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专题15 光学
2026年高考物理真题及高考模拟优选试题分类汇编，分类练习，高效提分！按照物理学科知识点构成情况，将试题分解组合，全面呈现物理学科知识点在当年高考中及模拟中的考查情况，旨意方便老师和学生掌握高考命题动向、熟悉高考考查方式。
一．选择题（共19小题）
1．（2026 重庆）某种特殊眼镜通过三棱镜改变光路给人们视物带来方便。如图所示，三棱镜的MN面为镜面，光从空气经MK面射入棱镜，最终从NK面射出，进入眼睛。若∠M＝30°，某单色光从MK面P点与MK成45°角射入后，垂直射到镜面MN上，则（　　）
A．三棱镜对该光的折射率为1.5
B．三棱镜对该光的折射率为
C．该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为45°
D．该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为60°
2．（2026 北京）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
3．（2026 江苏）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
4．（2026 江苏）如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹，下列说法正确的是（　　）
A．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距越来越小
B．是干涉现象，自上而下相邻条纹间距相同
C．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距越来越小
D．是衍射现象，自上而下相邻条纹间距相同
5．（2026 山东）半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示，底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心O重合，下底为，上底为2cm，高为1cm。单色光线从左侧入射，方向始终平行于直径AB。当入射点从A点逐渐向上移动至C点时，光线恰能从玻璃砖另一侧射出，C点与AB的距离为2cm，该玻璃的折射率为（　　）
A． B． C． D．
6．（2026 河北）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
7．（2026 河南）如图，一棱镜的横截面视为半径R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120°。在横截面所在平面内，一束光从P点垂直于三角形底边入射，从Q点射出。已知P、Q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
8．（2026 云南）在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示。不考虑反射，图中经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
9．（2026 全国二模）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹，下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
10．（2026 碑林区模拟）如图所示，ABCDE是某种透明物质截面的边界，若一束蓝光从O点入射（入射光线未画出），在P点和Q点均发生了全反射，最后垂直于BC面射出。在该种物质对紫光折射率n的猜测值“1.7”“2.0”“2.3”“2.4”中，可能的值有（　　）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
11．（2026 黄骅市模拟）某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2R。一束单色光在截面上的A点以i＝45°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　）
A．0.5 B． C． D．2
12．（2026 西宁模拟）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（　　）
A． B．
C． D．
13．（2026 镜湖区模拟）某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大。则（　　）
A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大
B．在水中传播时，a光的速度比b光的大
C．在水中传播时，a光的频率比b光的小
D．由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小
14．（2026 西安模拟）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离hm，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（　　）
A． B． C． D．
15．（2026 青山区模拟）关于教材中出现的以下四张图片，下列说法错误的是（　　）
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的
16．（2026 无极县模拟）随着科技的发展，夜视技术越来越成熟。一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”、“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（　　）
A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射
B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射
C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一
D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一
17．（2026 金凤区一模）如表所示是某种频率的光常温下从真空向介质入射时几种介质对真空的折射率，由表中数据结合相关知识可以知道（　　）
介质 折射率 介质 折射率
金刚石 2.42 岩盐 1.55
二氧化碳 1.63 酒精 1.36
玻璃 1.5﹣1.8 水 1.33
水晶 1.55 空气 1.00028
A．这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度
B．这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距
C．光密介质的密度一定大于光疏介质密度
D．这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射
18．（2026 武汉模拟）如图所示，一细束单色光从半圆形玻璃砖上的P点沿半径方向射向圆心O，刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出，单色光与玻璃砖下表面的夹角为53°，取sin53°，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　）
A． B． C． D．
19．（2026 株洲模拟）关于全反射，下列叙述中正确的是 （　　）
A．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱
B．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象
C．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象
D．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象
二．多选题（共7小题）
（多选）20．（2026 浙江）光射入方解石晶体发生双折射，产生寻常光（o光）和非常光（e光）。现将一方解石晶体沿特定方向切割成相同的两块，把切割面磨成平整的光学面、用均匀等厚的薄透明树脂胶粘合在一起，形成晶体—树脂胶—晶体AC界面，制作成如图所示的光学器件ABCD（俯视图），其中∠BAC＝∠ACD＝90°，BC和AD面涂黑吸收光线。已知黄光在树脂胶中折射率n＝1.55；在方解石晶体中，o光折射率no＝1.658，e光折射率ne＝1.486。一束黄光以入射角i从AB面射入该器件，折射光均能到达AC面。下列说法正确的是（光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质，入射角为θ1，折射角为θ2，有）（　　）
A．o光和e光的光子能量不相等
B．图中光线1是e光，光线2是o光
C．从CD面不可能射出平行的两束光
D．当时，只有一束光从CD面射出
（多选）21．（2026 广西）现有两个截面形状是直角三角形、折射率可随材料两端电压U变化的不同材料，左下半部分折射率n1＝n0+kU（k＞0），右上半部分折射率n2＝n0﹣kU，n2＞1；把它们拼成长方体，截面如图甲所示，连接如图乙所示的电路，调节滑动变阻器，改变它们的折射率，一光束从左侧中点O水平射入，从PQ边射出，光在两材料界面发生折射后，和水平面的夹角为θ。当滑动变阻器的滑片向左移动时（　　）
A．折射光从PO′射出 B．折射光从QO′射出
C．θ变小 D．θ变大
（多选）22．（2026 广东）图中底端为锥形且顶角为90°的直光纤，可用于检测流动液体中的空气泡，某单色光从光纤顶端左部入射，平行于轴线方向传播，探测器在光纤顶端右部探测锥面反射光的光强，已知锥面外为空气时，该单色光在锥面恰好发生全反射，空气折射率取1，被测液体折射率大于此光纤折射率。下列说法正确的有（　　）
A．此光纤对该单色光的折射率为
B．该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的
C．锥面浸入液体过程中，探测到的光强相对于浸入液体前变强
D．锥面完全浸入液体后，若探测到的光强在变强，说明检测到气泡
（多选）23．（2026 四川）如图所示，在折射率为、厚度为h的长方体玻璃砖上加工一V形凹槽，将其制成左右对称的工件，凹槽边长lh、θ＝60°。将工件放置在水平面上，用单色平行光沿竖直方向照射工件，观测到工件底部有多个亮度不同的区域，各区域分界线用a、b、c、d、e、f表示。不考虑光的反射和干涉，所有表面均视为平面。则（　　）
A．c、d间亮度最高
B．a、b间和e、f间亮度最高
C．c、d间距为h
D．a、b间距和e、f间距均为h
（多选）24．（2026 山西）玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因素之一。如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面，从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为Δx。现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是（　　）
A．若厚度d相同，侧移量变小
B．若厚度d相同，侧移量变大
C．若侧移量Δx相同，厚度变小
D．若侧移量Δx相同，厚度变大
（多选）25．（2026 浙江）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α、β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v≥csinα
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
（多选）26．（2026 双流区一模）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OA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θ，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　）
A．沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动
B．沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小
C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变
D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动
三．解答题（共5小题）
27．（2026 台湾）有一种蝴蝶叫做摩尔福蝶，翅膀呈现耀眼的蓝色，而且换个角度观察，颜色就会改变。但用显微镜检视，其翅膀并没有蓝色的色素，之所以呈现蓝色是因为结构的关系。在电子显微镜下翅膀的结构就好像一排排的圣诞树，其水平的枝干像一片片长度不相等的木板，且各木板的表面并不平坦。
（1）今简化其结构，单就一株圣诞树结构探讨其呈现蓝色的原因。如图1所示，圣诞树的两条水平的枝干间距离加上枝干厚度等于230nm，以不同波长但强度皆相同的可见光从上垂直向下入射，假设枝干可完全将光反射。图2为光在相邻两条水平的枝干上被反射的局部放大示意图，甲、乙为紧邻的入射光。已知可见光波长为400nm～700nm，为了简化计算，试以甲、乙入射相邻两条枝干反射后的光进行讨论。
（a）计算当反射光和垂直线夹角为0°时，反射后强度最大的可见光波长。
（b）当反射光和垂直线夹角为37°时，反射后强度最大的可见光波长相较于（a）小题的结果是变大、变小或不变？须说明理由。（cos37°≈0.8）
（2）承上题，如果滴一滴酒精（折射率约1.36）到此结构上，使酒精充满于所有水平的枝干间，计算当垂直反射后，空气中观察到光强度最大的可见光波长。（须有说明或计算过程，空气折射率约为1）
（3）今滴一滴酒精在双狭缝的其中一狭缝上，酒精在该狭缝处可视为形成一半径为r的半圆球体，此半圆球体之球心恰位于狭缝上，如图3所示。使用波长为500nm的单频雷射光垂直入射双狭缝，光屏中央处O点位于双狭缝中垂线上。酒精折射率约1.36，若要使O点处形成暗纹，r值应约为下列何者？　 　 （单选）。
A．0.70μm B．1.05μm C．1.40μm D．1.75μm E．2.80μm
28．（2026 湖南）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120°。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180°，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θ的正弦值。
29．（2026 咸阳模拟）如图，一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形△ABC，AB＝AC＝l，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离。
30．（2026 鼓楼区模拟）图（一）是我国宇航员王亚平太空授课时“玩水球”，水滴在完全失重环境下成为一透明的球体，当太阳光照射到“水球”上时，光会被折射和反射而形成彩虹。如图（二）为某均匀透明球形液滴的截面图，圆心O在球心上。球半径为R。一束光从空中（看作真空）平行直径AOB射到圆上的C点，入射角i＝60°，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB折射向空中。求：
（1）液滴对该光的折射率n；
（2）该光从C点射入液滴经一次反射从D点射出在液滴内传播的时间t。（光在真空中的传播速度为c）
31．（2026 随州一模）某小轿车雨刮器自动控制装置的主要部件是雨量传感器，雨量传感器的结构如图所示。传感器的光学元件MNQP紧贴在前挡风玻璃内表面，其折射率与挡风玻璃相同，光学元件的MN、PQ边分别与挡风玻璃表面垂直，MN、PQ的长度均为3.4cm，MP的长度为，挡风玻璃的厚度为0.8cm。当挡风玻璃外表面处于干燥状态时，红外发射管发出一细束红外线从MN中点射向挡风玻璃，红外线恰好在挡风玻璃的外表面发生全反射后射向PQ中点，最终被红外接收管接收；当挡风玻璃外表面有雨滴时，入射到挡风玻璃的红外线不能发生全反射，导致接收管接收的红外线变弱，从而自动控制雨刮的转动。
（1）求挡风玻璃和光学元件的折射率n；
（2）请通过计算判断在图中红外发射管应该在a还是在b位置？红外接收管应该在c还是在d位置？请画出当挡风玻璃外表面处于干燥状态时，红外线在挡风玻璃和光学元件中传播的光路图。
专题15 光学
参考答案与试题解析
一．选择题（共19小题）
1．【答案】C
【分析】画出光路图，根据几何关系求出入射角和折射角，再求出三棱镜对该光的折射率n，根据sinC求临界角。
【解答】AB、画出光路图，如图所示：
根据几何知识可知，入射角i＝90°﹣45°＝45°，折射角r＝∠NMK＝30°
则三棱镜对该光的折射率为n，故AB错误；
CD、设该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为C，则有sinC，解得C＝45°，故C正确，D错误。
故选：C。
2．【答案】B
【分析】光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。
【解答】由筷子上反射出的光射到杯壁上发生了折射，使光线偏离了原来的方向，逆着光线看上去筷子发生侧移或变粗当光从一种介质（如水）进入另一种介质（如空气）时，其传播方向会发生改变，因此，观察者看到的筷子位置会比实际位置更靠近杯壁，造成筷子侧移的视觉效果，故B正确，ACD错误。
故选：B。
3．【答案】C
【分析】1.偏振应用场景：相机偏振镜消除玻璃或水面反光、偏光太阳镜减弱路面反光；
2.各元件功能区分：
偏振片：选择性阻挡某一振动方向的偏振光，削弱反射眩光；
滤光片：筛选特定波长（颜色）的光；
增透膜：减少镜头内部反射，提升透光量；
增反膜：增强界面反射，多用于反光镜、激光器。
3.汽车玻璃反光本质：自然光经光滑介质反射后变为偏振光。
【解答】甲图看不清车内是因为外界强光在汽车挡风玻璃表面发生镜面反射，反射光盖过车内透射出来的弱光；玻璃的反射光是偏振光。乙图加装镜片后能看清车内是因为旋转镜片可削弱玻璃反射的偏振强光，让车内光线正常进入相机，所以该元件为偏振片。
A.滤光片：只允许特定颜色光通过，只能过滤色光，无法削弱玻璃反光，故A错误；
B.增透膜：镀在镜头内部，作用是减少镜头镜片自身的反射，不能消除车玻璃的外部反光，故B错误；
C.偏振片：可以阻挡玻璃反射的偏振强光，减弱反光干扰，清晰拍摄车内景物，故C正确；
D.增反膜：增强光的反射，会让反光更严重，更看不清车内，故D错误。
故选：C。
4．【答案】A
【分析】1.薄膜干涉实例：肥皂膜彩色条纹、油膜彩色纹路，均为前后表面反射光干涉；衍射是光绕过障碍物传播（单缝衍射、泊松亮斑）。
2.竖直肥皂膜厚度特点：重力使液体下沉，上薄下厚，下部厚度变化更快。
3.等厚干涉条纹间距：厚度变化越快，等厚条纹越密集、间距越小。
【解答】肥皂膜有前后两个表面，光线分别在膜的前表面、后表面反射，两束反射光发生薄膜干涉，不是衍射，在重力作用下，肥皂液向下流动如图所示：
膜上部薄、下部厚，并且从上到下，膜厚度增加得越来越快（厚度梯度变大）。光从左侧照射肥皂膜，任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是，由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，故明暗相间的条纹不是等间距的，而是上疏下密，故A正确，BCD错误。
故选：A。
5．【答案】C
【分析】画出光路图，根据几何关系分析入射角和折射角，再根据折射定律分析。
【解答】光路图如图所示：
由几何关系可知O、C、D在同一直线上，sini，OD＝OEcm，∠DOE＝90°，则tanr，
由折射定律可知n，代入数据可得n，故C正确，ABD错误。
故选：C。
6．【答案】A
【分析】由金属丝受热膨胀，分析双缝间隔变化，然后分析相邻亮条纹间隔变化。
【解答】双缝干涉时相邻亮条纹间隔，金属丝受热膨胀，如图所示：
由图可知双缝间隔变大，则Δx变小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
7．【答案】C
【分析】画出光路图，根据几何关系求出角度，结合折射定律求棱镜的折射率。
【解答】如图所示
C点左右两侧的光路图具有对称性，故EF∥AB，EF⊥OC，由几何关系可得
所以θ3＝30°，即θ1＝90°﹣θ3＝60°
由于EF⊥OC，可得θ4＝60°
在四边形OPEG中有2θ4+90°+90°+θ3+θ2＝360°
可得θ2＝30°
根据折射定律可得
解得
故C正确，ABD错误。
故选：C。
8．【答案】B
【分析】光路是可逆的，画出逆向光路图，光由空气射入树脂，折射角小于入射角。
【解答】逆向光路图如图所示：
光路是可逆的，由图可知经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是②，故B正确，ACD错误。
故选：B。
9．【答案】D
【分析】从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的透明薄膜的厚度差为，且干涉条纹与入射光在同一侧，从而即可求解。
【解答】用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度d＝n 时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距不均匀地逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小，故D正确，ABC错误。
故选：D。
10．【答案】B
【分析】根据全反射临界角公式计算蓝光的折射率范围，结合紫光频率分析解答。
【解答】蓝光从O点入射（入射光线未画出），在P点和Q点均发生了全反射，则蓝光的折射率n2
由于紫光的频率大于蓝光频率，则紫光的折射率n'＞n，则可能的值有2.3，2.4两个，故B正确，ACD错误；
故选：B。
11．【答案】B
【分析】根据题意，画出光路图，根据几何关系求出折射角的正弦值，由折射率定义式求解折射率。
【解答】根据题意，作出光路图如图所示。
设光线在A点的折射角为θ，根据几何关系可得：
玻璃砖对该单色光的折射率为：
解得：，故ACD错误，B正确。
故选：B。
12．【答案】A
【分析】分析大气密度的变化，从而得知折射率的变化，当光线由光疏介质射向光密介质时，结合折射定律分析光线的偏折方向，即可得知正确选项。
【解答】因为地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则太阳光斜射向地面的过程，总是由折射率较小的空气射向折射率较大的空气，即由光疏介质斜射入光密介质，光线始终会向靠近法线的方向偏折，法线为竖直方向上，故光线始终会向竖直方向偏折，故A正确，BCD错误；
故选：A。
13．【答案】D
【分析】根据双缝干涉条纹的间距公式，即可确定波长的大小，再由特殊值代入法，即可进行判断，并由，来确定折射率与临界角的关系。
【解答】由题意可知，a光条纹间距小于b光条纹间距，根据公式，可得：a光的波长小于b光，则可假设a光是紫光，b光是红光。
A、在真空中传播时，a光条纹间距小于b光条纹间距，a光的波长小于b光，故A错误。
BC、将a、b光以相同的入射角γ由水斜射入空气，发现a光的折射角α比b光的大，由知，a光的折射率大，由知在水中传播时，a光的速度比b光的小。故BC错误。
D、根据，及因紫光的折射率大，则临界角小，而红光的折射率小，临界角大，所以a光的临界角比b光的临界角小。故D正确。
故选：D。
14．【答案】C
【分析】先考虑点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状，再考虑线光源发出的光在水面上有光射出的水面形状，最后分析三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状。根据全反射临界角满足的条件，画出示意图，根据几何关系解答。
【解答】取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源出的光线在水面恰好全反射的光路图如图1所示。
由sinC，可得：tanC
R＝h tanCm＝0.3m
三角形发光体的每一条细灯带发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图2所示。
三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图3所示
设直角边的长度为a＝0.9m，由几何关系可得此三角形的内切圆的半径r＝a
而R＝0.3ma，可知：R＞r，则由图3可知有光射出的水面形状在三角形中央区域无空缺部分，故C正确，ABD错误。
故选：C。
15．【答案】B
【分析】多普勒的定义，同时掌握频率变化与运动间的关系；泊松亮斑是光的衍射现象；白光从射入肥皂薄膜，前后表面的反射光在前表面发生叠加，产生干涉；当光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时，光线全部反射回原介质的现象叫全反射现象．
【解答】A、多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化，疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故A正确；
B、竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故B错误；
C、泊松亮斑是光的圆板衍射现象，故C正确；
D、水中的气泡看上去特别光亮，是光从水射向气泡时发生了全反射造成的，故D正确。
本题选择错误选项；
故选：B。
16．【答案】C
【分析】照相机的镜头表面一层膜是利用了光的薄膜干涉原理，由此分析即可。
【解答】A、镀增透膜的目的是为了尽可能让红外线透射，透光越多，则成像越清晰，故A错误；
B、增透膜有一定的厚度，不能让入射的所有光均能透射，故B错误；
CD、为尽可能让红外线透射，则需要薄膜的前表面的反射光与后表面的反射光在前表面处相互抵消，即为暗条纹，所以前后表面的反射光的光程差为，则薄膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一，故C正确，D错误。
故选：C。
17．【答案】D
【分析】图中给出的是各种物质的相对折射率信息，判断在介质中的速度要结合公式v判断，折射率大光速小；双缝干涉条纹宽度与波长成正比，通过据v和v＝λf可判断波长大小；光疏介质和光密介质根密度概念不对等，不能混为一谈；判断是否容易发生全反射利用公式，临界角小容易发生全反射。
【解答】
A、光在玻璃中的折射率大于在水中的折射率，根据v，折射率大光速小，故A错误；
B、根据v和v＝λf得，，对于同一种光nλ为常数，折射率大则波长小，光在水中的折射率大于在空气中的折射率，因此光在水中的波长小于在空气中的波长，在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距小于在空气中观测的条纹间距，故B错误；
C、光密介质和光疏介质的定义与密度不一样，酒精密度小于水但折射率却大于水，因此光密介质的密度不一定大于光疏介质密度，故C错误；
D、根据，折射率大者临界角要小，水晶折射率大于水，因此更容易发生全反射，故D正确；
故选：D。
18．【答案】D
【分析】题目描述光线从半圆形玻璃砖的P点沿半径方向射入，在底面发生全反射后射出，已知射出光线与下表面夹角为53度。核心是确定全反射临界角与折射率的关系。光线在底面恰好发生全反射，则入射角等于临界角，而射出方向与下表面夹角已知，可推得临界角为37度。利用全反射临界角公式，将临界角的正弦值代入即可求得折射率。
【解答】光线发生全反射的临界角为C＝90°﹣53°＝37°。根据全反射临界角公式，可得，代入C＝37°，解得：。故ABC错误，D正确。
故选：D。
19．【答案】C
【分析】根据全反射发生的条件分析判断。
【解答】A、发生全反射时折射光线消失，故A项错误；
BCD、发生全反射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，二者缺一不可，故BD错误，C正确。
故选：C。
二．多选题（共7小题）
20．【答案】BD
【分析】依据光子能量公式，结合o光、e光的频率关系比较光子能量大小；根据o光与e光折射率不同，利用折射定律判断两束光的折射程度，区分对应的折射光线；类比平行玻璃砖的光学特性，分析光束经过多层介质后的出射光特点；区分光密、光疏介质，结合折射定律与全反射临界角公式，推导发生全反射的条件，判断光束能否射出。
【解答】A.o光和e光是同一束黄光分解得到的，二者频率ν相同。根据光子能量公式E＝hν，可知两光光子能量相等，故A错误。
B.在左侧方解石中，o光折射率no＝1.658大于e光折射率ne＝1.486，根据折射定律，入射角相同时，介质折射率越大，折射角越小。光线1折射程度小、折射角大，对应e光；光线2折射程度大、折射角小，对应o光，故B正确。
C.两束光穿过树脂胶进入右侧方解石，出射光线与入射树脂胶的光线互相平行。类比平行玻璃砖的光学特点，两束光从CD面射入空气后，可以得到两束互相平行的出射光，故C错误。
D.e光从方解石射入树脂胶是从光疏介质进入光密介质，不会发生全反射，一定能穿过树脂胶；而o光从方解石射入树脂胶是由光密介质射向光疏介质，存在全反射临界角。设o光在AB面的折射角为r，由折射定律有，整理得sini＝nosinr。由于∠BAC＝90°，AB面法线与AC面法线互相平行，o光在AC面的入射角θ满足r+θ＝90°。o光发生全反射临界角满足，发生全反射的条件为θ≥θc。整理可得，满足该条件时o光在AC界面发生全反射，被涂黑的面吸收，只有e光从CD面射出，故D正确。
故选：BD。
21．【答案】BC
【分析】滑片左移，材料两端电压增大，依据折射率表达式判断n1增大、n2减小，得到折射率差值变大；结合折射定律分析光在两种材料分界面的折射角变化，判断光线向上还是向下偏折，确定出射区域；再分析折射光线与水平面夹角θ的变化趋势。
【解答】AB、由于U＞0，k＞0始终有n1＞n2
设界面与PQ边夹角为α，光束在两材料界面折射时，折射角为r，则入射角i＝α
根据折射定律有n1sini＝n2sinr
由于n1＞n2，可知r＞i
法线垂直于界面，由几何关系可知，入射光线水平向右，折射光线向下偏折，作出光路图如图所示
故折射光从O下方的QO′区域射出，故A错误，B正确；
CD、由电路图可知，两种材料并联在滑动变阻器滑片左侧部分，则当滑动变阻器的滑片向左移动时，材料两端电压U减小，根据题意可知n1减小、n2增大，所以sinr减小，折射角r减小，折射光线与水平面的夹角θ＝r﹣i，所以θ变小，故C正确，D错误。
故选：BC。
22．【答案】AD
【分析】根据图中给出的光路图结合临界角公式列式求解折射率；根据介质中波速和真空中光速的公式分析解答；根据液体的折射率大于光线的折射率结合反射光线的变化进行判断；根据全反射发生的条件判断接收到的光线强度变化。
【解答】A.锥面外为空气时，该单色光在锥面恰好发生全反射，根据光路图可知，入射光在锥面的入射角等于临界角C＝45°，由n，可得折射率n，故A正确；
B.由v，可得该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的，故B错误；
C.锥面浸入液体过程中，由于被测液体折射率大于此光纤折射率，光线在锥面逐渐不会发生全反射，则反射光会变弱，可知探测到的光强相对于浸入液体前变弱，故C错误；
D.锥面完全浸入液体后，若探测到的光强在变强，说明检测到气泡，因为气泡的折射率小于光纤，光线可能发生全反射导致探测器接收到的光线变强，故D正确。
故选：AD。
23．【答案】BC
【分析】根据几何关系分析光在斜面的入射角，根据折射定律分析折射角，画出光路图，根据几何关系分析亮区和暗区以及各点间距。
【解答】AB、由几何关系可知光在V形凹槽斜面的入射角i＝60°，由折射定律可知n，代入数据可得r＝30°，光路图如图所示：
由图可知底边左侧边缘到a点之间只有竖直射入的光，a、b之间为竖直射入光和斜面折射光的叠加，b、c之间只有斜面折射的光，c、d之间没有光线，所以c、d之间是暗区，由对称性可知a、b之间和e、f之间亮度最高，故A错误，B正确；
CD、由几何关系可知pd，cd＝od＝pd﹣l，代入数据可得cd，ab＝ef，故C正确，D错误。
故选：BC。
24．【答案】BC
【分析】结合光的折射规律与几何关系，分别分析玻璃砖厚度相同时折射率对侧移量的影响、侧移量相同时折射率对玻璃砖厚度的影响。
【解答】AB、根据光的折射定律和几何关系
侧移量Δx的表达式为：，其中i为入射角（保持不变），r为折射角，满足折射定律
当玻璃砖折射率n增大时，减小，故折射角r减小。
当厚度d和入射角i保持不变时，侧移量公式变形为：，侧移量Δx会增大，故B正确，A错误；
CD、当侧移量Δx和入射角i保持不变时，侧移量公式可得厚度d的表达式：，当折射率n增大时，折射角r减小，导致tanr减小。这使得分母（sini﹣cositanr）的值增大。由于分子Δx不变，分母增大，所以厚度d的值会变小，故C正确，D错误。
故选：BC。
25．【答案】AC
【分析】根据全反射临界角公式，结合光在介质中的速度v，综合光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角分析求解。
【解答】A、光线在有机玻璃与空气膜的界面发生全反射，临界角C≤β。
根据全反射临界角公式：，由于C≤β，则sinC≤sinβ，即：n，故A正确。
B、根据上述同理可得n，根据光在介质中的速度v，可得v≤csinα，故B错误；
C、当有机玻璃的折射率大于油的折射率，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，符合图中的光路图，故C正确；
D、在R处注入同种油滴，光线在有机玻璃与油的界面入射角与Q处类似，同样满足折射条件，因此光线会从R处进入乙，故D错误；
故选：AC。
26．【答案】BC
【分析】洛埃镜实验与杨氏双缝干涉原理相同，根据双缝干涉条纹间距公式分析作答。作出平移后光的干涉加强点的示意图，根据图示确定加强点的平移方向，再分析干涉条纹间距的变化。
【解答】AB、根据题意，画出光路图所示
若沿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d增大，由可知，干涉条纹间距减小；反之，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距变大，故A错误，B正确；
CD、同理，再次画出光路图所示
如图所示，S发出的光与经过平面镜反射的光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，频率相同，满足相干条件，所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可等效看成双缝干涉，设S与S′的距离为d，则d＝2a
S到光屏的距离为l，代入双缝干涉条纹间距公式
可得：
可知，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，故干涉条纹间距不变，故C正确，D错误。
故选：BC。
三．解答题（共5小题）
27．【答案】（1）（a）计算当反射光和垂直线夹角为0°时，反射后强度最大的可见光波长为460nm。
（b）当反射光和垂直线夹角为37°时，反射后强度最大的可见光波长相较于（a）小题的结果是变小。理由：反射光和垂直线夹角增大，导致光程差减小，需更短的可见光波长满足干涉加强条件。
（2）空气中观察到光强度最大的可见光波长为625.6nm。
（3）A。
【分析】（1）（a）依据相邻水平枝干间距加上枝干厚度，确定反射光和垂直线夹角为0°时，甲、乙两束反射光的光程差，由干涉加强条件解答；
（b）确定反射光和垂直线夹角为37°时，甲、乙两束反射光的光程差，同理，由干涉加强条件解答；
（2）光在酒精层中传播时光程差需乘以折射率，确定光程差，由干涉加强条件解答；
（3）确定光在酒精中传播距离与在空气中传播距离，确定覆盖酒精的狭缝对应的光程，得到两缝对应的光程差，根据形成暗条纹的条件解答。
【解答】（1）（a）已知相邻水平枝干间距加上枝干厚度为d＝230nm。
当反射光和垂直线夹角为0°时，甲、乙两束反射光的光程差为：Δs＝2d＝2×230nm＝460nm
由干涉加强条件为光程差等于波长的整数倍，可得：Δs＝kλ，（k＝1、2、3……）
解得：当k＝1时，λ＝460nm，符合题意；
当k≥2时，λ均小于400nm，均不是可见光，不符合题意。
可得反射后强度最大的可见光波长为460nm。
（b）当反射光和垂直线夹角为37°时，甲、乙两束反射光的光程差为：Δs′＝2dcosθ＝2×230×0.8nm＝368nm
由干涉加强条件得：Δs′＝kλ′
解得：当k′＝1时，λ′＝368nm，显然 λ′＜λ，即反射后强度最大的可见光波长相较于（a）小题的结果变小。
理由：反射光和垂直线夹角增大，导致光程差减小，需更短的可见光波长满足干涉加强条件。
（2）已知酒精折射率为n＝1.36。
因光在酒精层中传播，故光程差需乘以折射率，光程差为：Δs1＝2nd＝2×1.36×230nm＝625.6nm
干涉加强条件为：Δs1＝kλ1
当k＝1时，λ1＝625.6nm，符合题意；
当k≥2时，λ1均小于400nm，均不是可见光，不符合题意。
可得空气中观察到光强度最大的可见光波长为625.6nm。
（3）未覆盖酒精的狭缝对应的光程为L。已知酒精在该狭缝处可视为形成一半径为r的半圆球体，则在酒精中传播距离为r，空气中传播距离为L r。
覆盖酒精的狭缝对应的光程为：L酒＝n r+L r＝L+（n 1）r
两缝对应的光程差为：ΔL＝L酒 L＝（n 1）r
形成暗条纹的条件为光程差为半波长的奇数倍，则有：ΔL＝（2k+1），（k＝0、1、2……）
解得：r
代入：n＝1.36、λ＝500nm
可得：r＝（2k+1）×0.694μm
当k＝0时，r最小为0.694μm≈0.70μm
当k＝1时，r＝2.082μm
当k＝2时，r＝3.47μm
故A正确，BCDE错误。
故选：A。
故答案为：（1）（a）计算当反射光和垂直线夹角为0°时，反射后强度最大的可见光波长为460nm。
（b）当反射光和垂直线夹角为37°时，反射后强度最大的可见光波长相较于（a）小题的结果是变小。理由：反射光和垂直线夹角增大，导致光程差减小，需更短的可见光波长满足干涉加强条件。
（2）空气中观察到光强度最大的可见光波长为625.6nm。
（3）A。
28．【答案】（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180°，介质的折射率为；
（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，光线2的入射角θ的正弦值为0.9。
【分析】（1）根据几何关系，结合折射定律分析求解；
（2）根据光线2在玻璃砖中的折射角，结合折射定律分析求解。
【解答】（1）如图所示
根据几何关系可知光线1的折射角为60°，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β＝30°
根据折射定律，其中 n＝1.8，解得sinθ＝0.9
答：（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180°，介质的折射率为；
（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，光线2的入射角θ的正弦值为0.9。
29．【答案】M点到A点的距离为l。
【分析】作光路图，根据折射定律求解折射角，根据几何关系、反射定律和几何关系列式求解即可。
【解答】作光路图如图：
设光束经过AB面时折射角为α，由折射定律得：n
解得：α＝30°
设光束经过BC面时入射角为θ，由几何关系得：90°﹣α+45°+90°﹣θ＝180°
解得：θ＝15°
由反射定律得：∠MOA＝2θ＝2×15°＝30°
根据几何关系得：∠BMO＝90°﹣α＝90°﹣30°＝60°
∠BAO＝180°﹣90°﹣α﹣2θ＝180°﹣90°﹣30°﹣2×15°＝30°
∠CAO＝90°﹣∠BAO＝90°﹣30°＝60°
则△BMO∽△CAO
△AMO为等腰三角形，则：MA＝MOAO
且MA+BM＝AB＝l
联立解得：MAl
答：M点到A点的距离为l。
30．【答案】（1）液滴对该光的折射率；
（2）光从C点射入液滴经一次反射从D点射出在液滴内传播的时间。
【分析】（1）作出光路，根据折射定律，求折射率；
（2）由几何关系求传播距离，根据传播速度，求传播时间；
【解答】（1）根据对称及光路可逆性，作出光路如图所示
i'＝60°
r＝r'＝θ＝30°
根据折射定律
解得
（2）由几何关系
光在液滴中的传播速度
光在液滴中的传播时间
解得t
答：（1）液滴对该光的折射率；
（2）光从C点射入液滴经一次反射从D点射出在液滴内传播的时间。
31．【答案】（1）挡风玻璃和光学元件的折射率为1.5；
（2）红外发射管在b位置，红外接收管是在c位置。大致光路图见解析。
【分析】（1）根据几何关系结合全反射规律解得折射率；
（2）根据全反射规律结合光的折射作图分析解得。
【解答】（1）如图1，光线恰好全反射
图1
根据几何关系有：sinθ
根据全反射规律可知挡风玻璃和光学元件的折射率n
代入数据解得：n＝1.5
（2）红外发射管如果是在a位置向PQ中点发射红外线，如图2
图2
根据数学关系有：sinα＝cosθ
由折射定律：n
解得sinβ1
所以红外发射管不能在a位置向PQ中点发射红外线。则红外发射管在b位置向PQ中点发射红外线，红外接收管是在c位置。大致光路图如图3
图3
答：（1）挡风玻璃和光学元件的折射率为1.5；
（2）红外发射管在b位置，红外接收管是在c位置。大致光路图见解析。
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