2026年高考物理二轮复习第12讲光学专项训练

试卷更新日期：2026-04-10 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光，则（　　）

A、玻璃砖对a光的折射率比b大 B、b光在玻璃中的传播速度比a在玻璃中的传播速度大 C、b光的光子能量比a光的光子能量大 D、若入射点O不变，逆时针旋转入射光，则a光先发生全反射

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2. 如图所示，一束由绿、橙、蓝三种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，在右侧光屏M、N、P处各呈现一亮线，不计光在三棱镜中的多次反射，以下说法正确的是（　　）

A、光屏上的三条亮线由上到下的顺序是蓝、绿、橙 B、光屏上的三条亮线是光的干涉条纹 C、三种色光相比，照射到P处的色光在三棱镜中传播的时间最长 D、三种色光相比，照射到P处的色光最容易发生明显衍射

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3. 如图所示是一根粗细均匀的玻璃丝截面图，玻璃丝的直径为d，弯曲段AB为半圆形，A、B连线是半圆的直径。一细激光束射到A点的方向与界面夹角 $θ = 30 °$ ，之后在AB段内发生了5次全反射（不含A、B两点），其中有3次是恰好发生全反射，并恰好能射到B点。已知真空中光速为c，则该激光束从A点传播到B点的时间为（　　）

A、 $\frac{(6 + 6 \sqrt{3}) d}{c}$ B、 $\frac{(1 + 2 \sqrt{3}) d}{c}$ C、 $\frac{8 \sqrt{3} d}{c}$ D、 $\frac{12 \sqrt{3} d}{c}$

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4. 如图，一潜水员在清澈的满水泳池潜水，当他离泳池岸边x=1.2m时，恰能看到岸边安全员的头顶。已知安全员高h=1.8m，距泳池边缘L=1.35m，泳池水的折射率n=1.2，则潜水员的视角下安全员的身高为（　　）

A、 $\frac{27 \sqrt{3}}{20} m$ B、 $\frac{13 \sqrt{3}}{10} m$ C、 $\frac{6 \sqrt{3}}{5} m$ D、 $\frac{5 \sqrt{3}}{4} m$

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5. 如图所示，将一个玻璃圆台放置在一块平面玻璃上，圆台的纵截面为等腰梯形。让红光垂直圆台的上表面入射，从上向下观察，可以看到明暗相间的同心圆环状条纹。下列说法正确的是（　　）

A、环状条纹是圆台上表面和侧面的反射光叠加形成的 B、从圆心向外环状条纹越来越稀疏 C、改用紫光入射，条纹间距变小 D、用同一单色光入射，圆台侧面与玻璃平面的夹角越小，条纹间距越小

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6. 如图所示，横截面为正方形 $A B C D$ 的玻璃，边长为d，玻璃折射率 $n = \sqrt{2}$ ，平行于对角线 $A C$ 的光线从左侧边射入，入射点P在 $A B$ 或 $A D$ 边上（不包括A、B、D），光在真空中传播速度为c，下列说法正确的是（　　）

A、光在玻璃中传播时间为 $\frac{2 \sqrt{6} d}{3 c}$ B、入射点P位置不同，光线在玻璃中传播时间不同 C、入射点P位置不同，光线从玻璃射出时出射角不同 D、入射点P位置不同， $B C$ 边上始终没有光线射出

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7. 如图所示为截去了一部分的半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）

A、光线a的折射率小于光线b的折射率 B、光线a为红光，光线b为紫光 C、a光从O到B的传播时间大于b光由O到C的传播时间 D、通过同一双缝干涉装置，a光相邻条纹间距比b光的大

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8. 某同学用单色光a、b分别照射同一双缝干涉实验装置，双缝到光屏的距离保持不变，在光屏上出现的干涉图样分别如图所示，下列关于两单色光a、b的说法中正确的是（　　）

A、单色光a比单色光b更容易发生明显衍射 B、单色光a的频率小于单色光b的频率 C、单色光a的光子能量大于单色光b的光子能量 D、在同一玻璃砖中单色光a的传播速度比b大

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9. 在一个科普馆的光学展示区，有一套杨氏双缝干涉实验装置。其中 $S_{1} 、 S_{2}$ 为双缝， $D$ 为光屏。前来参观的学生们看到光屏上 $O$ 点是中央亮纹的中心， $P_{1}$ 为第一级亮纹的中心。此时，工作人员为了拓展展示效果，将光屏 $D$ 向左平移了一段距离。在其他条件都保持不变的情况下，关于平移后光屏上的情况，下列说法正确的是（　　）

A、平移后光屏上 $O$ 点可能是暗纹中心 B、平移后 $P_{1}$ 位置会出现暗纹 C、平移后 $P_{1}$ 处可能仍是亮纹，但条纹间距会改变 D、平移后光屏上干涉条纹间距不变

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10. 我国某企业正在全力研发“浸没式”光刻机，原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示，若浸没液体的折射率为1.5，则加上液体后，该曝光光波（　　）

A、在浸没液体中的传播时频率变大 B、在浸没液体中的传播速度变为原来的1.5倍 C、在浸没液体中的曝光波长变为原来的 $\frac{2}{3}$ D、传播相等的距离，在浸没液体中所需的时间变为原来的 $\frac{2}{3}$

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11. 如图所示，S为单色光源，其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，平面镜与光屏垂直。某次实验将整套装置完全浸没在某种透明溶液中，光屏上形成干涉条纹。已知光屏上相邻两亮条纹的中心间距为 $Δ x$ ，光源S到平面镜和到光屏的垂直距离分别为a和l， $a ≪ l$ ，单色光在真空中的波长为 $λ$ 。则透明溶液的折射率为（　　）

A、 $\frac{l λ}{2 a Δ x}$ B、 $\frac{2 a Δ x}{l λ}$ C、 $\frac{l λ}{a Δ x}$ D、 $\frac{a Δ x}{l λ}$

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12. 如图所示为横截面为四分之一圆的棱镜，光线从AO侧面上最高点A点射入棱镜，折射光线在圆弧内侧面上恰好发生全反射，经过在圆弧内侧面上两次全反射后，光线恰好到达OB侧面上最右侧的B点，并从B点射出棱镜。则光线在A点入射角i的正弦值为（　　）

A、 $2 - \sqrt{3}$ B、 $\frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}$ C、 $\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$ D、 $\frac{2 - \sqrt{3}}{2}$

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二、多项选择题

13. 一束红色光和一束蓝色光同时由空气射到某介质的界面MN上的O点，由于折射而合成一复色光C，如图所示。已知同一介质对频率较大的光的折射率也更大，则下列说法正确的是（　　）

A、A光为蓝色光 B、A光在介质中的传播速度较大 C、在真空中B光的传播速度比A光的大 D、用同样的装置做光的双缝干涉实验，A光得到的干涉条纹的间距比B光得到的干涉条纹的间距小

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14. 如图甲所示，倒挂的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出（如图乙），发生色散。以下分析正确的是（　　）

A、光线从空气进入冰晶后频率不变 B、在冰晶中紫光的传播速度大于红光 C、光线从空气射入冰晶时，增加入射角α可能发生全反射 D、当入射角α减小，在侧面最先发生全反射的是紫光

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15. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　）

A、图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射 B、图乙中若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C、图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向右移动，条纹间距将变大 D、若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度会发生变化

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16. 某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值（n<0），称为负折射率材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S发出的一束电磁波的入射角i=45°，经负折射率 $n = - \sqrt{2}$ 的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为d，电磁波在真空中的传播速度为c，不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是（　　）

A、该电磁波的出射点位于法线OO₁的上方 B、电磁波射出平板的出射方向与射入平板的入射方向平行 C、电磁波由空气进入平板介质，波长变长 D、电磁波在平板介质中的传播时间为 $\frac{2 \sqrt{6} d}{3 c}$

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17. 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 $60 °$ 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 $n = 2$ B、该单色光在材料中的传播速度为 $\frac{\sqrt{3}}{3} c$ 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 $30 °$ 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 $45 °$

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三、计算题

18. 如图，半径为R的球面凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心厚度CD为10mm。一束单色激光自中心轴上距液面15mm的A处以60〫入射角射向液面B处，其折射光经凹面镜反射后沿原路返回，液体折射率为 $\sqrt{3}$ 。求：

(1)、光线在B点进入液体的折射角；

(2)、凹面镜半径R。

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19. 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 $\sqrt{2}$

(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。

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20. 随着5G、智能车以及算力需求等爆发，有着“电子产品之母”之称的电子级特种树脂高速化发展。如图所示为一电子产品取下的半径为R的半球形电子级特种树脂，球心为O点，A点为R半球面的顶点，且满足AO与底面垂直。一束单色光平行于AO射向半球面的B点，折射后在底面D点（图中未画出）处恰好发生全反射，已知透明树脂的折射率为 $n = \frac{5}{3}$ ，求：

(1)、B点处入射角的正切值；

(2)、该束光在树脂中从B点传播到D点所用的时间。

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