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专题 15 光学
【真题汇编】
1、(2022·山东卷·T10)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝 ， 的宽度可
调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下
列描述正确的是( )
A. 图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B. 遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C. 照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D. 照射两条狭缝时，若光从狭缝 、 到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
2、(2022·山东卷·T7)柱状光学器件横截面如图所示， 右侧是以O为圆心、半径为R的 圆，左则
是直角梯形， 长为R， 与 夹角 ， 中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直 面入
射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，
能在 面全反射后，从 面射出的光是(不考虑三次反射以后的光)( )
A. 仅有a光 B. 仅有b光 C. a、b光都可以 D. a、b光都不可以3、(2022·全国乙卷·T17)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，
在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R
约为( )
A. 1 × 102m B. 3 × 102m C. 6 × 102m D. 9 × 102m
4、(2022·浙江6月卷·T8)如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水
球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是( )
A. 气泡表面有折射没有全反射
B. 光射入气泡衍射形成“亮斑”
C. 气泡表面有折射和全反射
D. 光射入气泡干涉形成“亮斑”
5、(2022·浙江6月卷·T4)关于双缝干涉实验，下列说法正确的是( )
A. 用复色光投射就看不到条纹
B. 明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C. 把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D. 蓝光干涉条纹的间距比红光的大
6、(2022·浙江1月卷·T11)如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细
光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度 时，b、c、d也会
随之转动，则( )A. 光束b顺时针旋转角度小于
B. 光束c逆时针旋转角度小于
C. 光束d顺时针旋转角度大于
D. 光速b、c之间的夹角减小了
7、(2022·浙江1月卷·T16) 电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发
射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克
常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是( )
A. 发射电子的动能约为8.0×10-15J
B. 发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m
C. 只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D. 如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
8、(2022·全国乙卷·T34(2))一细束单色光在三棱镜 的侧面 上以大角度由D点入射(入射面在
棱镜的横截面内)，入射角为i，经折射后射至 边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从 边射出棱镜，且 。求棱镜的折射率。
9、 (2022·全国甲卷·T34(2))如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在
截面所在平的，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射
光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。
10、 (2022·广东卷·T16(2))一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截
面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当
光束与竖直方向成 角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度
为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。
11、(2022·湖南卷·T16(2))如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于
屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度 的控制(可视角度 定义为某像素单元发出的光在图示平面内
折射到空气后最大折射角的2倍)。透明介质的折射率 ，屏障间隙 。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间．不考虑光的衍射。
(1)若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度 控制为60°，求屏障的高度d；
(2)若屏障高度 ，且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为多少时，其可视
角度 刚好被扩为180°(只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元)。
12、(2022·湖北·T14)如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海
豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为 d。训练员将小球向左水平
抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经
水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。
已知水的折射率 ，求:
(1)tanθ的值；
(2)B位置到水面的距离H。
13、【2022·河北·T16(2)】如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ = 30°。光在真空中的传播速度为c。求：
(1)玻璃的折射率；
(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
【突破练习】
1.(2022·北京市海淀区高三下学期一模)以下现象不属于衍射的是( )
A. 白光经过狭窄的单缝得到彩色图样 B. 白光照射肥皂膜呈现出彩色图样
C. 光照射刀片的阴影轮廓模糊不清 D. 光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑
2.(2022·江苏七市高三下学期二模)劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示，将一块平板玻璃a放置在另一平
板玻璃b上，在一端夹入两张纸片，当单色光从上方入射后，从上往下可以看到干涉条纹。则( )
A. 干涉条纹是由a、b上表面反射的光叠加产生的
B. 相邻的暗条纹对应位置下方的空气膜厚度差不同
C. 若抽去一张纸片，条纹变密
D. 若某亮条纹发生弯曲，该亮条纹对应位置的空气膜厚度仍相等
3.(2022·江苏七市高三下学期二模)一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线的位置关
系可能正确的是( )A. B. C. D.
4.(2022·江苏南京盐城市高三下学期二模)某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观
察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是( )
A. 装置中的双缝沿水平方向放置
B. 仅向右移动单缝，使之靠近双缝，干涉条纹间距将变大
C. 仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变大
D. 仅将红色滤光片换为绿色滤光片，干涉条纹间距将变大
5.(2022·江苏如皋市高三下学期一调)如图所示，折射率n= 的液面上有一光源S，发出一条光线，垂直
射到水平放置于液体中且距液面高度h的平面镜M的O点上.当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度 逆
时针方向匀速转动时，液面上的观察者发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求： ω
(1)O、P两点间的距离x；
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度大小v。
的
6.(2022·山东潍坊市高三下学期一模)如图所示， 是半圆柱体透明型材 横截面，圆心在O点，为直径，半径为R。一细束单色光从真空中 面上无限接近A处斜射入该型材，入射角 ，在
D点反射后反射光线与 平行(反射光线图中未画出)。已知光在真空中的传播速度为c，求：
(1)该型材对该单色光的折射率n；
(2)该单色光从射入型材到射出型材所用的时间t。
7.(2022·广东普通高中高三下学期一模)如图，直角三棱镜ABC由某种透明物质制成，AC外表面镀有水银。
一束与BC边平行的光线从AB边的D点射入棱镜。已知AB=2m，AD=0.5m，∠B=30°，棱镜对该光的折射
率 。求光线第一次到达BC面时在BC面发生折射的入射角及入射点与C点的距离。
