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押第 4 题
光学
高中物理光学部分，涉及知识点游离于高中物理主线之外，相对独立，考题相对简单，可以说是必得
分模块。辽宁省在2021、2022年高考真题中，光学部分均考察光的折射、全反射知识点。2023年，将光
学和机械波，以多选题形式，进行了综合考察。
推测，光学还可能会与光电效应综合考察。
该模块还有其它考点，如下表：
考点 细分
光的折射
几何光学
全反射
光的干涉
物理光学 光的衍射、偏振
各种光学现象
1. （2023年·辽宁卷·多选）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航
行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下
列现象的物理原理与之相同的是（ ）
A. 插入水中的筷子、看起来折断了
B. 阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹
C. 驶近站台的火车，汽笛音调变高D. 振动音叉 周的围，声音忽高忽低
2．（2022年·辽宁卷）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间
站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所
示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（ ）
A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射
D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射
3．（2021年·辽宁卷）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯
中的a、b两束光，a光的（ ）
A．频率小，发生全反射的临界角小
B．频率大，发生全反射的临界角小
C．频率小，发生全反射的临界角大
D．频率大，发生全反射的临界角大
1．折射率
(1)光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫作介质的折射率，公式为n＝。
(2)实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v
之比，即n＝。
2．临界角
折射角等于90°时的入射角，称为临界角。当光从折射率为n的某种介质射向真空(空气)时发生全反
射的临界角为C，则sin C＝。
3．全反射的条件(1)光从光密（速度小）介质射向光疏（速度大）介质。
(2)入射角大于或等于临界角。
4.解决光的折射问题的思路
（1）根据题意画出正确的光路图。
（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。
（3）利用折射定律、折射率公式求解。
（4）注意折射现象中光路是可逆的。
（5）常见介质对光路的控制
类别
平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
项目
结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形 横截面是圆
对光线
的作用
圆界面的法线是过圆
通过三棱镜的光线经
心的直线，经过两次
两次折射后，出射光
通过平行玻璃砖的光线不改变
折射后向圆心偏折
线向棱镜底边偏折
传播方向，但要发生侧移
全反射棱镜，改变光
应用 测定玻璃的折射率 改变光的传播方向
的传播方向
5.物理光学知识体系
6．两类问题
(1)光的色散问题
①在同一介质中，不同频率的光的折射率不同，频率越高，折射率越大。②由n＝，n＝可知，光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越小。
(2)光的衍射和干涉问题
①光的衍射是无条件的，但发生明显的衍射现象是有条件的：障碍物尺寸远远小于光的波长，衍射越
明显。
②两列光波发生稳定干涉现象时，光的频率相等，相位差恒定，条纹间距Δx＝λ。
1．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．相同条件下，a光比b光衍射明显
C．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
2． 如图所示，一个折射率为n的柱状玻璃砖横截面由四分之一圆OPQ和直角三角形OQS组成，
， 。一束单色光从SQ的中点A以入射角 入射，折射光线恰好射向圆心O
点，已知光在真空中传播的速度为c，则（ ）
A．玻璃砖材料的折射率
B．光束在O点将发生全反射
C．光束在玻璃砖内的传播时间为
D．如果入射光束绕A点逆时针旋转使入射角减小，折射光束一定会在O点发生全反射
3．如图所示， 为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，分别从B、C点射出，下列说法中正确的是（ ）A．从B点射出的是红光
B．两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等
C．紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大
D．逐渐减小入射角i，在圆弧面上红光先发生全反射
4． 年 月 日深圳出现了壮观的完整圆环形彩虹，如图为阳光射入雨滴经过折射形成彩虹的示意
图。关于图中光线 和光线 说法正确的是（ ）
A．光线 的频率比光线 较大
B．光线 在真空中传播速度比光线 较大
C．光线 在雨滴中传播速度比光线 较小
D．光线 从雨滴进入空气时比光线 更容易发生全反射
5．如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1:3。当细光束以
的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为（ ）
A． B．1.5 C． D．2
6．如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的
是（ ）A．这是光的干涉现象
B．在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C．玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D．在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
7．如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两光束
OA和OB沿如图所示方向射出。 则（ ）
A．OA为黄光，OB为紫光 B．OA为紫光，OB为黄光
C．OA为黄光，OB为复色光 D．OA为紫光，OB为复色光
8．（多选）如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够
强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC边的夹角为
30°。光在真空中的速度为c，则( )
A．玻璃的折射率为
B．玻璃的折射率为
C．光在三棱镜中的传播路程0.5L
D．光在三棱镜中的传播时间为
9．“道威棱镜”是广泛用于图形翻转的光学仪器，其横截面ABDC是底角为45°的等腰梯形（如图所
示）。若此玻璃棱镜的折射率n=√2，从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边上某点射入
该棱镜，则（ ）
A．折射角为30°
B．光在棱镜中的传播速度等于光速c
C．折射光线经CD边再次折射后进入空气
D．光线最终在BD边某点折射时的入射角为60°
10．蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘是利用红色激光来读
取和写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束，则下列说法正确的是
（ ）
A．用a光可在光盘上记录更多的数据信息
B．b光在水中传播的速度较a光大
C．使用同种装置，用a光做双缝干涉实验得到的条纹间距比用b光得到的条纹间距宽
D．增大水中复色光的入射角，则a光先发生全反射
11．如图所示，一圆心为 、半径为 的半圆形匀质玻璃砖置于真空中，一细束复色光线从 点右侧距离
点 的 点以入射角 射入该玻璃砖，在玻璃砖内分成 、 两单色光， 光从 点正上
方的 点出射， 光从 点右上方的 点出射。下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃砖对 光的折射率为
B． 光在该玻璃砖中的传播速度大于 光在该玻璃砖中的传播速度
C．若 、 两单色光分别通过同一双缝干涉装置， 光的相邻暗条纹间距较小
D． 光在 点恰好发生全反射
12．如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈
形空气薄膜，当蓝光从上方人射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是
（ ）
A．该条纹是光的衍射形成的，此现象可以说明光是一种波
B．若把蓝光改为黄光，条纹间距将变窄
C．若下方平板玻璃某处出现凸起，则会看到该处条纹向左侧弯曲D．若抽去一张纸片，条纹间距将变宽
13． 半圆柱玻璃砖的截面如图所示，O点为圆心， 与直径AB垂直，一束与 成 （较小）角的
白光沿半径方向入射到O点，紧贴A点有一与AB垂直的光屏，下列说法正确的是（ ）
A．光屏上A点上、下各有一个白色光斑
B．光屏上A点上、下各有一个彩色光带
C．光屏上A点上方有一彩色光带，下方有一白色光斑
D．光屏上A点上方有一白色光斑，下方有一彩色光带
14． 对如图所示的图样、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（ ）
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结
果
C．丙图是双缝干涉原理图，若 到 、 的路程差是波长的奇数倍，则 处是暗纹
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，绕水平转轴在竖直面内转动N 顺时针180°
后，P上的光亮度不变
15．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )
A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象
B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象
C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧
16．如图所示，是单色光通过偏振片P、Q的实验情境，最右边是光屏，P固定不动，缓慢转动Q，光屏
上的光亮度将明暗交替变化。此现象（ ）A．是光的干涉现象 B．是光的衍射现象
C．说明光是纵波 D．说明光是横波
17．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的干涉产生的
D．图4示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的镜面反射引起的
18．下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲，表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大
B．图乙，使光信号在光导纤维中发生全反射，则光导纤维内芯是光疏介质，外套是光密介质
C．图丙为用薄膜干涉法检验工件平整度的示意图，可推断出 弯曲处工件表面为凸起
D．图丁为单色光照射到不透明圆盘上，在圆盘后面观察到的衍射图样
19．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，单色光在被检测厚玻璃板的上下表面反射后发生干涉
B．图乙中，声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小
C．图丙中，使摆球 先摆动，则摆动后 球的周期比 球的周期大D．图丁是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
20．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距
更大的干涉图样，可以（ ）
A．增大S 与S 的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离
1 2
C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光
21．如图所示，图甲为包含两种不同频率光的一细束光从空气射向平行玻璃砖的上表面，光束经两次折射
和一次反射后的情形，图乙为研究某种金属光电效应的电路图。分别用a、b两种光照射如图乙所示的
实验装置，都能发生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数一定增大
B．图甲中a光 频率小于b光的频率
C．用a光照射图乙的装置时逸出光电子的最大初动能较大
D．用同一装置研究双缝干涉现象，光a的条纹间距更大
22．如图所示，一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，a光照射某金属可发生光电效
应，下列说法正确的是（ ）
A．a光 折射率较大
B．a光的频率较大
C．a光在光导纤维中的速度较大
D．用b光照射该金属不能发生光电效应
23．如图甲所示，水面下有一点光源 ，同时发射出 光和 光后，在水面上形成一个被照亮的圆形区域
见图乙 ，阴影区域为 、 两种单色光所构成的复色光，周边环状区域为 光，则下列说法中正确
的是（ ）A． 光的频率比 光小
B．水对 光的折射率比 光小
C． 光在水中的传播速度比 光小
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中， 光的干涉条纹间距比 光宽
24． 如图， 、 两种单色光在同一双缝干涉装置上得到的干涉条纹，测得 、 两光的条纹间距之比为
，其中 ，则 、 两种光（ ）
A．真空中 、 两种单色光的波长比
B． 、 两种光子频率之比
C． 、 两种光子能量之比
D．若 光能使某种金属发生光电效应，则 光也能使该金属发生光电效应
25．以下自然(生活)现象或实验与“光是一种波”的观点不相符的是
A．用标准平面检查光学平面的平整程度
B．白光照射水面油膜呈现彩色图样
C．一束白光从空气射人玻璃三棱镜后形成彩色条纹
D．柏油马路和湖面上反射的耀眼的眩光，它会使人的视觉疲劳。戴上一种由偏振片制成的太阳镜，可
解决眩光问题
