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专题18 光学
一、单选题
1．（2024·福建·一模）肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。
下列现象的原理与之相同的是（ ）
A．杨氏双缝干涉实验
B．影子的形成
C．利用光导纤维传递信息，实现光纤通信
D．泊松亮斑
2．（2024·江苏连云港·一模）如图所示，圆柱形玻璃杯前侧表面上有a、b、c 三点，粗细均匀的铅笔紧靠
玻璃杯后侧外壁竖直放置，且在b 点正后方。将杯中注满水（ ）
A．通过b 点看到铅笔变细
B．通过b 点看到铅笔无变化
C．通过a 点看到铅笔向右侧移
D．通过c 点看到铅笔向右侧移
3．（2024·贵州·二模）如图（a），容器中盛有深度h=4cm 的透明液体，一激光束垂直液面射入液体，并
在底板发生漫反射，部分漫反射光会在液面发生全反射。恰好发生全反射的光在容器底板上形成直径
d=16cm 的圆形亮环，如图（b）所示。该液体的折射率为（ ）
1
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A．2
B．
C．
D．
4．（2024·山东潍坊·一模）制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅（
）薄膜的厚度，
把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长
的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀
区域内有8 条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN 处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄
膜的厚度为（ ）
A．1680nm
B．1890nm
C．2520nm
D．3780nm
5．（2024·江苏南通·一模）如图所示，挡板上安装有宽度可调的一条狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行
光照射狭缝，狭缝宽度从
调整为
，光屏上可能呈现（ ）
A．图样①变化为图样②
B．图样②变化为图样①
C．图样③变化为图样④
D．图样④变化为图样③
6．（2024·河南·二模）一种光学传感器是通过接收器接收到红绿灯光信号而触发工作的。如图所示，一细
束黄色光沿AB 方向从汽车玻璃外侧（汽车玻璃可视为两表面平行的玻璃砖）的B 点射入，入射角为i，折
射光线刚好沿BC 方向在汽车玻璃内侧C 点触发光学传感器。若入射光的颜色发生变化，且入射光的入射
位置B 不变，仍要使折射光线沿BC 方向在汽车玻璃内侧C 点触发光学传感器。下列说法正确的是（ ）
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A．若改用绿色光射入，需要入射角i 减小到某一合适的角度
B．若改用红色光射入，需要入射角i 减小到某一合适的角度
C．若改用红色光射入，需要入射角i 增大到某一合适的角度
D．改用任何颜色的光射入，都需要入射角i 减小到某一合适的角度
7．（2024·浙江杭州·二模）如图，一束激光在折射率自上而下逐渐变化的某材料中沿曲线传播，亮度左暗
右亮。下列说法正确的是（ ）
A．激光从材料左端射入
B．材料的折射率自上而下逐渐减小
C．增加材料上下高度，光线能从上表面射出
D．增加材料左右长度，可能会形成对称的光路
8．（2024·广东·二模）近日，工信部披露的最新数据显示，2023 年我国光缆线路建设取得显著成果，新建
光缆线路长度达473.8 万公里，使得全国光缆线路总长度一举突破6432 万公里。光缆线路主要用于光信息
传输，在铺设的过程中，尽量不要弯曲。如图所示，一段折射率为n、横截面是圆面的光导纤维，截面半
径为r，在铺设的过程中弯曲成了一段圆弧，圆弧的圆心到光导纤维的中心轴线的距离为R，光导纤维外部
可认为是真空区域。现有一束光垂直于光导纤维左端截面射入，为了保证这束光经反射后均能从右端面射
出，则光导纤维的折射率n 至少为（ ）
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A．
B．
C．
D．
9．（2024·河北沧州·一模）如图是一种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图。让光束从海水射向平
行空气砖（忽略薄玻璃壁厚度）再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度溶液中发生的偏移量d，进而
计算出海水盐度。已知某一温度下，海水盐度变大引起折射率变大。下列说法正确的是（ ）
A．一束复色光透过平行空气砖分成1、2 两束光，则两束光不一定平行
B．一束复色光透过平行空气砖分成1、2 两束光，则1 光的频率更高
C．一束单色光射向平行空气砖后偏移量变大，说明海水的盐度变大
D．一束单色光射向平行空气砖后偏移量变小，说明海水的盐度变大
二、多选题
10．（2023·全国·模拟预测）如下图，水面下方有一固定的线状单色光源S，光源倾斜放置，和竖直方向夹
角满足
，水对该光的折射率为1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，
从水面上方看，该区域的形状可能为（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2024·山东潍坊·一模）如图为透明长方体的横截面efgh，其折射率
，一细束单色光以角
入
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射至ef 面上的p 点，
，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在长方体内的二次及二次以
上的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A．当入射角为
时，光在长方体中的传播时间为
B．当入射角为
时，光在长方体中的传播时间为
C．当入射角
时，折射到eh 面上的光一定发生全反射
D．当入射角
时，折射到eh 面上的光不一定发生全反射
12．（2024·河南·一模）如图，将一平面镜置于某透明液体中，光线以入射角
进入液体，经平面镜
反射后恰好不能从液面射出。此时，平面镜与水平面（液面）夹角为，光线在平面镜上的入射角为。
已知该液体的折射率为
，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．若略微增大
，则光线可以从液面射出
D．若略微减小i，则光线可以从液面射出
13．（2024·浙江·高考真题）在如图所示的直角坐标系中，
平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面（z 轴垂直纸面
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向外）。在介质I 中的
（0，
）处有一点波源，产生波长为
、速度为v 的波。波传到介质Ⅱ中，其速
度为
，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，此时波源也恰好位于波峰。
M 为O、R 连线的中点，入射波与反射波在O 点相干加强，则（ ）
A．介质Ⅱ中波的频率为
B．S 点的坐标为（0，
）
C．入射波与反射波在M 点相干减弱
D．折射角
的正弦值
三、解答题
14．（23-24 高三下·广东佛山·阶段练习） 在一个平静的湖面上，距离水面高度
处有一条水平缆索，
缆索上每隔
就从站台以速度
沿一个方向持续开出一辆缆车。湖水深
，缆索中央正下
方的湖底有一员潜水员，该潜水员只能看到湖面半径
的圆面有亮光，又在透过湖面半径
的
圆面上才能清晰的看到缆索上的缆车。已知
，
，
，求:
（1）湖水的折射率
的大小（用分式表示）；
（2）潜水员最多能清晰的看到缆索上缆车的数量。
15．（23-24 高三上·山东德州·期末）某物理学习兴趣小组成员小张找到了一个LED 灯和一段光导纤维进行
研究。查阅资料发现，LED 灯是一块用环氧树脂密封的发光半导体材料。光导纤维由内芯和外套两层组成，
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光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。
（1）有一LED 灯结构如图甲所示，发光区域为直径
（MN 之间）的圆盘（厚度不计），发光面上覆
盖折射率
的半球形环氧树脂，发光圆盘的圆心与球心重合。要使发光区域发出的所有光线在球面上
都不发生全反射，求环氧树脂半径R 满足的条件；
（2）一段长直光导纤维由内芯和外套组成，其剖面如图乙，其中内芯的折射率
，外套的折射率
。已知光从折射率为
的介质射入折射率为
的介质时，入射角
与折射角
间满足关系
。试通过计算说明从该光导纤维一端入射的光信号是否会通过外套“泄漏”出去。
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