案】
【考点】折射率的波长表达式和速度表达式；光的全反射现象；光的折射与全反射的综合问题
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力
【分析】根据三种光的偏折情况判断折射角的大小；根据判断传播速度，然后结合折射定律判断折射率的大小关系；根据光路可逆判断。
【解答】解：．由图乙可知，光在液体材料中的折射角最小，光的折射角最大，由折射定律，可知该液体材料对光的折射率大于对光的折射率，且该液体材料对光的折射率最小，故错误；
．光的折射率最小；由可知光在液体球中的传播速度最大，故正确；
．由图乙结合几何关系可得，光在液体材料中的折射角
由折射率
可得该液体材料对光的折射率为，故正确；
．若继续增大入射角，光的折射角增大，光线远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光的可逆性可知不会发生全反射，故错误。
故选：。
【点评】本题主要是考查光的折射，解答此类问题的关键是画出光路图，根据折射定律和几何关系列方程联立求解。
15．（2025 广西）如图，为单色光图，发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源，设光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直，单色光波长为，下列说法正确的是　　
A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
C．若将整套装置完全浸入折射率为的蔗糖溶液中，此时单色光的波长变为
D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为△，则该液体的折射率为
【答案】
【考点】波长、频率和波速的关系；光的反射现象；光的干涉现象
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；光的直线传播和光的反射专题；光的干涉专题；理解能力
【分析】本实验的原理相当于双缝干涉，根据双缝干涉条纹间距公式求解作答；
根据折射率公式求解光进入蔗糖溶液的传播速度，光从空气中进入蔗糖溶液，光的频率不变，根据波长、频率和波速的关系求波长；
根据折射率公式求解光进入某种透明溶液的传播速度，根据波长、频率和波速的关系求波长；根据双缝干涉条纹间距公式求折射率。
【解答】解：光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，双缝之间的距离为，则，而光源到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离；
根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式，故正确，错误；
光从空气进入蔗糖溶液，根据折射率公式，光的传播速度
光从空气中进入蔗糖溶液，光的频率不变，根据波长、频率和波速的关系
光在蔗糖溶液中的波长，故错误；
单色光的频率
单色光在某种透明介质中的传播速度
光在某种透明介质中的波长
根据双缝公式条纹间距公式
解得该透明溶液的折射率，故正确。
故选：。
【点评】考查干涉条纹的间距公式应用，要理解该实验的原理，掌握波长、波速和频率的关系，知道光从一种介质进入另一种介质，光的频率不变。
三．填空题（共5小题）
16．（2025 福建）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角 　小于　（填“大于”“等于”或“小于” 绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴 　　（填“顺时针”或“逆时针” 转动一小角度。
【答案】小于，逆时针。
【考点】光的折射定律
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力
【分析】根据折射定律列式判断折射角大小，结合图像分析棱镜如何旋转才能使蓝光输出改为绿光输出。
【解答】解：根据折射定律可得，由于透镜对蓝光折射率大于绿光，则透镜中蓝光折射角小于绿光折射角；若此时激光为蓝光，要变为绿光，根据，由于绿光的折射率较小，为了保证折射角不变，则入射角应减小，即逆时针改变入射角。
故答案为：小于，逆时针。
【点评】考查光的折射定律及其应用，会根据题意进行准确分析判断。
17．（2025 厦门三模）我国唐代对彩虹形成的原因已有记载，《礼记月令季春之月》中提到“日照雨滴则虹生”。一束太阳光射入球形雨滴形成彩虹的光路如图所示，则光线的频率 　大于　（选填“大于”、“等于”或“小于” 光线的频率，已知太阳光射入雨滴时入射角，光线偏折角，光线在雨滴中的折射率等于 　　（结果保留两位有效数字，，，。
【答案】大于；1.3
【考点】光的折射定律
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力
【分析】根据光的偏折程度分析折射率，根据折射定律解得折射率。
【解答】解：由图分析可知，第一次折射时，光的偏折较小，则光的折射率较小；
根据折射定律可知
代入数据解得
故答案为：大于；1.3
【点评】本题关键之处是分析第一次折射时折射角的关系，要注意运用折射定律计算折射率的公式。
18．（2025 福州二模）如图所示，一束复色光从空气射入到玻璃三棱镜，出射光分成、两束单色光，则 　　（选填“”或“” 光在玻璃中折射率更大；在真空中光传播速度 　　（选填“大于”、“等于”或“小于” 光的传播速度；将，两束光分别经过相同的单缝衍射装置，　　（选填“”或“” 光产生的中央亮条纹更宽。
【答案】；等于；
【考点】折射率的波长表达式和速度表达式；光的单缝衍射和小孔衍射
【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力
【分析】根据光线的偏折程度判断折射率的大小，真空中所有光的传播速度相等；根据单缝衍射的特点分析。
【解答】解：从图中可看出的偏折程度大，所以的折射率大；
在真空中所有光的传播速度相等；
根据题意可知的频率大，波长小，在经过相同的单缝衍射装置，光产生的中央亮条纹更宽。
故答案为：；等于；
【点评】本题是几何光学的基本问题，关键要掌握折射率的意义、注意衍射产生的中央亮条纹的影响因素。
19．（2025 松江区校级三模）如图为富兰克林使用射线拍摄的晶体，这是利用了光的 　　现象。（选填：“：干涉”、“ ：衍射”
【答案】
【考点】光的衍射现象
【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力
【分析】光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象叫光的衍射；发生明显衍射的条件：只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象。
【解答】解：拍摄所用射线的波长与分子大小接近，可以产生明显衍射，从而形成分子的照片，故答案为：。
【点评】考查光的衍射，平时注意积累。
20．（2025 德阳）德阳灯会历来就有“川西灯会看德阳”之盛誉。时隔8年，第十五届德阳灯会将于2024年2月2日至3月9日在德阳玄珠湖公园举行，届时240米吉尼斯龙灯旋连“三星堆宝藏”等1000余组彩灯共镶“华灯盛宴”。如图所示，深度足够的、灌满透明湖水的圆柱形玄珠湖直径为，在湖面中央点正下方合适的位置处安装绿色点光源（图中未画出），使得岸上的游客能看到整个湖面恰好都被照亮，已知湖水对绿光的折射率为。假如你就是“华灯盛宴”的设计师，请你帮安装师傅设计出绿色光源的深度　　；若在点正下方再安装一个红色点光源，仍然要求恰好照亮整个湖面，则安装的深度应 　　（选填“更深些”或“更浅些” ；光从各自的波源出发，红光到达湖面点处所用时间 　　绿光到达湖面点处所用时间（选填“大于”、“等于”或“小于” 。
【答案】，更浅些，小于。
【考点】光的全反射现象；光的折射定律
【专题】推理能力；推理法；定量思想；全反射和临界角专题
【分析】画出光路图，根据几何关系计算深度；根据临界角计算；因为红光的折射率小，则红光在水中的传播速度大，根据路程和速度的关系计算时间。
【解答】解：由全反射知识可知，当光发生全反射时，设临界角为，如图
则有
解得
若换成发出红光的点光源，频率更小，折射率更小，仍然要求恰好照亮整个湖面，则安装的深度应更浅些
光在水中的速度为，因为红光的折射率小于紫光的折射率，所以红光在水中的速度大于绿光在水中的速度，又因为红光较浅，所以红光的路程较小，则红光到达湖面点处所用时间小于绿光到达湖面点处所用时间。
故答案为：，更浅些，小于。
【点评】做出光路图是解题的关键，掌握临界角公式和，知道红光的折射率小。
四．解答题（共5小题）
21．（2025 白云区）如图所示，某研究小组通过检测宝石颗粒的折射率以检验宝石的真伪。利用激光照射一长方体宝石。长方形为激光在宝石中的光路所在截面。入射光线从的中点射入，从点射出，与法线之间的夹角为。，。经查阅，该宝石的绝对折射率为2.4。
（1）请通过计算判断该宝石是否为伪造产品；
（2）若该宝石边和边足够长，入射光线与法线之间的夹角调整为，请问折射光线能否透过界面？
【答案】（1）通过计算判断该宝石是伪造产品；
（2）若该宝石边和边足够长，入射光线与法线之间的夹角调整为，折射光线能透过界面。
【考点】光的折射定律
【专题】定量思想；类比法；光的折射专题；理解能力
【分析】（1）先画出光路图，由几何知识求出折射角的大小，再根据折射定律求出折射率，从而判断真伪；
（2）当上下两边无限长时，由光路可逆性判断能否从下边穿出。
【解答】解：（1）由几何关系可知，，所以在面上的折射角：
根据折射定律有：
代入数据解得：
由题意真宝石折射率为2.4，因此是伪造产品
（2）当光线与法线的夹角时，经界面折射后，射到边点假设可以从边射出，折射定律：
又根据几何关系
根据上述公式可得：
因此可以透过边界
答：（1）通过计算判断该宝石是伪造产品；
（2）若该宝石边和边足够长，入射光线与法线之间的夹角调整为，折射光线能透过界面。
【点评】解决本题的关键要掌握折射定律，以及光线从空气斜射进入平行玻璃板后经两次折射，出射光线与入射光线平行，还要注意画出准确的光路图和几何知识。
22．（2025 广东）如图所示，水面上有一半径为的透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有红色单色灯（可视为点光源），均质球对红色光的折射率分别为。为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射。（不考虑光线在球内反射后的折射）
（1）求红灯到水面的最大距离；
（2）若改为蓝色灯，则蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
【答案】（1）红灯到水面的最大距离为；
（2）蓝灯应该在红灯的上方，理由见解析。
【考点】光的折射定律
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力
【分析】（1）根据全反射临界角结合几何关系解得；
（2）红光的折射率小于蓝光，根据（1）中结论分析解答。
【解答】解：（1）当折射角最大达到临界角时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示
根据全反射定律和几何关系可知
解得
（2）蓝灯应该在红灯的上方；
蓝光的折射率大于红光的折射率，根据（1）问结果可知
答：（1）红灯到水面的最大距离为；
（2）蓝灯应该在红灯的上方，理由见解析。
【点评】解决该题需要熟记红光和蓝光之间的折射率大小关系，掌握全反射的临界角的求解公式。
23．（2025 天心区）随着、智能车以及算力需求等爆发，有着“电子产品之母”之称的电子级特种树脂高速化发展。如图所示为一电子产品取下的半径为的半球形电子级特种树脂，球心为点，点为半球面的顶点，且满足与底面垂直。一束单色光平行于射向半球面的点，折射后在底面点（图中未画出）处恰好发生全反射，已知透明树脂的折射率为，求：
（1）点处入射角的正切值；
（2）该束光在树脂中从点传播到点所用的时间。
【答案】（1）点处入射角的正切值大小为3；
（2）该束光在树脂中从点传播到点所用的时间为。
【考点】光的全反射现象；光的折射与全反射的综合问题
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；分析综合能力
【分析】（1）作出光路图，根据折射定律及临界角公式求得点处入射角的正切值；
（2）由数学知识求得的长度，根据求得在玻璃中的传播速度，则时间可求解。
【解答】解：（1）作出该束光的光路图如图所示
则有
其中为临界角，则有
联立解得：
（2）该束光在树脂中的光速大小为：
由几何关系有
故该束光在树脂中从点射向点所用的时间为：
联立解得：
答：（1）点处入射角的正切值大小为3；
（2）该束光在树脂中从点传播到点所用的时间为。
【点评】本题是一道几何光学的题目，要掌握借助数学知识求得边角的关系，再由折射定律求解。
24．（2025 道里区）一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，点为圆心，半径为，直径竖直，右侧半圆面镀银。一光线从离地高度为的点水平向右射入介质，在镀银处发生一次反射后射出介质，且射出时光线水平向左，已知光在真空中的传播速度为。
（1）画出光在介质中传播的光路图并求介质的折射率；
（2）求光在介质中传播的时间。
【答案】（1）光在介质中传播的光路图见解析，介质的折射率为；
（2）光在介质中传播的时间为。
【考点】光的反射现象；折射率的波长表达式和速度表达式
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力
【分析】（1）作出光路图，由几何关系计算入射角和折射角，根据折射定律计算折射率。
（2）由几何知识计算光在透明体内走过的路程，由计算介质中光速，从而计算光线在介质内运动的时间。
【解答】解：（1）由于只发生一次反射，根据对称性可知光路图如图所示
则有
解得
又
（2）由光路图可知光在介质中的路程
光在介质中的传播速度
光在介质中的传播时间
代入数据解得
答：（1）光在介质中传播的光路图见解析，介质的折射率为；
（2）光在介质中传播的时间为。
【点评】本题考查了光的折射问题，关键是作出光路图，运用几何知识辅助分析，本题考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
25．（2025 泰安三模）一块玻璃砖平放在水平桌面上，其横截面如图所示，，，，、两侧面分别镀银，一束平行于方向的单色光从、两侧面射入玻璃砖，其中从侧面入射的光线在玻璃砖内经多次折射与反射后仍从侧面平行于方向射出玻璃砖。已知光在真空中传播的速度为，求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）光在玻璃砖中的最长传播时间。
【答案】（1）玻璃砖的折射率为；
（2）光在玻璃砖中的最长传播时间为。
【考点】折射率的波长表达式和速度表达式
【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力
【分析】（1）根据几何关系确定入射角与折射角，从而计算折射率；
（2）分析最长光程，结合光速计算时间。
【解答】解：（1）自面入射的光线如图1所示
图1
由几何关系可知，
根据折射定律可知
解得
（2）面入射的所有光线中，紧靠点入射的光线在玻璃砖中的路程最长为，如图2所示
图2
光在玻璃砖中传播的速度
则最长时间为
解得
答：（1）玻璃砖的折射率为；
（2）光在玻璃砖中的最长传播时间为。
【点评】本题考查了光的折射定律的应用，对于几何关系的问题画出光路图借助几何关系求解是常用的思路。
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