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北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 B版 高考物理
综合检测（十四） 光
时间:90分钟 满分100分
一、单项选择题（本题共8个小题，每个小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有
一个选项是符合题目要求的）
1．下列现象中属于光的干涉的是（ ）
A．阳光照亮水中的鱼和水草
B．通过水面看到烈日的倒影
C．雨后，在湖面上方看到彩虹
D．观察到水面上飘着彩色的油膜
【答案】D
【解析】阳光照亮水中的鱼和水草，属于光的折射现象，故 A错误；通过水面看到烈日的倒影，属
于光的反射现象，故B错误；雨后，在湖面上方看到彩虹，属于光的折射现象，故 C错误；观察到
水面上飘着彩色的油膜，属于薄膜干涉现象，故D正确。
故选D。
2．如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。如果 b光是蓝光，则以说法正确的
是（ ）
A．a光可能是紫光 B．c光可能是红光
C．a光的频率小于c光的频率 D．c光的波长大于b光的波长
【答案】C
【解析】根据光路图可知，a光的折射率小于b光，c光的折射率大于b光，可知a光的频率小于b
光，c光的频率大于b光，a光的频率小于c光的频率，选项C正确；因紫光的频率大于蓝光，b光
是蓝光，则a光不可能是紫光；红光的频率小于蓝光，则 c光不可能是红光，选项 AB错误；c光的
频率大于b光，则c光的波长小于b光的波长，选项D错误。
故选C。
3．“半波损失”是一种在波的反射过程中产生的现象，是指波从波疏介质射向波密介质时，反射波
在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动方向相反，即反射波相对于入射波相
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位突变π的现象。现有一种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，可以发现镜片呈现蓝色，它是通过在镜
片前表面镀膜增强蓝光的反射来实现的，膜的折射率为 n1，镜片材质的折射率为n2，且n1>n2，膜
的最小厚度为d，蓝光在镀膜中的波长为λ，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】蓝光在从空气到膜时，是由光疏介质到光密介质，反射时会发生半波损失；而从膜到镜片
是由光密介质到光疏介质，反射时不会发生半波损失。由于镀膜增强了蓝光的反射，则膜的前后两
个表面反射光的路程差等于半波长的奇数倍，则有 ，解得 ，故选A。
4．下列说法正确的是（ ）
A．光照射细金属丝，在其后的阴影中有亮线，这是光的干涉现象
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．看立体电影时需要戴特制的眼镜，这是利用了光的偏振现象
D．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的全反射现象
【答案】C
【解析】光照射细金属丝，在其后的阴影中有亮线，说明光能够绕过细金属丝，这是光的衍射现象，
故A错误；通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝，由于此时缝隙的尺寸与光波长相近，所以
能够发生衍射现象，且由于白光是复色光，其包含了不同波长的光，这些不同波长的光衍射形成的
中央亮条纹宽度不一，所以会观察到彩色条纹，故B错误；放映立体电影时，两架放映机射出的光
通过偏振片后形成偏振光，左右两架放映机前的偏振片的透振方向相互垂直，因而产生的两束偏振
光的偏振方向也相互垂直，这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众席时偏振方向不变，此时观众
用通过佩戴透振方向相互垂直的偏振眼镜，使得左眼只看到左侧放映机放出的画面，右眼只看到右
侧放映机放出的画面，从而产生立体感，所以这是利用了光的偏振现象，故C正确；通常而言，不
同位置的肥皂膜，厚度不同，因此在膜上的不同位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同，在
某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗
条纹。由于不同颜色的光波长不同，导致从肥皂膜的前后两面反射的光在不同位置相互加强，所以
从肥皂膜上看到的亮条纹的位置也会不同，薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置不同，相互交错，
看上去呈彩色，所以这是薄膜干涉中的色散现象，故D错误。
故选C。
5．如图所示，一束截面为圆形（半径 ）的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平
面，经折射后在屏幕 上形成一个圆形亮区。屏幕 至球心距离 ，不考虑光的干涉和衍射，若
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玻璃半球对紫色光的折射率 ，则圆形亮区的面积为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】单色光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕 上的点 到亮区中心 的距离就是所求最大
半径。如图所示
设紫光临界角为 ，由全反射的知识得 ，又
又
所以有最大半径为
代入解得
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面积为
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图， 点为圆心， 为直径 的垂线，足够大的光屏 紧靠
玻璃右侧且垂直于 。由 、 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向 点，入射光线与 夹
角 较小时，光屏 区域出现两个光斑，逐渐增大 角，当 时，光屏 区域 光的光斑消失，
继续增大 角，当 时，光屏 区域 光的光斑消失，则（ ）
A．玻璃砖对 光的折射率比对 光的小
B． 光在玻璃砖中传播速度比 光的大
C． 时，光屏上只有1个光斑
D． 时，光屏上只有1个光斑
【答案】D
【解析】对A光 ，对B光
又因为 ，故而玻璃砖对A光的折射率比玻璃砖对B光的折射率大，故A错误；由 可知，A
光在玻璃砖中的传播速度更小，故 B错误；当入射角满足 时，B光尚未发生全反射现象，
故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含两光的反射光斑，以及 NQ一侧的B光的折射光线形成的光
斑；当入射角满足 时，A、B两光均发生了全反射，故仅能看到NP侧的反射光斑（A、B
重合），故C错误，D正确。
故选D。
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7．一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心 O 点，如
图甲所示。现让经过玻璃砖后的 A、B、C 三束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），
其中 C 光照射恰好有光电流产生，则（ ）
A．B 光照射光电管的阴极，一定有光电子打出
B．A 光和 C 光分别照射光电管的阴极时，A 光打 出的光电子的最大初动能较大
C．入射光的入射角从 0 开始增大，C 光比 B 光先消失
D．若是激发态的氢原子直接跃迁到基态辐射出 B 光、C 光，则 B 光对应的能级较高
【答案】C
【解析】根据几何光学知识可知，A光是含有两种频率的复色光，B光和C光是单色光，且C光折
射率大，频率高，C光照射光电管恰好有光电流产生，用 B光照射同一光电管，不能发生光电效应，
故A错误；A光和C光分别照射光电管的阴极时，打出光电子的最大初动能是相等的，都由 C光的
频率决定，故B错误；根据sinC=1/n可知，C光临界角较小，若入射光的入射角从0开始增大，C
光比B光先发生全反射而消失，故C正确；C光的频率高，根据能级跃迁规律可知，若是激发态的
氢原子直接跃迁到基态辐射出B光和C光。则C光对应的能级较高，故D错误。
故选C。
8．玻璃中有一个球形气泡。一束平行光射入气泡，下列光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
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【答案】B
【解析】光从玻璃进入空气，即由光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，后来又从玻璃进入
空气，则入射角大于折射角，其光路图如图所示，所以B正确；ACD错误；
故选B。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两
个以上选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9．如图所示，一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中，两束细平行单色光a、b射向玻璃砖的下表面，
设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是（ ）
A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射
B．其中有一束单色光没能进入玻璃砖
C．在玻璃中单色光a的传播速率大于单色光b的传播速率
D．若用同一装置分别使两束光发生干涉，则光束a的相邻明条纹间距大
【答案】CD
【解析】产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角；光线射
入玻璃砖后折射角必定小于临界角，由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的
折射角，所以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角，所以光线射到玻璃砖的上表面不
可能发生全反射，故A．B错误；由于只有一束光线射出玻璃砖，说明两束光线的折射率不同，射
出时沿同一方向出来，且该光线必定在a．b原来入射方向之间，由图知a光偏折程度较小，则a光
的折射率小于b的折射率，根据 知，在玻璃砖中a的传播速率大于b的传播速率，故C正确；a
光的频率比b光的频率低，由 可知，a光波长长，在干涉现象中，由 得到光束a的相邻
明条纹间距大，故D正确；
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10．由a、b两种单色光构成复色光束从水中斜射入空气中的光路图如图所示,关于a、b两种单色光,
下列说法正确的是_____
A．a光的频率小于b光的频率
B．从同种介质中斜射入空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角
C．在同种介质中传播,a光传播速度大于b光的传播速度
D．相同条件的双缝干涉实验中,a光的相邻明条纹间距比b光的相邻明条纹间距小
【答案】AC
【解析】由光路可知b的折射程度大于a，可知b的折射率大于a，b光的频率大于a光的频率，选
项A正确；根据sinC=1/n可知，从同种介质中斜射入空气发生全反射时，b光的临界角小于a光的
临界角，选项B错误；根据n=c/v可知在同种介质中传播，a光传播速度大于b光的传播速度，选项
C正确；b光波长小于a光，根据 可知，相同条件的双缝干涉实验中,b光的相邻明条纹间距
比a光的相邻明条纹间距小，选项D错误。
11．下列说法正确的是（ ）
A．在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度
B．当波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率一定不变
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生全反射的缘故
【答案】BD
【解析】A．在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度与波的传播速度是两个不同的值，故 A
错误；
B．波的频率由波源决定，故当波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率一定不变，故B正确；
C．根据 可知在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，因红光波长大于绿光，
则干涉条纹间距变窄，故C错误；
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上入射角较大，发生
全反射的缘故，故D正确。
故选BD。
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12．如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点
与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，照射在接收屏上的Q点。
另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM＝30°，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃的折射率为
B．光由B传到M点与再由M传到Q点所需时间比为
C．球心O到BN的距离
D．若该B点处光源为红光，将其替换为绿光光源，则圆弧上恰好全反射的N点向左移动
【答案】ACD
【解析】A．已知 ，由几何关系知入射角 ，折射角 ，则玻璃的折射率为
故A正确；
B．光在玻璃中传播速度
光由B传到M的时间
光由M传到Q的时间
则 ，故B错误；
C．由题意知临界角 ，则
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则球心O到BN的距离
故C正确；
D．若该B点处光源为红光，将其替换为绿光光源，波长变小，折射率变大，临界角变小，则圆弧
上恰好全反射的N点向左移动，故D正确。
故选ACD。
三、实验题（共14分）
13.（6分）（1）某同学在做杨氏双缝干涉实验时，分别用波长 λ1 和 λ2的单色光，经同一干涉装
置得到如图甲和乙所示的干涉条纹，可知 λ1 ________λ2（选填“>”“=”或“<”）。
（2）某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到
单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
①某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光 a、b的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是
（选填“单缝”或“双缝”）；
②由该图像两条曲线的特征可知 。
A．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量小
B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小
C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
D．分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能
【答案】（1）＞ （2）①单缝 ②D
【解析】（1）由双缝干涉条纹间距公式 知，甲的条纹间距大于乙，所以甲的波长大，即
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λ1>λ2。
（2）①根据图乙分析可知有中央亮条纹，符合单缝衍射的情况。
②由图可知b光的波长大，则频率小，光子能量小。
A．b光的频率小折射率小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量小，故
A错误；
B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生b光的能级能量差小，故B错误；
C．根据 可知b的临界角大，以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，
一定是b光，故C错误；
D．根据光电效应方程可知，由于a光子能量大，所以分别照射在同一金属板，若 b光能引起光电效
应，a光也一定能，故D正确；
故选D。
14.（8分）（1）小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材，
他认为除了量角器外还缺少一种器材，请你写出所缺器材的名称： 。老师将器材配齐后，他进
行实验，图乙是他在操作过程中的一个状态，透过玻璃砖观察，调整视线方向，插上第四枚大头针
P4应使其遮挡住 。
（2）为取得较好的实验效果，下列操作正确的是 。
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．选择的入射角应尽量小些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些
（3）小朱同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以 O点为
圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D
点，如图丙所示，若他测得AB=7.5cm，CD=5cm，则可求出玻璃的折射率n= 。
【答案】（1）刻度尺 P1、P2的像以及P3 （2）CD （3）1.5
【解析】（1）用插针法测量玻璃砖的折射率时，在实验中需要确定入射角和折射角，所以需要的器
材有：玻璃砖一块，大头针四枚，白纸一张，除了量角器外还需要刻度尺；
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运用两点一线的原理确定光线方向，观察的这一侧插两枚大头针应使P4挡住P1、P2的像以及P3；
（2）A．测量玻璃的折射率时即使折射玻璃上下表面不平行也能测出折射率，故A错误；
B．选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故B错误；
C．大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故C正确；
D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D正确；
（3）玻璃的折射率
三、计算题（共60分）
15．（8分）如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边 P点正上方0.9 m的高度处，浮
标Q离P点0.9 m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8 m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，
已知水的折射率n= 。
（1）求鱼饵灯离水面的深度；
（2）鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面P、Q间射出。
【答案】（1） m；（2）1.8 m
【解析】(1)设鱼饵灯在水下深h处，眼睛的位置为A，鱼饵灯发出的光从水中斜射出水面的入射角
为β，折射角为α，如图所示
由折射定律可得
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其中tan α= =1，所以
α=45°
代入数据可得
β=30°
所以
(2)由题意可得，只要光从Q点无法射出水面，则意味着光无法从 P、Q之间射出水面。设光从水中
射入空气时发生全反射的临界角为C，在Q点恰好发生全反射时鱼饵灯的深度为h′，则
sinC=
可得
C=45°
所以
h′=QN=1.8m
16．（8分）如图为一个半径为R的半圆形玻璃砖的截面图，圆心为O，玻璃的折射率n= ，一细
光束从半径OA的中点D垂直于AB射入玻璃砖，求：
(1)光线第一次射出玻璃砖时折射光线的折射角；
(2)在不改变入射方向的情况下，细光束上下移动到某些位置将不能从圆弧面右侧射出，求光束分别
从D点向上和向下移动的距离。
【答案】(1)r=45°；(2)如果光束向上移动， ；如果光束向下移动，
【解析】(1)由题可知，光线在由玻璃砖射向空气时在圆弧面上的入射角i=30°
设折射角为r，根据光路可逆性和折射定律有
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解得折射角为
r=45°
(2)设光在圆弧面上出射时临界角为C，则有
C=45°
如果光束向上移动，则移动的距离为
L1=R(sin45°－sin30°)= R
如果光束向下移动，则移动的距离为
L2=R(sin45°＋sin30°)= R
17．（14分）如图所示，有一个半径为 的星球。表面覆盖有一层折射率为 的介质，介质表面
距离星球表面的距离为 。一个卫星围绕星球做圆运动，半径为 。
（1）星球表面某点光源发出的光在介质一部分能够通过介质表面向外折射，求有光能够折射的这部
分介质表面的弧长是多少？
（2）卫星在轨道的一部分区域时能够接受到（1）问中发出的光，求这部分卫星轨道的弧长。
【答案】（1） ；（2）
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【解析】光源S发出的光线如图所示
设临界角为C，由题可知
可得
在 中，由正弦定理可知
由于 为钝角可得
因此
由对称性可知弧长为
（2）在A点恰好发生全反射，可知
在 中
可得
利用对称性可知轨道的弧长
18．（16分）如图1、2所示，折射率 的长方形透明板ABCD的四周是空气，AB边长 ，
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BC边长记为 。点光源S位于透明板中分线MN上，S与AB边相距a，它朝着AB边对称地射出
两条光线，光线的方位角 已在图中标出光线进入透明板后，只讨论经一次反射后从 CD边出射的
光线。
（1）已知 时，两条出射光线相交MN上与CD边相距a的 点，试求x值；
（2）令 从 单调增大，当 接近但未达到 时，从CD边出射的两条光线能否相交于CD边的
右侧？
【答案】（1） ；（2）不能
【解析】（1）根据光的折射定律
解得
由于 和S关于透明板对称，可知进入透明板的光线，恰好照射到BC或AD的中点，利用几何关系
可知
解得
（2）随着 的增大，折射角 也增大，光线进入透明板后射到上、下面的位置也逐渐靠近B、A点，
当 接近但未达到 时，根据光的折射定律
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可知折射角正弦接近
由几何关系可知入射点接近A、B点，光线进入透明板后，到达CD界面上时，光线向上，向下偏转
的距离
这样射到BC面上的光线已经到达中线的下方，同样射到AD面上的光线已经到达中线的上方，两条
光线在透明板内部相交，从CD面上出射的两条光线相互远离，不会在CD右侧相交。
16
