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高考物理考前冲刺押题预测 光学
一．选择题（共10小题）
1．（2025 连云港一模）如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（　　）
A．彩色环状条纹 B．彩色平行直条纹
C．明暗相间的环状条纹 D．明暗相间平行直条纹
2．（2025 连云港一模）如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（　　）
A．彩色环状条纹 B．彩色平行直条纹
C．明暗相间的环状条纹 D．明暗相间平行直条纹
3．（2025 广安区校级二模）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，一束蓝光从P点垂直界面入射（θ＝0°）后，恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射，已知O、P间的距离为。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线，以下说法正确的是（　　）
A．玻璃砖的折射率为
B．当入射角θ＝60°时，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行
C．选择合适的入射角θ（θ≠0°），光线也可以在圆形表面发生全反射
D．在θ相同的情况下，红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长
4．（2025 河东区一模）如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在B点反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心。下列判断中正确的是（　　）
A．光线在B点可能发生了全反射
B．光从空气进入球形水珠后，波长变长了
C．光从空气进入球形水珠后，频率增大了
D．仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达B点的时间增加了
5．（2025 大理州一模）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．此介质对真空的折射率等于
B．该单色光从真空进入介质后频率增大
C．折射角随入射角的增大而减小
D．逐渐增大入射角，可能会发生全反射现象
6．（2025 山西一模）如图所示，用红、绿两个激光笔发出的光a、b平行射向半圆形的薄玻璃碗，碗底形成两个光斑；缓慢给碗内注水，发现两个光斑逐渐重合。则（　　）
A．a光是绿光，b光是红光
B．在水中，a光的波长大于b光的波长
C．在水中，a光全反射的临界角大于b光全反射的临界角
D．光斑重合时，从碗底部射出的光线只有一条
7．（2025 山西模拟）有一装满水的正方体的水池，在其底部中央安装一可看作点光源的彩灯，彩灯可交替发出甲、乙两种单色光，若甲色光闪亮时水面上照亮的区域恰为正方形水面的内切圆，乙色光闪亮时恰能照亮整个正方形水面区域，不考虑光的多次反射，则甲、乙两种色光在水中的传播速率之比为（　　）
A．2： B．：2 C．： D．：
8．（2024秋 泰州期末）下列四幅实验呈现的图样中，形成原理与其他不同的是（　　）
A．泊松亮斑
B．使用X射线拍摄的DNA晶体
C．干涉条纹
D．衍射条纹
9．（2025 广州二模）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。彩虹形成的示意图如图所示，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出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（　　）
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
10．（2025 广州模拟）夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　）
A．在冰晶中，b光的波速比a光大
B．通过同一仪器发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大
C．b光比a光更容易发生明显衍射现象
D．a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 晋中校级四模）杨氏双缝干涉实验为十大最美经典物理实验之一，它验证了光的波动性。现用某一单色光源做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　）
A．双缝间距离越大，条纹间距也越大
B．用一块偏振片遮住一条缝，则屏上的干涉条纹消失
C．完全遮住一条缝使其不透光，屏上仍有明暗相间的条纹
D．装置放入水中，屏上条纹间距较空气中条纹间距变小
（多选）12．（2025 市中区校级模拟）关于如图物理情景图片，说法正确的是（　　）
A．图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理
B．图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理
C．图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，电磁波也会产生多普勒效应
D．图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，结果会偏大
（多选）13．（2025 甘肃模拟）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出两种不同颜色的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）。设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是（　　）
A．水对a光的折射率比b光小
B．在水中，a光的传播速度比b光小
C．复色光圆形区域的面积为
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光宽
（多选）14．（2025 五华区校级一模）一圆形水池底部中间有圆形发光环，当水深为某一值时，人们看到光从水面射出的情景正确的是（　　）
A．可能看到一个圆形发光面
B．可能看到一个圆形发光环
C．可能看到一个椭圆形发光面
D．可能看不到光从水面射出
（多选）15．（2025 成都模拟）将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心O点的法线成θ角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从AB面反射光的强度，反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的有（　　）
A．新材料对红光的折射率为
B．图甲中，红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C．图甲中，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D．图甲中，入射角θ减小到0时，光将全部从AB界面透射出去
三．解答题（共5小题）
16．（2025 济宁一模）如图所示，截面是半圆环形的透明砖放在水平地面上，其内径为R、外径为2R。一束单色光从砖的最高点以与竖直方向成θ角从真空入射到砖内，恰好在透明砖的内侧面发生全反射，且在内侧面上的反射光线与入射光线垂直，已知光在真空中的速度为c。求：
（1）光束在透明砖中传播的速度v；
（2）θ角的大小。
17．（2025 福建校级一模）如图所示，柱状半圆形透明介质的横截面MON竖直放置，半圆面的半径为R、圆心为O，一束单色光以入射角i＝45°射到整个直径MN上，介质对该单色光的折射率为。已知光在真空中传播速度为c，不考虑圆弧面上的反射光。求：
（1）光在介质中的最长传播时间；
（2）圆弧面上有光射出区域的长度。
18．（2025 咸阳一模）如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障。屏障的高度与防窥膜厚度均为x，相邻屏障的间距为L、方向与屏幕垂直，透明介质的折射率为。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度θ，可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度θ＝45°时，防现膜厚度x为多大？
19．（2024秋 泰州期末）如图所示，一玻璃砖截面为半圆形，O为圆心，一束频率为f＝6×1014Hz的激光沿半径方向射入玻璃砖，入射方向与直径夹角为30°，在O点恰好发生全反射，水平射出后，进入双缝干涉装置。已知双缝间距d＝0.25mm，光屏离双缝l＝1.0m，光在真空中的传播速度为c＝3.0×108m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率n（结果可保留根号）；
（2）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
20．（2025 河源模拟）横截面为圆环的中空柱形容器，内半径为R，外半径为2R，MN为一条直径。光线以45°入射角从M点射向容器，折射后恰好与容器内壁相切，光在真空中的速度为c。求：
（1）容器对该光线的折射率n；
（2）光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t。
高考物理考前冲刺押题预测 光学
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 连云港一模）如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（　　）
A．彩色环状条纹 B．彩色平行直条纹
C．明暗相间的环状条纹 D．明暗相间平行直条纹
【考点】薄膜干涉现象．
【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据薄膜干涉的特点，结合其产生的原理和题意完成分析。
【解答】解：当阳光照射在油膜表面时，从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；由于太阳光是复色光，所以看到的环状条纹是彩色的，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】薄膜干涉在生活中较为常见，油膜或肥皂泡展现多样的颜色就是最简单的薄膜干涉现象，以薄膜干涉为原理可以用于工业和生活，比如探测工件的平整度、增透膜和增发膜的应用等。
2．（2025 连云港一模）如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（　　）
A．彩色环状条纹 B．彩色平行直条纹
C．明暗相间的环状条纹 D．明暗相间平行直条纹
【考点】薄膜干涉现象．
【专题】定量思想；推理法；光的干涉专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据薄膜干涉的特点，结合其产生的原理和题意完成分析。
【解答】解：从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；由于太阳光是复色光，所以看到的环状条纹是彩色的，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的。
3．（2025 广安区校级二模）如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，一束蓝光从P点垂直界面入射（θ＝0°）后，恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射，已知O、P间的距离为。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线，以下说法正确的是（　　）
A．玻璃砖的折射率为
B．当入射角θ＝60°时，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行
C．选择合适的入射角θ（θ≠0°），光线也可以在圆形表面发生全反射
D．在θ相同的情况下，红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长
【考点】光的折射与全反射的综合问题；光的折射定律．
【答案】B
【分析】根据题意画出两种情况下的光路图，根据全反射条件结合折射定律求解OP、折射率和临界角C；根据v求解光在玻璃中的传播速度，根据光程解得时间。
【解答】解：A．根据题意可知，当光线垂直入射时，有
由几何关系可知
联立可得
故A错误；
B．当入射角θ＝60°时，根据折射定律有
解得α＝30°
光路图如图所示
根据几何关系可知，光此时恰好达到O点的正上方，光在界面处的入射角也是30°，由折射定律可知从玻璃砖射出的光线与入射光线平行，故B正确；
C．当光线垂直入射时，恰好发生全反射，选择合适的入射角θ（θ≠0°），光线在圆弧面上的入射角均小于临界角，则光线不能在圆形表面发生全反射，故C错误；
D．在θ相同的情况下，若θ＝0°红光和蓝光传播的距离相等，由于红光的折射率较小，传播速度较大，所以红光的传播时间比蓝光短，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了光的折射和全反射，解题关键是要弄清楚光的传播情况，画出光路图，根据图中几何关系求出折射角或入射角，然后根据折射定律列式求解。
4．（2025 河东区一模）如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在B点反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心。下列判断中正确的是（　　）
A．光线在B点可能发生了全反射
B．光从空气进入球形水珠后，波长变长了
C．光从空气进入球形水珠后，频率增大了
D．仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达B点的时间增加了
【考点】光的全反射现象；光的折射与全反射的综合问题．
【专题】应用题；定量思想；推理法；光的折射专题；分析综合能力．
【答案】D
【分析】根据图示光路图判断在B点是否发生全反射；光从空气进入介质，波速改变，波长改变，但是频率不变，根据红光和紫光的波长关系分析答题。
【解答】解：A、光路图如图所示
由图示光路图可知：α＝β，即B点的入射角等于在A点的折射角，光路是可逆的，光沿BA方向传播时在A点不会发生全反射，则同样的入射角，光线在B点也不可能发生全反射，故A错误；
BC、光从空气进入球形水珠后，频率f不变，波速v变小，由v＝λf可知，波长λ变短，故BC错误；
D、波速v，由于n红＜n紫，则v红＞v紫，从A到B路程s相同，由t可知，仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达B点的时间增加，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了光的折射和反射，要知道光的频率是不可改变的，而波长在不同的介质中时不一样的．
5．（2025 大理州一模）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．此介质对真空的折射率等于
B．该单色光从真空进入介质后频率增大
C．折射角随入射角的增大而减小
D．逐渐增大入射角，可能会发生全反射现象
【考点】光的折射与全反射的综合问题；光的全反射现象．
【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；理解能力．
【答案】A
【分析】根据折射率公式n求折射率，根据发生全反射的条件判断能否发生全反射。
【解答】解：A、由折射定律可得，此介质的折射率为，故A正确；
B、光从一种介质射向另一种介质中，频率不变，故B错误；
C、根据折射率公式n，可知，折射角随入射角的增大而增大，故C错误；
D、全反射必须从光密介质射入光疏介质，真空射向介质时不可能发生全反射，则入射角逐渐增大时，不可能会发生全反射现象，故D错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键要掌握折射定律和全反射的条件，要注意折射率公式n的适用条件是光从真空射入介质发生折射，n是大于1的常数。
6．（2025 山西一模）如图所示，用红、绿两个激光笔发出的光a、b平行射向半圆形的薄玻璃碗，碗底形成两个光斑；缓慢给碗内注水，发现两个光斑逐渐重合。则（　　）
A．a光是绿光，b光是红光
B．在水中，a光的波长大于b光的波长
C．在水中，a光全反射的临界角大于b光全反射的临界角
D．光斑重合时，从碗底部射出的光线只有一条
【考点】光的折射与全反射的综合问题；全反射的条件、判断和临界角．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】A.结合题意，根据光的折射定律，即可分析判断；
B.结合前面分析，由及v＝λf，即可分析判断；
C.结合前面分析，由临界角公式，即可分析判断；
D.由题知，两光射入水面时入射点不同，据此分析判断。
【解答】解：A.用红、绿两个激光笔发出的光a、b平行射向半圆形的薄玻璃碗，则两光的入射角相同，两个光斑重合，则结合题图可知，a光的折射角较小，
根据光的折射定律可知：，
由此可知，a光的折射率较大，则a光为绿光，b光是红光，故A正确；
B.因为a光的折射率较大，则其频率较大，则根据及v＝λf可知，在水中，a光的波长小于b光的波长，故B错误；
C.因为a光的折射率较大，则根据可知，在水中，a光全反射的临界角小于b光全反射的临界角，故C错误；
D.由题知，两光射入水面时入射点不同，则结合前面分析可知，光斑重合时，从碗底部射出的光线有两条，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。
7．（2025 山西模拟）有一装满水的正方体的水池，在其底部中央安装一可看作点光源的彩灯，彩灯可交替发出甲、乙两种单色光，若甲色光闪亮时水面上照亮的区域恰为正方形水面的内切圆，乙色光闪亮时恰能照亮整个正方形水面区域，不考虑光的多次反射，则甲、乙两种色光在水中的传播速率之比为（　　）
A．2： B．：2 C．： D．：
【考点】光的全反射现象；光的折射定律．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】做出两种情况的光路图，解得临界角的正弦值，结合折射率和速度的关系计算即可。
【解答】解：如图所示，设正方向的边长为2a，处于水池底部中央O处的点光源发出甲单色光时，在水面上恰能发生全反射的情况如图中所示
此时∠OO2O1等于临界角C1，则有；点光源发出乙单色光时，恰能照亮整个水面，表明光线OO4恰好在O4处发生全反射，则有，结合，可知，甲、乙单色光在水中的传播速度之比为，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】能够做出对应的光路图，根据几何关系得到临界角的正弦值是解题的关键。
8．（2024秋 泰州期末）下列四幅实验呈现的图样中，形成原理与其他不同的是（　　）
A．泊松亮斑
B．使用X射线拍摄的DNA晶体
C．干涉条纹
D．衍射条纹
【考点】泊松亮斑；光的干涉现象；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；推理论证能力．
【答案】C
【分析】结合题图，确定不同选项图样的形成原理，即可分析判断ABCD正误。
【解答】解：A图中是用光照射不透明的小圆盘后形成的衍射图样；B图中是用X射线拍摄DNA晶体时形成的衍射图样；C图中是光的双缝干涉图样；D图中是光的单缝衍射图样；则形成原理与其他不同是C，故C正确，ABD错误；
故选：C。
【点评】本题考查泊松亮斑，解题时需了解泊松亮斑的特点：中央是亮斑；形成泊松亮斑时，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；周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。
9．（2025 广州二模）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。彩虹形成的示意图如图所示，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出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（　　）
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
【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；光的折射与全反射的综合问题．
【专题】定量思想；方程法；光的折射专题；全反射和临界角专题；光的干涉专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据光线进入水滴时偏折程度分析水滴对两光折射率的大小关系；根据全反射的条件判断；根据双缝干涉条纹间距公式比较条纹间距的宽窄。
【解答】解：A．由光路可知，a光的偏折程度大于b光，可知水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，根据折射率与频率的关系，可知a光的频率大于b光的频率，故A错误；
B．光由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据可知，a、b光在由空气进入水滴后波长变短，故B错误；
C．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，根据可知，a光的临界角小于b光的临界角，即a光比b光容易发生全反射，故C正确；
D．由于a光的频率大于b光的频率，则a光的波长小于b光的波长，根据可知，a光干涉的相邻条纹间距比b光的小，故D错误。
故选：C。
【点评】解决本题时，首先需要根据光路图并结合折射定律分析两光的折射率大小关系，知道折射率越大的光其波长越短，熟记双缝干涉条纹间距公式，并能熟练运用。
10．（2025 广州模拟）夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　）
A．在冰晶中，b光的波速比a光大
B．通过同一仪器发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大
C．b光比a光更容易发生明显衍射现象
D．a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小
【考点】光发生明显衍射的条件；光的折射与全反射的综合问题．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】太阳光射入六角形冰晶时，a光的折射角小于b光的折射角，由折射定律得出折射率关系，就知道波速关系；根据双缝干涉条纹间距公式比较条纹间距；根据发生明显衍射现象的条件分析；依据临界角公式比较临界角的大小。
【解答】解：A．由图可知a光的偏折程度小于b光的偏折程度，所以
na＜nb
a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率
fa＜fb
根据：
可知
va＞vb，故A错误；
B．根据
得：λa＞λb
根据双缝干涉条纹间距表达式
可知a光的相邻明条纹间距较大，故B正确；
C．当缝隙和波长差不多或缝隙比波长小的多时能发生明显得衍射现象，所以a光比b光更容易发生明显衍射现象，故C错误；
D．根据
可知
Ca＞Cb，故D错误。
故选：B。
【点评】本题可以取特例，如用红光与紫光类比a光和b光，对于七种单色光的折射率、波长、频率、临界角等等之间的关系，是考试的热点，要牢固掌握。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2025 晋中校级四模）杨氏双缝干涉实验为十大最美经典物理实验之一，它验证了光的波动性。现用某一单色光源做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　）
A．双缝间距离越大，条纹间距也越大
B．用一块偏振片遮住一条缝，则屏上的干涉条纹消失
C．完全遮住一条缝使其不透光，屏上仍有明暗相间的条纹
D．装置放入水中，屏上条纹间距较空气中条纹间距变小
【考点】薄膜干涉条纹间距的影响因素及相关计算．
【专题】定性思想；方程法；光的干涉专题；理解能力．
【答案】CD
【分析】根据干涉条纹的间距Δx分析解答；根据衍射的特点解答；结合介质的折射率与波长的关系解答。
【解答】解：A．根据双缝干涉相邻两条纹间距公式，双缝间距离d越大，条纹间距Δx越小，故A错误；
B．用一块偏振片遮住一条缝，一部分光的强度变弱，但仍能发生干涉现象，则屏上的干涉条纹不会消失，故B错误；
C．完全遮住一条缝使其不透光，变成了单缝衍射，有衍射条纹，故屏上仍有明暗相间的条纹，故C正确；
D．将该装置放入水中，由v
可得水中光的传播速度变小，该装置放入水中频率不变，由v＝λf
则波长λ变短，根据
可得屏上条纹间距较空气中条纹间距变小，故D正确。
故选：CD。
【点评】注意单缝衍射条纹间距不相等，而双缝干涉条纹间距却是相等的，知道单色光做双缝干涉条纹的特点。
（多选）12．（2025 市中区校级模拟）关于如图物理情景图片，说法正确的是（　　）
A．图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理
B．图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理
C．图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，电磁波也会产生多普勒效应
D．图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，结果会偏大
【考点】偏振现象的应用；多普勒效应及其应用；根据光程差和波长（或频率）判断某点条纹的明暗．
【专题】定性思想；归纳法；波的多解性；光的干涉专题；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力．
【答案】BC
【分析】根据光的偏振分析；根据光的干涉的应用分析；根据多普勒效应分析；根据测量波长的实验原理分析。
【解答】解：A、图甲3D眼镜是利用光的偏振现象，故A错误；
B、图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理，故B正确；
C、图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，波都会发生多普勒效应，所以电磁波也会产生多普勒效应，故C正确；
D、图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，条纹间距的测量可能偏大，也可能偏小，所以需要测量多个条纹的间距，计算出平均值，以减小误差，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了光的偏振现象、光的干涉现象等基本应用，知道多普勒效应是所有的波都可能发生的现象。
（多选）13．（2025 甘肃模拟）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出两种不同颜色的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）。设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是（　　）
A．水对a光的折射率比b光小
B．在水中，a光的传播速度比b光小
C．复色光圆形区域的面积为
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光宽
【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；光的折射与全反射的综合问题．
【专题】定量思想；方程法；光的折射专题；全反射和临界角专题；光的干涉专题；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C．通过照亮的圆形区域，知道a光照射的面积较大，从而比较出两束光的临界角大小，折射率大小，以及波长大小；根据v比较出光在水中传播的速度大小；并依据光电效应方程来判定光电子最大初动能与入射光的频率关系；最后根据波长关系分析双缝干涉条纹间距的大小。
【解答】解：A．由图可知，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，则根据几何关系可知a光的全反射临界角较大，根据，可知a光的折射率较小，故A正确；
B．根据v，可知，在水中a光的传播速度比b光大，故B错误；
C．设复色光圆形区域的半径为r，根据
结合几何关系可知
解得
复色光圆形区域的面积为
故C正确；
D．a光的折射率较小，则a的频率比b的频率大，波长比b光的长，根据双缝干涉条纹宽度与波长的关系，可知相同条件下a光的干涉条纹比b光宽，故D正确。
故选：ACD。
【点评】考查光的全反射、光电效应现象及其方程的内容，掌握双缝干涉条纹间距公式：，注意判定光的频率高低是解题的关键，同时要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。
（多选）14．（2025 五华区校级一模）一圆形水池底部中间有圆形发光环，当水深为某一值时，人们看到光从水面射出的情景正确的是（　　）
A．可能看到一个圆形发光面
B．可能看到一个圆形发光环
C．可能看到一个椭圆形发光面
D．可能看不到光从水面射出
【考点】全反射的条件、判断和临界角；光的折射定律．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】AB
【分析】光在水面被照亮区域的边缘恰好发生全反射，画出光路图即可得解。
【解答】解：水池底部的发光点发出的射向水面的光线，当入射角大于临界角时，光线将发生全反射，所以每一个发光点发出的光在水面上照亮的区域均为一个以自身在水面上的投影为圆心的圆，同理，做出水池底部中间有圆形发光环射到水面上的光线剖面图如图所示：（A、B、C、D为发光环内外边缘在同一直径上的四个点，角C为临界角）
由图可知，如果是甲图的情景，人们看到光从水面射出的发光面是以EF为直径的圆形，如果是乙图的情景，人们看到光从水面射出的发光面是以EH为外直径，以FG为内直径的发光圆环，
故AB正确，CD错误。
故选：AB。
【点评】解决本题的关键知道光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时，光线将发生全反射。
（多选）15．（2025 成都模拟）将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心O点的法线成θ角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从AB面反射光的强度，反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的有（　　）
A．新材料对红光的折射率为
B．图甲中，红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C．图甲中，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D．图甲中，入射角θ减小到0时，光将全部从AB界面透射出去
【考点】光的折射与全反射的综合问题；光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式．
【专题】比较思想；解题方法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】由图乙读出临界角C，根据全反射临界角公式求解折射率。光的频率与介质无关；根据分析红光在半圆柱体中传播速度与真空中传播速度的关系；减小入射角θ，反射光线一定存在。
【解答】解：A、由图可知，当θ＝37°时发生全反射，可知新材料对红光的折射率为，故A正确；
B、光的频率与介质无关，可知，图甲中，红光反射光线的频率等于折射光线的频率，故B错误；
C、图甲中，根据可知，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小，故C正确；
D、图甲中，入射角θ减小到0时，仍有光线反射回介质中，而不是光将全部从AB界面透射出去，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题主要考查光的全反射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，掌握全反射条件和临界角公式，并能用来分析实际问题。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 济宁一模）如图所示，截面是半圆环形的透明砖放在水平地面上，其内径为R、外径为2R。一束单色光从砖的最高点以与竖直方向成θ角从真空入射到砖内，恰好在透明砖的内侧面发生全反射，且在内侧面上的反射光线与入射光线垂直，已知光在真空中的速度为c。求：
（1）光束在透明砖中传播的速度v；
（2）θ角的大小。
【考点】光的折射与全反射的综合问题；折射率的波长表达式和速度表达式．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】（1）光束在透明砖中传播的速度v为c；
（2）θ角的大小为30°。
【分析】（1）由题意，可得光路图，由几何关系、临界角公式、折射率与光速的关系分别列式，即可分析求解；
（2）结合（1），由光的折射定律、正弦定理分别列式，即可分析求解。
【解答】解：（1）由题意，可得光路图如下：
由几何关系可知：2∠C＝90°，
由临界角公式可知：sinC，
则光束在透明砖中传播的速度为：v，
联立可得：∠C＝45°，vc；
（2）结合（1），由光的折射定律可得：n，
由正弦定理得：，
联立可得：sin30°＝0.5，
则：∠θ＝30°；
答：（1）光束在透明砖中传播的速度v为c；
（2）θ角的大小为30°。
【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。
17．（2025 福建校级一模）如图所示，柱状半圆形透明介质的横截面MON竖直放置，半圆面的半径为R、圆心为O，一束单色光以入射角i＝45°射到整个直径MN上，介质对该单色光的折射率为。已知光在真空中传播速度为c，不考虑圆弧面上的反射光。求：
（1）光在介质中的最长传播时间；
（2）圆弧面上有光射出区域的长度。
【考点】光的折射与全反射的综合问题．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；光的折射专题；全反射和临界角专题；应用数学处理物理问题的能力．
【答案】（1）光在介质中的最长传播时间为；
（2）圆弧面上有光射出区域的长度为。
【分析】（1）根据折射定律求出折射角，结合几何关系可解得光在介质中的最长距离，光在介质中的传播速度为v，解得光在介质内传播的时间；
（2）根据折射率与临界角的关系求出临界角，然后判断光线在圆弧面上发生全反射的位置，最后求出圆弧面上有光射出区域的长度。
【解答】解：（1）设折射角为r，根据光的折射定律有
解得r＝30°
由几何关系得，光在圆弧面上的射出点与圆心等高时，该光在介质中的传播路径最长，为
该光在介质中传播速度为
则最长传播时间为
（2）如图所示，能从圆弧面射出的光线就是从AB之间入射的光线，由
解得C＝45°
由几何知识得圆弧面上有光射出区域对应的圆心角α＝180°﹣75°﹣15°＝90°
故圆弧面上有光射出区域的长度
答：（1）光在介质中的最长传播时间为；
（2）圆弧面上有光射出区域的长度为。
【点评】本题考查光的折射，解题关键掌握光的折射定律，注意光在介质中传播速度的计算方法。
18．（2025 咸阳一模）如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障。屏障的高度与防窥膜厚度均为x，相邻屏障的间距为L、方向与屏幕垂直，透明介质的折射率为。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度θ，可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度θ＝45°时，防现膜厚度x为多大？
【考点】光的折射与全反射的综合问题；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．
【答案】防窥膜厚度x为L。
【分析】根据折射定律和几何关系相结合，来求解防窥膜厚度x。
【解答】解：根据折射定律得n
由几何关系得：sinr
sini＝sinθ
联立解得xL
答：防窥膜厚度x为L。
【点评】本题主要考查光的折射定律，对于几何光学，往往要结合几何知识解答。
19．（2024秋 泰州期末）如图所示，一玻璃砖截面为半圆形，O为圆心，一束频率为f＝6×1014Hz的激光沿半径方向射入玻璃砖，入射方向与直径夹角为30°，在O点恰好发生全反射，水平射出后，进入双缝干涉装置。已知双缝间距d＝0.25mm，光屏离双缝l＝1.0m，光在真空中的传播速度为c＝3.0×108m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率n（结果可保留根号）；
（2）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；光的折射定律；全反射的条件、判断和临界角．
【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；理解能力．
【答案】（1）玻璃砖的折射率为；
（2）光屏上相邻亮条纹的间距为2×10﹣3m。
【分析】（1）根据全反射定律列式求解；
（2）根据条纹间距公式Δx列式求解。
【解答】解：（1）几何关系，激光在O点恰好发生全反射的临界角为C＝60°
根据
得折射率为
（2）激光的波长为
光屏上相邻亮条纹的间距为
答：（1）玻璃砖的折射率为；
（2）光屏上相邻亮条纹的间距为2×10﹣3m。
【点评】本题考查全反射和折射，根据已知条件利用几何关系找到传播距离是解题关键。
20．（2025 河源模拟）横截面为圆环的中空柱形容器，内半径为R，外半径为2R，MN为一条直径。光线以45°入射角从M点射向容器，折射后恰好与容器内壁相切，光在真空中的速度为c。求：
（1）容器对该光线的折射率n；
（2）光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t。
【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】定量思想；推理法；光的折射专题；分析综合能力．
【答案】（1）容器对该光线的折射率n为；
（2）光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t为。
【分析】（1）根据题意画出光路图，根据几何关系求出折射角正弦，再根据折射定律求解折射率；
（2）根据几何关系求解光线A在柱形容器中通过的距离，根据折射定律求解光在容器在的传播速度，进而求解光线A射入柱形容器后折射出去的时间。
【解答】解：（1）设折射角为θ，光路图如图所示：
由几何关系得：，解得：θ＝30°
容器对该光线的折射率
（2）光从M点射入到第一次到达容器外壁走的路程
光在容器中的传播速度
光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间
答：（1）容器对该光线的折射率n为；
（2）光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t为。
【点评】解决本题的关键需要正确作出光路图，能根据几何知识求解相关的角度和长度，同时，要掌握全反射的条件和临界角公式，并能熟练运用。
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