2024年高考物理復習試題分類訓練：光學（學生卷）

專題14光學

2024

高考真題

1.（2024年新課標考題）4.三位科學家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面的突出貢獻，榮獲了2023年諾

貝爾化學獎。不同尺寸的量子點會發(fā)出不同顏色的光。現(xiàn)有兩種量子點分別發(fā)出藍光和紅光，下列說法正

確的是（）

A.藍光光子的能量大于紅光光子的能量

B.藍光光子的動量小于紅光光子的動量

C.在玻璃中傳播時，藍光的速度大于紅光的速度

D.藍光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率

2.（2024年上海卷考題）3.車載雷達系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波信號，其中（）

A.僅激光是橫波B.激光與超聲波都是橫波

C.僅超聲波橫波D.激光與超聲波都不是橫波

3.（2024年上海卷考題）5.在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為&雙縫到光

強分布傳感器距離為L.

（1）實驗時測得N條暗條紋間距為〃則激光器發(fā)出的光波波長為。

DdDdDLDL

卜，~NL（AT-l）LC而0-

（2）在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相

比______

A.增加B.不變C.減小

（3）移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有（多選）

A.減小縫寬B.使單縫靠近傳感器

C.增大縫寬D.使單縫遠離傳感器

4.（2024年江蘇卷考題）2.用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在

將手機屏幕旋轉90度，會觀察到（）

A.兩鏡片都變亮B.兩鏡片都變暗

C.兩鏡片沒有任何變化D.左鏡片變暗，右鏡片變亮

5.（2024年遼寧卷考題）4.某同學自制雙縫干涉實驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫

方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻

面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是（）

A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照雙縫

C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離

6.（2024年江蘇卷考題）6.現(xiàn)有一光線以相同的入射角6，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光

線如圖所示（自〈自），已知折射率隨濃度增大而變大。則（）

A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大

7.（2024浙江1月卷考題）14.下列說法正確的是（）

A.相同溫度下，黑體吸收能力最強，但輻射能力最弱

B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同

C.電磁場是真實存在的物質，電磁波具有動量和能量

D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉動偏振片時可觀察到明暗變化

8.（2024年江西卷考題）9.某同學用普通光源進行雙縫干涉測光的波長實驗。下列說法正確的是（）

A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量頭等元件

B.透鏡的作用是使光更集中

C.單縫的作用是獲得線光源

D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數(shù)目內越多

9.（2024年山東卷考題）4.檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標準滾珠a與待測滾珠

6、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾

珠與標準滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（）

A.滾珠尻c均合格B.滾珠6、c均不合格

C滾珠6合格，滾珠C不合格D.滾珠。不合格，滾珠c合格

10.（2024年廣東卷考題）6.如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以。角從蛇面射

入某長方體透明均勻介質。折射光束在舷面發(fā)生全反射。反射光射向閭面。若。逐漸增大。兩束光在航

面上全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是（）

A.在川面上，紅光比綠光更靠近尸點

B.。逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失

C.。逐漸增大時，入射光可能在腑面發(fā)生全反射

D.。逐漸減小時，兩束光在椒面折射的折射角逐漸增大

11.（2024廣西高考真題）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面

鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源。設光

源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和/,a?l,鏡面與光屏垂直，單色光波長為X。下列說法正確的

是（）

A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為《幾

2a

B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為,力

a

C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時單色光的波長變?yōu)槌?/p>

D.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為Ax,則該液體的

折射率為——2

2aAx

12.（2024甘肅高考真題）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入

射到圓心。，當6=30。時，反射光人和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是（）

a

A.該材料對紅光的折射率為6B.若6=45。，光線。消失

C.若入射光a變?yōu)榘坠猓饩€6為白光D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線6和c仍然垂直

13.（2024浙江1月卷考題）12.氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式

；=R（之一二］，爐3、4、5、6用"B和"丫光進行如下實驗研究,則（）

A.照射同一單縫衍射裝置，86光的中央明條紋寬度寬

B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃胸，“6光的側移量小

C.以相同功率發(fā)射的細光束，真空中單位長度上”,光的平均光子數(shù)多

D.相同光強的光分別照射同一光電效應裝置，打丫光的飽和光電流小

14.（2024年湖南卷考題）9.1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結果（稱洛埃鏡實驗），

平面鏡沿放置，靠近并垂直于光屏。某同學重復此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度如圖所示。

S為單色點光源。下列說法正確的是（）

光屏

S.777777T^777777^、0..VA

平面鏡

A.沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動

B.沿。4向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小

C.若6=0。，沿。4向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變

D.若6=0。，沿力。向左略微平移平面鏡，干涉條紋向/處移動

15.（2024年河北卷考題）11.某同學通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖1所示，其中

測量頭包括毛玻璃、游標尺、分劃板、手輪、目鏡等。

該同學調整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進行測量，并記錄第一條和第六條

亮紋中心位置對應的游標尺讀數(shù)，如表所示：

單色光類別xx/mmx6/mm

單色光110.6018.64

單色光284418.08

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為（填“紅光”或“綠光”）。

16.（2024年湖北卷考題）11.某同學利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下:

①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA和BB'，交點、為將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA，

并使其圓心位于。點，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。

②將一細激光束沿8方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點亂

③拿走玻璃磚，標記光線與半圓弧的交點P。

④分別過雙戶作助'的垂線睦0'、PP，M'、尸'是垂足，并用米尺分別測量MM'、PP的長度

x和y。

⑤改變入射角，重復步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出丁一x圖像，如圖（b）

所示。

（1）關于該實驗，下列說法正確的是（單選，填標號）。

A.入射角越小，誤差越小

B.激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差

C.選擇圓心。點作為入射點，是因為此處的折射現(xiàn)象最明顯

（2）根據(jù)y-X圖像，可得玻璃磚的折射率為（保留三位有效數(shù)字）。

（3）若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果（填“偏大"''偏

小”或“不變”）。

17.（2024年安徽卷考題）11.某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗.

（1）為測量玻璃的折射率，按如圖所示進行實驗，以下表述正確的一項是。（填正確答案標

號）

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和優(yōu)

B.在玻璃磚一側插上大頭針A、P2,眼睛在另一側透過玻璃磚看兩個大頭針，使舄把《擋住，這樣

就可以確定入射光線和入射點?！谘劬@一側，插上大頭針舄，使它把<、心都擋住，再插上大頭針舄，

使它把耳、鳥、鳥都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點。2

c.實驗時入射角4應盡量小一些，以減小實驗誤差

（2）為探究介質折射率與光的頻率的關系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的

分界面.保持相同的入射角，根據(jù)實驗結果作出光路圖，并標記紅光和綠光，如圖乙所示.此實驗初步表

明：對于同一種介質，折射率與光的頻率有關.頻率大，折射率（填“大”或“小”）

圖乙圖丙圖丁

（3）為探究折射率與介質材料的關系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質，如圖丙、丁所示。

保持相同的入射角％，測得折射角分別為。2、%（4<%），則玻璃和該介質的折射率大小關系為〃蝴

〃介質（填“>"或此實驗初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質材料有關。

18.（2024全國甲卷考題）16.一玻璃柱的折射率”=6，其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為尼

如圖所示。截面所在平面內，一束與邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與邊的距離由小變大，距

離為人時，光線進入柱體后射到邊恰好發(fā)生全反射。求此時人與斤的比值。

19.（2024年山東卷考題）15.某光學組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為。點，半徑為凡直

角三棱鏡箔邊的延長線過。點，￡6邊平行于邊且長度等于尼NFEG%。。。橫截面所在平面內，單色

光線以夕角入射到外邊發(fā)生折射，折射光線垂直尾邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均

為1.5o

（1）求sin

（2）以。角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧2姐可以發(fā)生全反射，求光線在砂上入射點〃（圖

中未標出）到￡點距離的范圍。

M

2024

高考模擬題

一、單選題

1.（2024?北京海淀?三模）如圖，/和方兩單色光，以適當?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入，出射光線都

從圓心。沿0方向射出，且這兩種光照射同種金屬，都能發(fā)生光電效應。那么在光電效應實驗中（如圖所

示），調節(jié)這兩束光的光強并分別照射相同的光電管。使實驗中這兩束光都能在單位時間內產(chǎn)生相同數(shù)量的

光電子，實驗所得光電流/與光電管兩端所加電壓〃間的關系曲線分別以46表示，則下列4圖中可能正

確的是哪些？（）

2.（2024?山東煙臺?三模）如圖所示，一裝滿水的長方體玻璃容器，高度為幣a,上下兩個面為邊

長3/a的正方形，底面中心。點放有一單色點光源，可向各個方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質

4

點的小甲蟲，已知水對該單色光的折射率為〃=§,則小甲蟲能在水面上看到點光源的活動區(qū)域面積為

D.6.25a2

3.（2024?山東濰坊?三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一

個質量分布均勻的透明水晶球，半徑為a,過球心的截面如圖乙所示，閭為直徑，一單色細光束從戶點射

入球內，折射光線與制夾角為37℃,出射光線與制平行。已知光在真空中的傳播速度為c,sin37°=0.6,

cos37°=0.8,貝!J（）

甲

A.光束在戶點的入射角為53°

3Qn

C.光在“水晶球”中的傳播速度為cD.光在“水晶球”中的傳播時間為品

4.（2024?河北?三模）氫原子能級圖如圖所示，大量處于〃=3的激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷時，會

輻射出不同頻率的光，用這些光照射金屬錫，已知金屬錫的逸出功為4.42eV,關于這些輻射出的光，下列

說法正確的是（）

nE/eV

---------------------0

4------------------------0.85

A.躍遷中有6種不同頻率的光

B.只有1種頻率的光能使錫發(fā)生光電效應

C.對同一種介質，a光的臨界角小于6光的臨界角

D.用同一裝置進行雙縫實驗，a光干涉條紋的寬度大于。光干涉條紋的寬度

5.（2024?山西?模擬預測）高壓汞燈，UV光刻機的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、

546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有方線（404nm）是光刻機所需要的。高壓汞燈輻射的光

通過圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機的是（）

a

A.aB.bC.dD.e

6.（2024?福建寧德?三模）雨后天空中出現(xiàn)的弧形彩帶，色彩鮮明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。

如圖所示為形成的光路圖，一束太陽光射入水滴后，射出彩色光，其中a和6是兩種單色光，下列說法正

確的是（）

A.a光的波長大于6光的波長

B.水滴對a光的折射率大于對6光的折射率

C.在水滴中，a光的傳播速度小于6光的傳播速度

D.在完全相同的條件下做雙縫干涉實驗，6光對應的干涉條紋間距較寬

7.（2024?廣東?三模）如圖甲所示，自行車后尾燈本身并不發(fā)光，但夜晚在燈光的照射下會顯得特

別明亮，研究發(fā)現(xiàn)尾燈內部是由折射率較大的實心透明材料制成，結構如圖乙所示，當光由實心材料右側

面垂直入射時，自行車尾燈看起來特別明亮的原因是（）

A.光的折射B.光的全反射C.光的干涉D.光的衍射

8.（2024?河北保定?三模）如圖所示，泳池底有一個點光源R只有在錐形范圍內的光線才能從水面

射出，就為圓錐底面的一條直徑。已知池水深1.8m,圓錐的母線與水平方向所成的角為6（sin6=也），

4

光在空氣中的傳播速度c=3.0x108向$,下列說法正確的是（

MN

光源P

A.。為水的臨界角B.水的折射率為生夕

7

C.水面上亮斑的面積為含m,D.光在水中傳播的最短時間為&0X1CT9s

9.（2024?重慶?二模）下列說法正確的是（）

A.聲源遠離觀察者時，觀察者接收到的聲音頻率比聲源發(fā)出的頻率大

B.肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的偏振現(xiàn)象

C.將原本精準的擺鐘從廣州運到黑龍江后應調整其擺長

D.雙縫干涉實驗中形成的干涉圖樣，條紋間距與光的頻率無關

11.（2024?遼寧丹東?二模）在用上下表面平行的同一塊玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，甲、乙兩

A.由于是同一塊玻璃磚，所以兩人測得的折射率是相同的

B.在上述實驗中，若增大入射角。則乙同學所用的單色光在下表面先發(fā)生全反射現(xiàn)象

C.甲同學所用的單色光在玻璃磚中傳播的速度更快

D.若用這兩種單色光在同一裝置先后進行雙縫干涉實驗，則甲同學用的單色光干涉條紋間距更窄

11.（2024?遼寧阜新?模擬預測）如圖所示，AB、CD、DE為三個透明平板固定放置，AB水平，CD的

傾角比DE的傾角大。一束平行光豎直向下入射，下列干涉條紋的圖像可能正確的是（）

mmmiIlliIIIIII

Ill11IIIIIII

12.（2024?福建南平?三模）沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大氣層不同高度空氣的溫度不同造成的,

已知空氣的折射率隨溫度升高而減小。下列圖中能正確描述蜃景現(xiàn)象的是（）

海市蜃景

13.（2024?山東濟南?三模）如圖所示為雙縫干涉實驗裝置示意圖，單色光源S到兩縫耳、邑的距離

相等。要使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是（）

S

O

S2

A.增大雙縫到屏的距離并下移光源

B.減小雙縫間距離并上移光源

C.減小光源到雙縫的距離并上移光源

D.更換波長更短的單色光源并下移光源

14.（2024?安徽?三模）如圖所示，某柱狀透明介質的橫截面為四分之一圓環(huán)A2O,圓環(huán)內徑為此

外徑為AR（4未知）。一束與底邊切平行且相距CD為d的光從介質外表面上的￡點射入，調整，的大小，

存在某一臨界值〃，使得無論力及介質的折射率為多少，該光束一定會在宛表面發(fā)生全反射，則〃等于

（）

A.-B.-C,@四D.R

322

15.（2024?山東?模擬預測）如圖甲所示裝置可以用來檢查精密光學平面的平整程度。當單色光a垂

直入射后，從上往下看到的條紋如圖乙所示；當單色光6垂直入射后，從上往下看到的條紋如圖丙所示。

該檢測方法是利用光的干涉原理，下列說法正確的是（）

ijMllllllIIIIIIH

待測平面

甲乙丙

A.a光的波長小于6光的波長

B.在相同透明玻璃介質中a光的傳播速度小于6光的傳播速度

C.若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變疏

D.若抽去一張紙片，觀察到的條紋將變密

16.（2024?湖北?一模）如圖所示，平靜的水面上漂浮一塊厚度不計的圓形木板。一條小魚以0.5m/s

的水平速度勻速游過，其運動軌跡正好在木板直徑的正下方，離水面的高度左0.4m。小魚從木板下方游過

的過程中木板始終保持靜止,在水面上任意位置看不到小魚的時間為1s。已知水的折射率為*近22.65,則

圓形木板的直徑約為（）

木板

水面?4

----------------------------一

A.0.91mB.1.41mC.1.91mD.2.41m

17.（2024?遼寧沈陽?三模）彩虹是太陽光經(jīng)過球形雨滴發(fā)生兩次折射和一次反射形成的，彩虹成因

的簡化示意圖如圖所示。若某單色細光束從戶點射入折射率為血的雨滴，入射角為45。，在雨滴內壁經(jīng)過

一次反射后從0點射出。已知雨滴的半徑為此真空中的光速為c,則（）

/圈

A.細光束在雨滴內經(jīng)歷的時間為氈4

C

B.細光束在雨滴內經(jīng)歷的時間為其

C

C.入射光線與出射光線之間的夾角a為60。

D.入射光線與出射光線之間的夾角a為30。

18.（2024?廣東?二模）圖甲為太陽光穿過轉動的六角形冰晶形成“幻日”的示意圖，圖乙為太陽光

穿過六角形冰晶的過程，a、6是其中兩種單色光的光路，則在冰晶中（）

A.a的折射率比6的大B.a的頻率比6的大

C.a的傳播速度比6的小D.a的波長比6的大

19.（2024?河北?三模）某科學小組在進行光纖的模擬試驗過程中，如圖把中空透明玻璃管水平放置

在試驗臺上，從玻璃管外平視觀察到管的內徑為d,若該玻璃管的折射率為n,則管的實際內徑約為（）

二、多選題

20.（2024?湖北武漢?二模）如圖所示，附是半圓柱體玻璃截面的直徑，一束由兩種單色光組成的復

色光從真空中經(jīng)戶點斜射入玻璃，兩單色光分別從46兩點射出玻璃。設從46點射出的光線波長分別

為心和才如從戶點傳播到/、6點的時間分別為圖和tB,下列說法正確的是（）

A.B.”>4

C.驍<0-fA=fB

21.（2024?河北?三模）折光儀濃度計是利用光的折射原理制成的，光從空氣進入某種溶液介質發(fā)生

偏折，對于不同濃度的溶液，光的偏折程度不同?？梢愿鶕?jù)預先建立的濃度與折射率之間的標準圖像來推

測出溶液的濃度。用同一種光照射酒精溶液和氯化鈉溶液，折射率〃與酒精溶液和氯化鈉溶液的濃度c之

間的關系圖像如圖所示。在同一濃度的情況下，下列說法正確的是（）

A.光通過酒精溶液的偏折程度大于通過氯化鈉溶液的偏折程度

B.光在酒精溶液中傳播的速度大于在氯化鈉溶液中傳播的速度

C.若增大光的入射角，則光在酒精溶液中先發(fā)生全反射

D.光通過相同距離，在酒精溶液中的時間大于在氯化鈉溶液中的時間

22.（2024?河南?模擬預測）一圓錐體和半球體（均為透明介質）構成的組合體，其截面圖如圖所示，

△ABC是等腰直角三角形，弧劭C是半圓形，。是圓心，，是弧面的頂點。一單色光（與48邊的夾角為。）

從邊上的￡點射入介質，折射光線外到達弧面上的廠點恰好發(fā)生全反射，外與況的交點為G,已知

NBEG=60。、ZFOG^60°,B、少兩點間的距離為。光在真空中的傳播速度為c,sin15°=娓+艮下

4

列說法正確的是（）

A.ZGFO=30°B.介質對此種顏色光的折射率為2

C.。=45。D.光從6到G的傳播時間為（"一

C

23.（2024?天津南開?二模）如圖甲所示，我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神

奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內部形成一個同心球形氣泡。假設此液體球其內

外半徑之比為1：3,由a、b、c三種顏色的光組成的細復色光束在過球心的平面內，從/點以，=45。的入

射角射入球中，a、6、c三條折射光線如圖乙所示，其中6光的折射光線剛好與液體球內壁相切。下列說法

正確的是（）

甲乙

A.該液體材料對a光的折射率小于對c光的折射率

B.。光在液體球中的傳播速度最大

C.該液體材料對6光的折射率為逑

2

D.若繼續(xù)增大入射角工