高考物理真題與課后專項提升練-光（解析版）

8.2光——高考真題與課后專項提升練

1.（2023?河北）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無色透明薄膜后，在自

然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同

B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射

C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉

D.薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色

【解答】解：A.上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光通過水珠發(fā)生的折

射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯誤；

BC.硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，滿足

振動加強條件，振動加強，故B錯誤，C正確；

D.根據(jù)光的干涉中相互加強的條件，可知當薄膜的厚度發(fā)生變化時，滿足加強條件（厚度為波

長的四分之一）的波長也會發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)的顏色發(fā)生變化，故D錯誤。

故選：Co

2.（2023?福建）如圖，一教師用側(cè)面開孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實驗。

瓶內(nèi)裝有適量清水。水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液

流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地

沿液流傳播的是（）

A.減弱激光強度

B.提升瓶內(nèi)液面高度

C.改用折射率更小的液體

D.增大激光器與小孔之間的水平距離

【解答】解：激光能沿水流傳播，是由于光線在水流中不斷的發(fā)生全反射，一直在液流內(nèi)部沿

直線傳播，當液流的高度越高，則全反射的次數(shù)越多，現(xiàn)象越明顯。

A、減小激光強度，會使發(fā)生全反射的光束減少，現(xiàn)象不明顯，不符合題意；故A錯誤；

B、提高瓶內(nèi)液面的高度，液體壓強越大，水流出去的距離更遠，激光發(fā)生全反射的光束更多，

現(xiàn)象更明顯；故B正確；

C、改用折射率更小的液體，全反射臨界角會越大，激光在液體中發(fā)生全反射的光束減少，不利

于沿液流傳播；故C錯誤；

D、增加激光器與小孔之間的水平距離，不會影響光束在流液中的傳播；故D錯誤。

故選：Bo

3.（2023?湖北）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30。，OP邊上的點光源S到頂點

O的距離為d,垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上

有光射出部分的長度為（）

1V2-

A.—dB.—dC.dD.v2d

22

【解答】解：設(shè)光線在OQ界面點的入射角為a,折射角為仇幾何關(guān)系可知

a=30°

由于光路可逆，根據(jù)折射定律可得

_sin0_sm45°_B

n-sina-sm30°—

光線射出OQ面的臨界條件為發(fā)生全反射，光路圖如圖所示

光線在AB兩點發(fā)生全反射，有公式

“I1V2

smC=-n=TV2F2

在AB兩個位置臨界角為45°,AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知

AB=2AC=2CS

由于NQOP=30°,所以

2cs=OS=d

故AB=d

故ABD錯誤，C正確。

故選：Co

4.（多選）（2023?湖南）一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信

號，設(shè)激光光束與水面的夾角為a,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當a大于41。時，岸上救援人員

才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是（）

1

A.水的折射率為

sin41°

1

B.水的折射率為

sin49°

C.當他以a=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°

D.當他以a=60°向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°

【解答】解：AB、他發(fā)現(xiàn)只有當a大于41。時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，由

此可知當a=41。時激光恰好能發(fā)生全反射，根據(jù)全反射的臨界公式可得：

s譏（90°-41°）=^1

解得：n=另序，故B正確，A錯誤；

SlTl^ry

CD、當他以a=60°向水面發(fā)射激光時，根據(jù)幾何關(guān)系可知，此時的入射角i為30。，根據(jù)折

射定律可得：

sini

n=而

由此可知，折射角r大于30。，因此岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60。，

故C正確，D錯誤；

故選：BC。

5.（2023?廣東）某同學(xué)用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率。實驗過程如下：

（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。

（2）①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出。

用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q的位置。

②移走玻璃磚。在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長線與ef面的邊界

交于P點，如圖（a）所示。

③用刻度尺測量PM和OM的長度di和d2。PM的示數(shù)如圖（b）所示，di為cm。測得d2

為3.40cm?

（3）利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達式n=-由測得的數(shù)據(jù)可得折射率

n為（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

（4）相對誤差的計算式6=測量露瞥值x\0。%。為了減小5、d2測量的相對誤差，實驗中

具頭值

激光在M點入射時應(yīng)盡量使入射角o

【解答】解：（2）刻度尺的分度值為0.1cm,需要估讀到分度值的下一位，則di=2.27cm；

（3）根據(jù)題意標出光線對應(yīng)的入射角和折射角，如圖所示：

結(jié)合幾何關(guān)系和折射定律可得：

fM

_sina_冤_

n-sin^一fM一網(wǎng)

d2

代入數(shù)據(jù)解得：n=^1.50

（4）為了減小di、d2測量的相對誤差，應(yīng)使di、d2長度增大，故實驗中激光在M點入射時應(yīng)

盡量使入射角小一些。

故答案為：（2）2.27；（3）—；1.50；（4）小一些。

di

一、單項選擇題

1.（2023秋?新市區(qū)校級期末）甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣,

設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為Ax,若Ax甲＜Ax乙，則下列說法正確的是（）

A.甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而乙光不能

B.真空中甲光的波長一定大于乙光的波長

C.在同一種玻璃中甲光的傳播速度大于乙光的傳播速度

D.甲光從玻璃到空氣的臨界角小于乙光從玻璃到空氣的臨界角

【解答】解：A.偏振現(xiàn)象是橫波的特有屬性，光屬于橫波，所以一切光都可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，

故A錯誤；

B.由于Ax甲＜Ax乙，根據(jù)雙縫干涉條紋公式/%=彳九知真空中甲光的波長一定小于乙光的

波長，故B錯誤；

C.由波速、波長與頻率的關(guān)系公式c=Xv可知，波長入越大，則頻率v越小，可知甲光的頻率

一定大于乙光的頻率，在同一均勻介質(zhì)中，頻率越大，則折射率越大，由知，n越大，則

速度v越小，即在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度小于乙光的傳播速度，故C錯誤；

D.根據(jù)公式sinC=，

其中n甲＞n乙

則甲光從玻璃到空氣的臨界角小于乙光從玻璃到空氣的臨界角，故D正確。

故選：D。

2.（2023秋?新市區(qū)校級期末）如圖所示，橫截面為半圓的玻璃磚放置在平面鏡上，直徑AB與

平面鏡垂直。一束激光a射向半圓柱體的圓心O,激光與AB的夾角為60°,已知玻璃磚的半

徑為12cm,平面鏡上的兩個光斑之間的距離為16百on,則玻璃磚的折射率為（）

A.V2B.V3C.2D.V6

【解答】解：光路如圖所示

由題意可得，激光在AB面上發(fā)生折射時的入射角

a=30°

在直角4OBD中，根據(jù)數(shù)學(xué)知識

BD=OBtan60°

根據(jù)題意

BC=CD-BD

設(shè)半圓玻璃磚的折射率為n,折射角為0,則

BO

tCLTlnp=

解得

0=60。

根據(jù)折射定律，折射率

sinRsin60°伉

n~sina~sin300—

故ACD錯誤，B正確；

故選：Bo

3.（2023秋?福田區(qū)校級期末）如圖所示，光束PO從半圓形玻璃磚的圓心。射入后分成I、II

兩束，分別射向玻璃磚圓弧面上的a、b兩點。比較I、II兩束光（）

A.玻璃磚對光束I的折射率更大

B.光束I在玻璃磚中的速度更大

C.光束I在玻璃磚里傳播的時間更短

D.增大光束PO的入射角仇光束I會發(fā)生全反射

【解答】解：A.根據(jù)折射率的公式n=鬻，由于兩束光入射角相等，折射角口<丫2,故m>n2,

故A正確；

BC.根據(jù)公式v=J可知，折射率n越大，光速越小，光束I在玻璃中的傳播速度更小，又因為兩

束光在玻璃中傳播的距離相同，故光束I的傳播時間更長，故BC錯誤；

D.由于光束是由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，不滿足發(fā)生全反射的條件，增大入射角也不能發(fā)生全

反射，故D錯誤；

故選：Ao

4.（2023秋?天寧區(qū)校級期末）如圖甲所示為研究光的干涉與衍射現(xiàn)象的實驗裝置，狹縫Si、S2

的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射在狹縫上，實驗中分別在屏上得到了

圖乙、圖丙所示圖樣（圖中陰影部分表示暗條紋）。下列說法不正確的是（）

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，圖丙是光的衍射圖樣

B.遮住一條狹縫，僅減小另一狹縫的寬度，圖丙中亮條紋寬度將增大

C.照射雙縫時，僅增大L,圖乙中相鄰亮條紋的中心間距減小

D.照射雙縫時，若Si、S2到屏上P點的距離差為半波長的奇數(shù)倍，P點處是暗條紋

【解答】解：A、雙縫干涉圖樣的相鄰亮或暗條紋的間距不變，故乙為雙縫干涉圖樣，而衍射圖

樣為中間寬兩側(cè)窄的特點，故圖丙為光的衍射圖樣，故A正確；

B、狹縫越小，衍射的范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度減小，其他條件

不變，則衍射現(xiàn)象增強，圖丙中亮條紋寬度將增大，故B正確；

C、根據(jù)雙縫干涉公式4c=彳九可知當僅增加L時，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距增大，故C

錯誤；

D、照射雙縫時，若Si、S2到屏上P點的距離差為半波長的奇數(shù)倍，即為暗條紋，故D正確。

本題選擇不正確的，故選：Co

5.（2023秋?廈門期末）如圖所示，冰雪大世界里的冰雕閃爍著各色光芒，小廈同學(xué)發(fā)現(xiàn)冰面下

方裝有各色彩燈，冰塊中還分布有氣泡，則（）

A.真空中紅光的波長比綠光短

B.冰塊中紅光的傳播速度比綠光大

C.冰面下方的燈，看起來比實際位置深

D.冰塊中氣泡看起來更亮是由于光從氣泡內(nèi)部入射到冰時發(fā)生了全反射

【解答】解：A、真空中紅光的波長比綠光長，故A錯誤；

B、紅光和綠光在真空中的速度相同，紅光在冰塊中的折射率比綠光的折射率小，由n=E可知,

冰塊中紅光的傳播速度比綠光大，故B正確；

C、根據(jù)折射定律可知，冰面下方的燈，看起來比實際位置淺，故C錯誤；

D、冰塊中氣泡看起來更亮是由于光從冰入射到氣泡時發(fā)生了全反射，故D錯誤。

故選：Bo

6.（2023秋?西安期末）如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，分為a、b兩束單色光。則

（）

A.玻璃對b光的折射率較大

B.在真空中a光的速度大于b光的速度

C.a光的頻率大于b光的頻

D.如果b光是綠光，那么a光可能是紅光

【解答】解：A、由折射光路可知，玻璃對a光的折射程度較大，則折射率較大，故A錯誤;

B、根據(jù)v=（可知，在該玻璃磚中，a光的傳播速度比b光小，故B錯誤；

C、根據(jù)折射率大頻率大知，a光頻率大，故C正確；

D、由于a光的頻率大，則波長短，如果b光是綠光，那么a光不可能是紅光，故D錯誤；

故選：Co

7.（2023秋?西安期末）關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波

B.拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰

C.一束自然光通過某偏振片時，只有振動方向與該偏振片透振方向垂直的光波才能通過

D.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，一定有反射光且反射光不是偏振光

【解答】解：A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故A錯誤；

B.拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰，故B正確；

C.一束自然光通過某偏振片時，只有振動方向沿著該偏振片透振方向的光波才能通過，故C錯

誤；

D.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面時，一定有反射光，且反射光為偏振光，故D錯誤。

故選：Bo

8.（2023秋?蘇州期末）如圖甲所示，水面下有一點光源S,同時發(fā)射出a光和b光后，在水面

上形成一個被照亮的圓形區(qū)域（見圖乙），陰影區(qū)域為a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光，周邊

環(huán)狀區(qū)域為b光，則下列說法中正確的是（）

A.a光的頻率比b光小

B.水對a光的折射率比b光小

C.a光在水中的傳播速度比b光小

D.在同一裝置的楊氏雙縫干涉實驗中，a光的干涉條紋間距比b光寬

【解答】解：ABC、因單色光b照亮的區(qū)域半徑較大，根據(jù)：tanC=$

可知b光的臨界角較大，根據(jù)臨界角公式：sinC^

可知，b光折射率較小，頻率也較小，根據(jù)…我

可知，b光在水中的速度較大，故C正確，AB錯誤；

D、因b光的頻率較小，波長較大，根據(jù)雙縫條紋間距公式：=宗,可知，在同一裝置的楊

氏雙縫干涉實驗中，b光的干涉條紋間距比a光寬，故D錯誤。

故選：Co

9.（2023秋?西安期末）如圖所示，在空氣中，一束單色光由兩面平行的玻璃板的a表面射入，

從b表面射出，則以下說法中正確的是（）

A.出射光線不一定與入射光線平行

B.隨著。角的增大，光可能在a表面發(fā)生全反射

C.隨著。角的增大，光可能在b表面發(fā)生全反射（0<90°）

D.無論如何改變。角，光線從a表面射入，不可能在b表面發(fā)生全反射

【解答】解：A、由于a、b兩表面平行，光線在a表面的折射角等于b表面的入射角，根據(jù)光

路的可逆性可知，光線在b表面的折射角等于在a表面的入射角，由幾何關(guān)系可知出射光線一定

與入射光線平行，故A錯誤；

B、發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角，可知光不可能在

a表面上發(fā)生全反射，故B錯誤。

CD、根據(jù)幾何知識可知：光經(jīng)過表面b上的入射角與在表面a上的折射角相等，根據(jù)光路可逆

性可知：所以不管入射角多大，不可能在b表面發(fā)生全反射，故C錯誤，D正確。

故選：D。

10.（2023秋?西安期末）如圖甲所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖。圖乙為用綠光進行實驗時，

在屏上觀察到的條紋情況，a為中央亮條紋，丙圖為換用另一顏色的單色光做實驗時觀察到的

條紋情況，a，為中央亮條紋。若已知紅光、綠光和紫光的波長大小關(guān)系為紅光的波長最長，紫

光的波長最短。則以下說法正確的是（）

A.丙圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長

B.丙圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長

C.丙圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短

D.丙圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短

【解答】解：根據(jù)雙縫干涉圖樣的特點，入射光的波長越長，同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中

條紋的間距就越大，由本題的條件可確定一種顏色的單色光比綠光的波長長，故A正確，BCD

錯誤；

故選：Ao

二、多項選擇題

11.（多選）（2023秋?新市區(qū)校級期末）如圖所示，水下光源S向水面A點發(fā)射一束光線，折射

光線分成a、b兩束，則（）

A.若保持入射點A位置不變，將入射光線順時針旋轉(zhuǎn)，則從水面上方觀察，b光先消失

B.在水中，b光波長比a光波長大

C.a、b兩束光相比較，在真空中的傳播速度a光比b光大

D.用同一雙縫干涉實驗裝置做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距

【解答】解：A、兩光束的入射角i相同，折射角ra<rb,根據(jù)折射定律可得折射率na<nb.由

公式sinC=：分析得知，b光的臨界角較小，將入射光線順時針旋轉(zhuǎn)，則從水面上方觀察，b光

的折射角先達到90。，發(fā)生全反射，最先消失。故A正確。

B、根據(jù)折射角ra<rb,有頻率fk<fL波長加>入b,故B錯誤。

C、在真空中兩束的傳播速度相同，故C錯誤。

D、根據(jù)公式Ax=!人知，因為a光的波長長，所以a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距。

故D正確。

故選：ADo

12.（多選）（2023秋?渝中區(qū)校級期末）某透明介質(zhì)的截面圖如圖所示，一束光線與上表面成01

=45°角射入，在下表面剛好發(fā)生全反射，介質(zhì)的折射率為n=或。下列說法正確的是（）

A.光線在上表面的折射角02=15°

B.光線在上表面的折射角02=30°

C.下底邊與虛線的夾角a=15°

D,下底邊與虛線的夾角a=30°

【解答】解：AB、根據(jù)光的折射定律可得：n=需，代入數(shù)據(jù)解得光線在上表面的折射角：

SlTlu2

02=30°,故A錯誤、B正確；

CD、光在下表面剛好發(fā)生全反射，貝hsinC=：=5,解得：C=45°,如圖所示：

根據(jù)幾何關(guān)系有：0=90°-30°=60°

而［3=a+（90°-C）,解得：a=15°,故C正確、D錯誤。

故選：BCo

13.（多選）（2023秋?重慶期末）如圖所示，在第十四屆中國航展上空，殲-20穿云破霧、呈現(xiàn)

了駕“七彩祥云”的壯觀景象。因為飛機的發(fā)動機噴出高溫尾流會使得飛機周圍的空氣經(jīng)過機

翼后膨脹降溫，在飛機表面形成一層水霧。陽光照射到水霧上，由于不同顏色的光折射率不同，

就會形成七彩光芒。如圖所示，將原理簡化并作出光路圖。已知a光與界面的夾角為30。。b

光的折射率為VI,b光與法線的夾角為45。，光在空氣中的傳播速度為c,水霧半球的半徑為

Ro則下列說法正確的是（）

A.a光在水霧半球中的傳播時間為^

c

B.a光在水霧半球中的傳播時間為

3c

C.b光從水霧半球進入空氣速度變快，波長變長

D.在水霧半球中a光的速度比b光的速度大

【解答】解：AB.設(shè)入射角為0,對于b光，由折射定律可知，nb=嘿第=應(yīng)，解得sine=

S1/1（7

0.5,即0=30°

對于a光，由折射定律可知，必=騾■，解得na=B,即a光的折射率為百

SITLU

假設(shè)a光在水霧半球中傳播的速度為Va,則Va=《

幾a

所以a光在水霧半球中的傳播時間為t=占

解得t=半，故A正確，B錯誤；

C.b光從水霧半球進入空氣速度變快，根據(jù)人=方光的頻率不變，則波長變長，故C正確；

D.根據(jù)v=￡,可知在水霧半球中a光的速度比b光的速度小，故D錯誤。

故選：ACo

三、非選擇題

3

14.（2023秋?石家莊期末）如圖所示，一個桶的高為5d,底面直徑為2d,當桶空時，從P點剛

好能夠看到桶底上的C點。當桶內(nèi)盛有某種透明液體，其深度為d時，仍沿PC方向看去，剛

好可以看到桶底中心O處點光源發(fā)出的光線。已知C點為OB的中點。

（1）求透明液體對點光源發(fā)出光線的折射率；

（2）若要液面全部被O處點光源照亮，求桶內(nèi)透明液體的深度。

【解答】解：（1）設(shè)O點發(fā)出的光線與界面的交點為D,光路圖如圖所示

由幾何關(guān)系可知

3

AC=訝日

所以

sinr-sin450=孝

由幾何關(guān)系可知

d

2