高考一轮复习：光学
试卷更新日期：2025-08-24 类型：一轮复习
一、选择题
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1. 如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则（ ）
A、激光在甲中的频率大 B、激光在乙中的频率大 C、用甲时全反射临界角大 D、用乙时全反射临界角大2. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图所涉及的光现象的说法中正确的是（ ）
A、甲图是利用光的衍射来检查工件的平整度 B、乙图中内窥镜所用的光导纤维利用了光的全反射 C、丙图中的玻璃利用了光的色散现象增加乘员的视野 D、丁图中的泊松亮斑是由于光的偏振引起的3. 某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（ ）
A、屏障的高度d不影响可视角度θ B、防窥屏的厚度越厚，可视角度θ越小 C、防窥屏实现防窥效果主要是因为某些角度的光被屏障吸收 D、屏障间距L越小，可视角度θ越大4. 用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于00'轴对称，光屏垂直于00'轴放置。将偏振片P1垂直于00'轴置于双缝左侧，单色平行光沿00'轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于双缝右侧，P1、P2透振方向平行。保持P1不动，将P2绕00'轴转动90°的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A、条纹间距不变，亮度减小 B、条纹间距增大，亮度不变 C、条纹间距减小，亮度减小 D、条纹间距不变，亮度增大5. 下列现象属于光的衍射的是（ ）A、雨后天空出现彩虹 B、通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 C、肥皂膜在日光照射下呈现彩色 D、水中的气泡看上去特别明亮6. 某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10−10m的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是（ ）A、德布罗意波长约为7.9×10−13m的中子 B、德布罗意波长约为8.7×10−12m的质子 C、德布罗意波长约为2.6×10−11m的氮分子 D、德布罗意波长约为1.5×10−10m的电子7. 如图扇形的材料，折射率大于 ， 现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧（圆）AC的中点B．光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况（ ）
A、1不全反射，2全反射 B、都不全反射 C、都全反射 D、1全反射，2不全反射8. 将一根筷子竖直插入装有水的圆柱形薄玻璃杯中，如图所示，从俯视图中的P点沿水平方向看去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，看到的图形正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
9. 如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A、入射角θ小于45° B、该介质折射率大于 C、增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D、减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射10. 杨氏双缝干涉实验中，双缝与光屏距离为l，波长为的激光垂直入射到双缝上，在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a，则（ ）
A、相邻两亮条纹间距为 B、相邻两暗条纹间距为 C、双缝之间的距离为 D、双缝之间的距离为11. 如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差应为（ ）
A、 B、 C、 D、12. 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（ ）
A、频率为ν31的光，其动量为 B、频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能之差为hν32 C、频率为ν31和ν21的两种光分别射人双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。 D、若原于队n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率率ν'34＞13. 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a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b合格，滚珠c不合格 D、滚珠b不合格，滚珠c合格14. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（ ）A、蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B、蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C、在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D、蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率15. 产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位， ， 阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能．设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期．取真空中光速 ， 普朗克常量 ， 下列说法正确的是（ ）A、对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显 B、此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多 C、此阿秒光脉冲可以使能量为的基态氢原子电离 D、为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期16. 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（ ）
A、劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B、劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动 C、劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D、劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动二、多项选择题
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17. 某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（ ）
A、可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B、若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为 C、若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为 D、若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动18. 如图，S为单色光源，S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S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S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l， ， 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n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19. 在双缝干涉实验中，某实验小组用波长为的蓝色激光和波长为的红色激光组成的复合光垂直照射双缝，双缝间距为 ， 双缝到屏的距离为 ， 则屏上（ ）A、蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹 B、蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小 C、距中央亮条纹中心处蓝光和红光亮条纹中心重叠 D、距中央亮条纹中心处蓝光和红光亮条纹中心重叠20. 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。考虑M、N、P、Q点对应的光，则（ ）
A、以相同入射角射入玻璃砖，N光的侧移量比P光大 B、照射同一光电效应装置，M光的饱和光电流比Q光大 C、入射同一单缝，P光中心衍射条纹宽度比Q光小 D、白光中由氢原子发出的光，则M光比N光从更高能级跃迁到相同的第一激发态21. 如图（甲）为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上，在一端夹入两张纸片。当红光垂直入射后，从上往下看到的条纹如图（乙）所示，b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲，则（ ）
A、P点有凹陷 B、P点有凸起 C、换用绿光照射，条纹间距变大 D、抽去一张纸片，条纹间距变大22. 如图所示，是一透明材料制成的空心球体过球心的横截面，内径为R，外径为2R。在纸面内，现有一束单色光从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角为时，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c、则下列说法中正确的是（ ）
A、材料对该单色光的折射率 B、该单色光在材料中的传播速度为 C、当单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角为 D、当单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角为23. 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、非选择题
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24. 如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为 ， P、Q间的距离为。
(1)、求玻璃砖的折射率；(2)、在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。25. 如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，AC=BC，∠C=30°，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为α，O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为
(1)、当α=45°时，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值：(2)、若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的α值。26.(1)、为测糖水的折射率与浓度的关系，设计如下实验：某次射入激光，测得数据如图，则糖水的折射率为 。
(2)、改变糖水浓度，记录数据如表n
1.32
1.34
1.35
1.38
1.42
y（%）
10%
20%
30%
40%
50%
将30%的数据绘图，求得糖水浓度每增加10%，折射率的增加值为 （保留两位有效数字）。
27. 为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成长为6m的细圆柱棒，如图甲所示。让一束平行激光从圆柱棒的一个底面垂直射入，历时在另一端接收到该光束，已知光在真空中的速度为。现将这种新材料制成一根半径的光导纤维束弯成半圆形暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），半圆形外半径为R，如图乙所示。
(1)、求这种新材料的折射率n；(2)、用同种激光垂直于光导纤维的端面射入，若该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，求半圆形的半径R。28. 如图所示，AOB是置于真空中截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径为R，一束单色光从OA的中点G垂直OA射入，在圆弧面上的D点发生反射和折射，反射光线和折射光线分别照射到OB所在平面上的E点和F点，已知△EDF为直角三角形，光在真空中的速度为c。求：（1）玻璃砖对光的折射率；
（2）光由G点传播到F点的时间。
29. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)、若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____________。A、将单缝向双缝靠近 B、将屏向靠近双缝的方向移动 C、将屏向远离双缝的方向移动 D、使用间距更小的双缝(2)、某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2中所给出，则
①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为=11.1mm，在B位置时游标卡尺读数为=；
②该单色光的波长=m；
(3)、如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图3所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值________实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
30. 如图所示，一束由波长为λ₁和λ₂的单色光组成的复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光. 透射光垂直照射到双缝上，并在光屏上形成干涉条纹. O是两单色光中央亮条纹的中心位置， 分别是波长为λ₁、λ₂的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置. 反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面射出，形成M和N两束光.
(1)、设 到O点的距离分别为y₁、y₂，求y₁与y₂的比值；(2)、 已知 单色光对应玻璃的折射率分别为n₁、n₂，求 N 光在三棱镜中的波长λN.31. 一种“光开关”的“核心区”构造如图中虚框区域所示，其中1、2是两个完全相同且截面边长均为的等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行且略拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现“开关”功能。若一细束单色光从1的左侧面上点垂直于棱镜表面射入，若能通过2，则为“开”，否则为“关”。已知棱镜对单色光的折射率为1.5，与底面间的距离为 ， 单色光在真空中的传播速度为。在两棱镜之间不充入介质情况下：
(1)、请通过推导说明是否能实现“开”功能；(2)、求单色光在棱镜中传播的时间。32. 光是从哪里来，又回到哪里去？浦济之光，你见过吗？光是一个物理学名词，其本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光，是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道，电子就会进行加速运动，并以波的形式释放能量。如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位，从激发态到达稳定态，电子就停止跃迁。否则电子会再次跃迁回之前的轨道，并且以波的形式释放能量。(1)、以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样
(2)、如图所示，自然光经过两个偏振片，呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为（ ）
A、 B、T C、 D、(3)、物理王兴趣小组在做“测量玻璃的折射率”实验时，若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b；插入d时，应遮住 ， 依据图中所标数据，可得出该玻璃的折射率为。
33.(1)、某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光的波长实验。两平面镜、的放置如图1所示，两镜面相交于垂直于纸面的线，且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜，能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验，下列说法正确的是________（多选）
A、光屏上观察到的条纹是等间距的 B、光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源 C、其他条件不变，仅把光屏右移，光屏上的条纹间距会变大 D、若把两镜面间的夹角增大到 ， 光屏上仍可观察到明暗相间的条纹(2)、另一组同学在做“薄膜干涉”实验时，分别用红光和蓝光照射薄膜，形成的干涉图样如图2中A和B所示，其中图（选填“A”或“B”）是红光形成的干涉图样。
34. 光是从哪里来，又回到哪里去？浦济之光，你见过吗？光是一个物理学名词，其本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光，是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道，电子就会进行加速运动，并以波的形式释放能量。如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位，从激发态到达稳定态，电子就停止跃迁。否则电子会再次跃迁回之前的轨道，并且以波的形式释放能量。(1)、以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样 。
A、A B、B C、C D、D(2)、如图所示，自然光经过两个偏振片，呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为（ ）
A、 B、T C、 D、(3)、 物理王兴趣小组在做“测量玻璃的折射率”实验时，若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b；插入d时，应遮住 ， 依据图中所标数据，可得出该玻璃的折射率为。
35. [物理——选修3-4](1)、一列简谐横波沿x轴传播，周期为 ， 时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点b向y轴负方向运动，下列说法正确的是（ ）
A、该波的波速为 B、该波沿x轴正方向传播 C、时质点a和质点c的运动方向相反 D、时介质中质点a向y轴负方向运动 E、时介质中质点b的速率达到最大值(2)、一玻璃柱的折射率 ， 其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。