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2023 年高考物理二轮复习讲练测
专题12 光学（精练）
一、单项选择题
1．竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，小红想测量它的厚度，于是用一支激光笔发出的激光束照射玻璃，入射
角为 ，如图所示，反射后在足够长的竖直木板上出现了几个亮度逐渐减弱但间隔均匀的亮斑，已知该玻璃折
射率 为1.5，则下面说法正确的是（ ）
A．逐渐增大 到某一角度（ ），亮斑会突然消失
B．增加木板与玻璃的距离，亮斑间距不变
C．减小 角，相邻亮斑间距会增大
D．仅换用频率较小的激光，木板上相邻亮斑间的距离减小
2．如图甲所示，某种油量计是由许多透明等厚的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图乙所示，其底部
为等腰直角三角形，薄片的长度不等。把这一油量计固定在油箱内，通过观察窗口可以清晰看到油量计的上表
面有一条明暗分界线，从而可知箱内剩余油的多少。已知塑料的折射率为n，当油箱中有半箱油时，油量计的
上表面（ ）
A．左暗右明，且 B．左明右暗，且C．光线由塑料射入油中时将发生全反射 D．剩余油越多，明暗分界线越靠近右侧
3．光总是走时间最短的路径。我们在生活中如果也类比光的传播路径行动，会最快到达目的地。如图甲，你
以恒定的速率从A点到B过程中需要到河边取一下水，则类比光的反射路径时间最短。如图乙，小明在海滩上
A处发现小张在海中B处呼救，已知小明在海滩上奔跑的速度为 ，在海水里游泳的速度为 ， ，那么
小明应该沿图乙中哪条路线去救人用时最短（ ）
A．沿路线①， ， 、 分别为路线与海岸线的夹角
B．沿路线②，沿AB连线方向直线前进，总路程最短
C．沿路线③， ， 、 分别为路线与海岸线的夹角
D．沿路线④，先到最接近B的海边，再垂直海岸到B，海水中路程最短
4．冰雕展上有一块边长为1m的立方体的冰块，冰块内上下底面中心连线为 ，在 处安装了一盏可视为
点光源的灯，已知冰块的折射率为1.3。下列说法正确的是（ ）
A．光在冰块中发生全反射的临界角为C，可知
B．由灯直接发出的光照到冰块四个侧面时都能从侧面射出
C．由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出
D．从冰块正上方沿 方向观察，点光源的视深仍是1m
5．如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应
C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生
全反射
6．如图所示，一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖，玻璃砖的另一面涂有水银，光线经折射、反
射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出，分成了两束单色光a和b、则下列说法正确的是（ ）
A．a、b两束出射光不会是平行的
B．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距
C．在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小
D．若将该复色光从玻璃砖斜射向空气中，逐渐增大光在玻璃中的入射角，则在空气中的折射光，b光最先消
失
7．某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到
特制容器中（不考虑器壁对光的影响），放置在双缝与荧光屏之间（之前为空气），如图所示，特制容器未画
出，通过比对填充后的干涉条纹间距x 和填充前的干涉条纹间距x 就可以计算出该矿泉水的折射率。若实验
2 1
测得双缝间距d=0.4mm，缝屏间距L=0.6m，x=0.75mm，x=0.60mm，则该矿泉水的折射率为（ ）
1 2A．1.25 B．1.35 C．1.45 D．1.50
8．G、G 为放在水平面上的高度略有差别的两个长方体，为了检查这两个长方体的上表面是否相互平行，检
1 2
测员用一块标准的平行透明平板T压在G、G 的上方，T与G、G 支架分别形成尖劈形空气层，如图所示。
1 2 1 2
G、G 的上表面与平板的夹角分别为α和β，P为平板T上表面上的一点。用单色光从上方照射平板T，G、
1 2 1
G 的上方都能观察到明显的干涉条纹可以推知（ ）
2
A．若α=β，则G 上方的干涉条纹间距小于G 上方的干涉条纹间距
1 2
B．若α>β，则G 上方的干涉条纹间距大于G 上方的干涉条纹间距
1 2
C．若将G、G 的间距缩短些，则G 上方的干涉条纹分布变得更密
1 2 1
D．若在P处用较小的力下压平板T，则G 上方的干涉条纹分布变密
1
9．劈尖干涉是一种薄膜干涉，可以用来检测玻璃的光滑程度。将一标准平板玻璃放置在另一待检测平板玻璃
之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看
到的干涉条纹如图所示。如果从所示装置中添加一张纸片，关于从上往下看到的干涉条纹，下列描述正确的是
（ ）
A．P为凸处，PQ之间的干涉条纹条数增加
B．P为凸处，PQ之间的干涉条纹条数减少
C．P为凹处，PQ之间的干涉条纹条数增加D．P为凹处，PQ之间的干涉条纹条数减少
10．下列光学现象说法正确的是（ ）
A．泊松亮斑是由于光线偏离了原来的直线传播方向，即发生了光的折射
B．胸透又称为X光透视，是利用了光的衍射
C．观看3D电影时，佩戴的偏振眼镜的两个镜片的透振方向相互垂直
D．两束频率不同的激光能产生明暗相间的干涉条纹
二、多项选择题
11．如图所示的玻璃砖内存在一三角形的气泡，由两种色光组成的细光束平行于三角形气泡的上底边射入玻璃
砖，该光束经偏折后两种色光射到M、N两点。则下列说法正确的是（ ）
A．如果M是蓝光，则N可能是黄光
B．如果M是蓝光，则N可能是紫光
C．射到N点的色光在玻璃中的传播速度较小
D．从M、N射出的光束与入射光平行
12．如图所示为某种透明介质制成的半径 的球形棱镜， 为棱镜的直径，O为球心，在P点有一单
色光源，能向棱镜中射入方向不同的细光束。已知朝O点射入的光束经时间 由Q射出，光在真空
的速度为 ，忽略光束在棱镜中的多次反射。则下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在透明介质中的传播速度为B．透明介质的折射率为
C．从P点与 成60°夹角射入的细光束可以射出棱镜
D．细光束能射出棱镜的点到 的最近距离为
E．细光束能射出棱镜的点到 的最远距离为
13．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角
（i≠0）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为 ，真空中的光
速为c。下列说法正确的是（ ）
A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大
B．入射角i由 逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失
C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长
D．若入射角 时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为
14．一个水平放置的透明球壳内一半的体积充满了某种均质透明胶体，如图所示。为了研究胶体的折射率，用
一激光笔从下半部分的C点射向球心O，在球壳的上半部分D点接收到光线。将激光笔从C点向A移动，移
动过程中保持光线始终射向球心O。当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的
光束。此时（ ）A．胶体的折射率为1.25
B．胶体的折射率为1.67
C．激光在胶体中的传播速度为
D．θ为53°时激光在胶体中的传播时间为
15．如图所示，截面为半圆形的透明介质的圆心为O、半径为R。一束单色光从直径上的P点平行截面射入，
入射角 ，在圆弧上Q点射出的出射角 ，已知P点到圆心O的距离为 。下列说法正确的是（
）
A．透明介质对单色光的折射率为1.5
B．单色光在透明介质中传播速度为
C．当 时，出射光线与入射光线互相平行
D．若改变入射角度 ，光线可能在圆弧面发生全反射
16．双缝干涉实验装置的截面图如图所示，O点为 、 连线中垂线与光屏的交点，光源S发出的波长为λ的光，O点出现亮条纹。现在 右侧垂直 放置一块玻璃片，玻璃对该波长光的折射率为1.5，不计光在玻璃
片表面的反射，要使O点仍出现亮条纹，则玻璃片的厚度可能是（ ）
A．10λ B．5λ C．2λ D．
17．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他
设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、
B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。
下列说法正确的是（ ）
A．若屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
18．1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）．某实验小组重做该实验，如图
所示，水平放置的平面镜 左侧有一与纸面垂直的缝光源S，S仅发出单一频率的光，平面镜右侧固定有竖
直放置的光屏，平面镜所在水平线与光屏的交点为P，对光屏上呈现的干涉图样以下说法正确的是（ ）
A．光屏上呈现水平的明暗相间的干涉条纹
B．光屏上呈现的条纹关于P点上下对称C．若将缝光源S水平向右移动一小段距离，光屏上的条纹间距将变大
D．若将缝光源S竖直向下移动一小段距离，光屏上的条纹间距将变大
19．如图所示，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，已知玻璃对单色光a的折射率为1.5。现有均匀
分布的单色光a、b分别垂直入射到半球的底面上(只考虑首次射向球面的光，忽略玻璃对光能的吸收)，发现射
向球面的单色光b被全反射的能量百分比较高，下列说法正确的是（ ）
A．在该玻璃半球中a光速度小于b光速度
B．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低
C．进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，a光条纹间距大于b光条纹间距
D．射向球面的单色光a有 的能量被全反射
20．在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入空气泡，A为入射
点，之后a、b光分别从C、D点射向介质，如图所示。已知A点的入射角为 ，介质对a光的折射率
，下列判断正确的是（ ）
A．a光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏向角为
B．在该介质中，光传播速度
C．光从该介质射向空气发生全反射时，临界角
D．a、b光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上相邻两干涉条纹的间距三、计算题
21．如图是截面为扇形的柱体玻璃砖，扇形截面的圆心角为60°，平面NOO'N'经过特殊处理，可以将射到它上
面的光线全部吸收。与平面OMN平行的平行光线照射在整个MOO'M'平面上，入射角为 ，这些光线只有一
部分能从弧面MNN'M'射出，已知玻璃对该光的折射率为 。试求弧面MNN'M'上能射出光线的面积占它表面
积的百分比。
22．如图所示为一个用折射率 的透明介质做成的四棱柱 ，其中 ，
， 。现有一平行光束垂直于四棱柱侧面 入射，已知 ， ，
，求：
（1）从侧面 入射到面 上的光线经第一次反射后的反射光线与面 的夹角；
（2）面 上的发光面积。
23．如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离d＝10 cm，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上O 位置留下一光点，保持入射光方向不
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变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过30°角时，光屏上光点位置距离
O 点为10cm。求
1
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度α的正弦值。
24．2022年10月31日，中国空间站梦天实验舱发射成功，梦天实验舱主要面向微重力进行科学研究。如图所
示为某宇航员进行的水球光学实验，在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，让一
束单色光从外球面上的A点与AO连线成53°角射入球中，光束经折射后恰好与内球面B点相切。已知内球面
与外球面半径之比为3:5，sin53°=0.8，求：
（1）水的折射率；
（2）欲使该光束能射入内部气泡中，在A点入射角应该满足什么条件？（不考虑光在水中的二次反射）
25．如图所示，截面为等腰直角三角形 的玻璃砖， ，一束频率为 的光线从 面
上M点处垂直射入棱镜，在 和 面恰好发生两次全反射，从 面上N点处垂直射出棱镜后，进入双缝
干涉装置。已知 长度 ， 。双缝间距 ，光屏离双缝 ，光在真空中的传播速度为 。求：
（i）光线在玻璃砖中传播的时间；
（ii）光屏上相邻亮条纹的间距 。
