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专题12 光学
光的折射 全反射
1．（2025·四川绵阳·三模）如图所示，矩形玻璃砖
平行于光屏P 放置于上方高
处，
两束平行的单色光A、
斜射到玻璃砖的
面，两个入射点间距离为
，穿过玻璃砖下
表面
后，射在光屏P 上两个点间距离为
，已知
。不考虑光在玻璃砖中的反射。
只向上平移玻璃砖，其他条件和状态保持不变，射在光屏上两个点（ ）
A．位置不变，距离不变
B．位置右移，距离不变
C．位置左移，距离变大
D．位置右移，距离变大
2．（2025·山西·三模）池塘的底部，沿同一水平深度安装有规格相同、颜色不同的灯泡，注
入水后灯光打在水面上形成五颜六色的光斑煞是好看。已知水面上a 色光的光斑面积明显
小于旁边b 色光的光斑面积，下列判断正确的是（ ）
A．在水中，a 色光的波长大于b 色光的波长
B．在水中，a 色光的传播速度小于b 色光的传播速度
C．水对a 色光的折射率小于水对b 色光的折射率
D．a 色光光子的能量小于b 色光光子的能量
3．（2025·广东广州·三模）彩虹是由太阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，
最后离开水滴时再折射一次形成的。下图为彩虹形成的示意图，一束白光L 由左侧射入水
滴，a、b 是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条单色光线。则（ ）
A．a 光的频率小于b 光的频率
B．a、b 光在由空气进入水滴后波长变长
C．从同一介质射向空气，a 光比b 光容易发生全反射
D．通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻条纹间距比b 光的大
4．（2025·河北邢台·三模）如图所示，楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形，AB 边上有一点
光源S，垂直于AB 边的光线SN 在AC 边的折射角为60°。则楔形玻璃的折射率为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2025·河北石家庄·三模）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为由半径为R 的扇
形OPQ 与直角三角形OPM 组成，∠QOP=90°，∠OPM=90°，∠OMP=45°。现有一束单色
光从OQ 边上的N 点垂直边界OQ 射入玻璃砖，在圆弧面PQ 刚好发生全反射。已知光在
真空中的速率为c，该单色光在玻璃砖中的折射率为
，则单色光在玻璃砖中的传播时
间为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（2025·山西吕梁·三模）某实验小组在实验室研究光的折射规律的装置如图所示，把一个
截面为长方形的平行玻璃砖平放在水平桌面上，旁边放一个与平行玻璃砖平行的刻度尺。
用红色激光笔平行于桌面照射平行玻璃砖的一侧，会在刻度尺上看到红色的光点，保持激
光笔不动，拿掉玻璃砖之后刻度尺上光点的位置会发生变化。已知平行玻璃砖的宽度为
，
当激光的入射角为
时，刻度尺上两光点之间的距离为
，则玻璃砖的折射率为（
）
A．
B．
C．
D．
7．（2025·湖北荆州·三模）2024 年12 月13 日晚，一道道“寒夜灯柱”在我国新疆克拉玛依
市区上空闪现，与城市灯火交相辉映，美不胜收。“寒夜灯柱”是一种可与极光比肩的冰
晕现象，因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示，一束灯光（复色光）从左
侧界面折射进入冰晶，分离成两束单色光a 和b，再经右侧界面反射，又从左侧界面折射
出来被游客看到。下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，a 光的速度比b 光大
B．若在同一界面发生全反射，a 光的临界角比b 光大
C．用同一装置做双缝干涉实验，a 光的条纹间距比b 光小
D．单色光a 和b 与冰晶右侧的反射是全反射
8．（2025·江西萍乡·三模）如图甲为由细小玻璃珠及反射层制成的玻璃微珠反光膜，它能将
射向它的部分光逆向照回（反射光线和入射光线方向相反），常被用于无光源的道路标志
线、标志牌中，以增强反光效果。图乙为一光线照射到玻璃微珠后被逆向照回的光路图，
已知所用玻璃的折射率
，下列说法正确的是（ ）
A．光必须正对反光膜照射，才能被逆向照回
B．如图乙光路图中，入射光线入射角为
C．能被逆向照回的光线，入射角是唯一的
D．为了确保同等面积的反光膜有足够的光线被逆向照回，玻璃珠应该做得小一些，数量
多一些
9．（2025·重庆·三模）反光衣是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，
从而达到提醒的目的。如图，现有一束与光轴（经过O、B 两点）平行的光照在半径为R
的玻璃微珠上，MA 是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中
的光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．此玻璃材料的折射率为
B．光在玻璃材料中比在空气中更容易发生衍射
C．光在玻璃材料中的传播时间为
D．若仅使平行光照射角度发生变化，将没有光线能被反向射回
10．（2025·海南·三模）某种透明材料做成的装置由一个半径为R 的半球体与一个半径为R 的
圆柱体组成，过半球球心O 的纵截面如图所示。一束单色激光平行于纸面以与直径DA
夹角α=60°的方向射向球心O、在AB 面恰好发生全反射，最后从BC 面射出（不考虑二次
反射）。
(1)作出光路图并求透明材料的折射率；
(2)求从BC 面射出时光线折射角的正弦值。
11．（2025·四川宜宾·三模）a 光、b 光分别是氢原子从
能级向
能级跃迁、从
能级向
能级跃迁时辐射的可见光。如图所示，a 光、b 光均垂直射向三棱镜的
AB 边，已知a 光在AC 边折射时偏离入射方向的夹角为
，则（ ）
A．三棱镜对a 光的折射率为
B．b 光在BC 边上会发生全反射
C．在三棱镜中，a 光的传播速度等于b 光的传播速度
D．在三棱镜中，a 光的波长小于b 光的波长
12．（2025·浙江金华·三模）一束与水平面MN 成θ 角的平行红色光束射到半圆柱形玻璃砖的
界面上，其横截面如图所示，经玻璃折射后，有部分光能从AC 弧线中射出，经测定
MA、AC、CN 三段弧线的长度比为5 6 1
∶∶，下列说法正确的是（ ）
A．红色光在这种玻璃中全反射的临界角是30°
B．红色光束与水平面MN 成60°角
C．红色光在空气中的传播速度是这种玻璃中传播速度的
倍
D．若改成绿色光束入射，相同条件下与出射弧线对应的角AOC 将增大
13．（2025·四川攀枝花·三模）如图所示，横截面为半圆的柱状透明玻璃，其平整的底面AB
镀银。一束单色光从半圆的最高点P 沿与AB 成30°角从空气射入玻璃，后从入射方向与
半圆的交点M 处沿垂直AB 面方向射出。已知半圆半径为R，该光束在真空中的速度为
c，只计一次反射，求：
(1)请在图中画出完整的光路；
(2)该玻璃对这束光的折射率n；
(3)这束光在玻璃中传播的时间t。
14．（2025·河北张家口·三模）《阳燧倒影》中记载的“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则
必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光
射向截面为半圆形玻璃砖的中心
，有
、
两束单色光分别沿半径方向射出。下列说
法正确的是（ ）
A．真空中
光光子能量小于
光光子能量
B．真空中
光光子动量大于
光光子动量
C．
光在玻璃砖中传播时间大于
光在玻璃砖中传播时间
D．
、
光分别作为同一双缝干涉装置光源时，
光的干涉条纹间距小于
光的干涉条
纹间距
15．（2025·重庆·三模）明代方以智在《物理小识》 中记载： “凡宝石面凸则光成一条，有
数棱则必有一面五色” ，这描述的是光的色散现象。如图，半圆是一宝石的横截面，
MN 是其直径，P 是圆弧上的一点。在横截面所在的平面，一束光自P 点射入宝石，折
射为 a、b 两束单色光。 下列说法正确的是（ ）
A．宝石对a 光的折射率比对b 光的折射率大
B．在宝石中a 光的传播速度比b 光的传播速度大
C．若仅增大光在P 点的入射角，a 光先在MN 上发生全反射
D．用同一双缝干涉装置做实验，a 光的干涉条纹间距比b 光的干涉条纹间距小
16．（2025·四川成都·三模）冰雕展上，厚厚的冰墙内安装有LED 光源，冰墙表面平整而光滑，
光源可视为点光源。小明想测量光源到墙面的距离
及冰的折射率
，设计了如下实验：
如图（a）所示，将半径为
的圆形纸片贴在墙面上，圆心正对光源。用白纸板做屏，平
行墙面从纸片处向后移动，当屏上黑影的半径等于
时，测出屏到墙面的距离
，换用
不同半径的纸片重复上述实验，得到多组数据，在坐标纸上画出
图如图（b）所
示，直线横截距为
，纵截距为
，则（ ）
A．光源到墙面的距离为
B．光源到墙面的距离为
C．冰的折射率为
D．冰的折射率为
17．（2025·江苏宿迁·三模）抗冲击玻璃是由两层钢化玻璃和中间一层树脂材料构成的，树脂
的折射率比玻璃的小。下列在抗冲击玻璃中的折射光线可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
18．（2025·重庆·三模）如图所示为陈列于韶山毛泽东同志纪念馆的龙钮大印。两块底面为等
腰直角三角形的玻璃棱柱，组合成一个正方体基座，龙钮大印置于基座正上方，游客可
从基座右侧水平方向清晰地欣赏印章。下列说法正确的有（ ）
A．此现象体现了光的折射原理
B．此现象是光的偏振现象
C．光从玻璃进入空气，波速变小
D．光从玻璃进入空气，波长变长
19．（2025·福建宁德·三模）如图，在研究Low−e 玻璃（低辐射玻璃）光学性能实验中，一
束复色光以45°角入射玻璃表面，经Low−e 玻璃折射后射出两条平行光a、b，下列说法中
正确的是（ ）
A．a 光的折射率大于b 光
B．a 光在玻璃中的传播速度大于b 光
C．a、b 两束单色光通过同一单缝，a 光的衍射现象更明显
D．a、b 两束单色光通过同一双缝干涉时，b 光产生的干涉条纹间距较大
20．（2025·四川乐山·三模）真空中，一半圆形玻璃砖放置在转盘上，一束由单色光
组
成的光线从左侧沿着玻璃砖半径方向入射，玻璃砖右侧有一足够大的光屏。实验开始，
转盘从图示位置开始逆时针匀速转动，此时光屏上无亮点。随着继续转动，光屏上先出
现单色光
的亮点，根据实验现象下列推断正确的是（ ）
A．
光的频率大于
光的频率
B．
光在玻璃砖内的传播速度大于
光
C．双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹间距较大，应该使用
光
D．若
均能使某金属发生光电效应，则
光产生的光电子最大初动能较大
21．（2025·重庆·三模）如图所示，一条含有两种单色光的细光束从水中O 点射出，在水与
空气的分界面上P 点出射，分成a、b 两束单色光。已知OP 与水面的夹角为θ，则下列说
法正确的是（ ）
A．从O 点到P 点，a 光经过的时间比b 光经过的时间长
B．从O 点到P 点，a 光经过的时间比b 光经过的时间短
C．逐渐增大OP 与水面的夹角θ，水面上b 光最先消失
D．逐渐减小OP 与水面的夹角θ，水面上b 光最先消失
22．（2025·河北邢台·三模）如图所示，一个半圆形玻璃砖置于水平桌面上，O 为圆弧上离
MN 最远的一点。一单色光以某一角度从P 点射入界面MN 后，有折射光线从玻璃砖圆形
表面MON 某点射出，且恰好与入射光平行，则该出射点（ ）
A．一定在O 点
B．一定在ON 之间
C．一定在OM 之间
D．在O 点两侧都有可能
23．（2025·湖南长沙·三模）如图1、2 所示为同一种透明材料制成的两个三棱柱的横截面，
两横截面均为直角三角形，∠CAB=45°，∠EDF=30°，两束频率相同的平行于底边的光分
别射到BC 边与EF 边。已知射到三角形ABC 的光，在AC 边恰好发生全反射，射到三角
形DEF 的光第一次到达DF 边的H 点（图中未标出），H 点到D 点的距离为d，真空中
的光速为c，求：
(1)该透明材料的折射率；
(2)光从H 点到DE 边传播的时间。
24．（2025·河南新乡·三模）某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的横截面如图所示。现由
a、b 两种单色光组成的细光束从空气垂直于AC 边射入棱镜，经过AB 边反射后垂直BC
边射出，且在AB 边只有b 光射出，则（ ）
A．a 光的频率比b 光的小
B．在三棱镜中，a 光的传播速度比b 光的小
C．三棱镜对a 光的折射率一定等于
D．若用a 光照射某光电管能发生光电效应，则用b 光照射一定能发生光电效应
25．（2025·福建莆田·三模）如图所示，一束复色光从空气射到一长方体玻璃砖上表面后分成
两束单色光
、
，复色光在A 点的入射角为，光束
的折射角为
，光束
的折射角
为
，且
。则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对
光的折射率小于对
光的折射率
B．
光在玻璃中的传播速度小于
光的传播速度
C．两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A 点入射的复色光
D．增大复色光在A 点的入射角，单色光
在玻璃的下表面有可能发生全反射
26．（2025·湖北·三模）夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图所示，将两个相
同的相互独立的半圆形线状光源拼接在一起形成一个圆形线状光源，水平放在水池的水
面下，通过控制两个光源的发光情况和调节光源距离水面的深度，人们在水面上会看到
不同形状的发光区域。已知圆形线光源的半径为R，水的折射率为
求：
(1)若两个半圆形线状光源同时发光，控制线状光源从离水面较近的位置平行水面缓慢向
下移动，发现水面发光区域形状不变，只是面积在扩大，直到距离水面的深度为h 时，
发光区域形状发生变化，深度h 是多少；
(2)当深度为（1）中的h 且保持不变时，若只有一个半圆形线状光源发光，人们在水面上
看到的发光区域面积是多大。
27．（2025·河北·三模）如图甲所示，在平静的水面下深度为
处有一个长度为
的线光源
（忽略横截面积），可以发出红光
和紫光
。在水面上形成的单色光区域和复色光区
域如图乙所示，其中
段为直线且与
段平行，
段和
段为弧形。已知水对紫
光的折射率为
。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中的单色光区域为紫光
B．在图乙中的复色光区域中，
段的长度为
C．在图乙中的复色光区域中，左右两端的弧形区域的面积之和为
D．若该线光源发出的光换成红光和绿光，则图乙中的单色光区域的面积减小
28．（2025·山东潍坊·三模）如图所示，在半径为
的半球形透光物体的上表面放置一半径
、厚度不计的遮光板，其圆心与球心
重合，
点正下方
处和最低点分别装
有两个光源
和
。光源向物体上表面发射相同频率的单色光，打开
、关闭
，物
体上表面恰好没有光射出，不考虑二次反射。下列判断正确的是（ ）
A．半球形透光物体对该单色光的折射率为
B．半球形透光物体对该单色光的折射率为
C．打开
，关闭
，半球形物体上表面的透光面积为
D．打开
，关闭
，半球形物体上表面的透光面积为
29．（2025·辽宁·三模）小李到三亚旅游时跟随团队潜水。他把运动摄影相机安装在自己的头
顶处，进行潜水。某次他为处在其正上方的朋友拍照时，发现照片中水面上的景象呈现
在半径为
的圆形区域内，水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度
（人体与水面平行），已知水的折射率
，朋友实际身高
，下列说法正确
的是（ ）
A．为增强透射光，相机镜头镀有一层晶体膜，利用了光的偏振
B．光在水中传播的速度约为1.25c
C．当小李距水面距离4m 时，看到水面上景物的范围半径约为3m
D．小李潜水时距水面的距离为2.4m
30．（2025·江西九江·三模）为了测量液体的折射率，小石同学在一个半径为r 的圆形薄木板
的圆心处插上一根大头针，将木板静止于待测液体的液面上。调整大头针插入木板的深
度，使得他从液面上方的各个方向去看，恰好都看不到大头针，测得大头针露出的长度
为h。
(1)利用测量数据r 和h 帮小石同学推导出该液体折射率的表达式；
(2)设光的频率为f，求光在该液体中的波长。
光的干涉 衍射
31．（2025·山东威海·三模）如图所示，将一个玻璃圆台放置在一块平面玻璃上，圆台的纵截
面为等腰梯形。让红光垂直圆台的上表面入射，从上向下观察，可以看到明暗相间的同
心圆环状条纹。下列说法正确的是（ ）
A．环状条纹是圆台上表面和侧面的反射光叠加形成的
B．从圆心向外环状条纹越来越稀疏
C．改用紫光入射，条纹间距变小
D．用同一单色光入射，圆台侧面与玻璃平面的夹角越小，条纹间距越小
32．（2025·辽宁·三模）如图甲所示，一个曲率半径很大的平凸透镜的球面和一平面玻璃接触，
用单色光从上方照射，在透镜球面和平面玻璃上表面反射回来的两束光相互干涉，形成
一些明暗相间的单色圆圈，这种现象称为"牛顿环"，是一种薄膜干涉现象。图乙是从透镜
上方看到"牛顿环"的俯视图。则下列说法正确的是（ ）
A．若用白光照射，看到的亮条纹也是白色的
B．若用白光照射，看到的亮条纹应是红色的
C．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩
D．若将透镜缓慢向上平移，可以看到干涉形成的圆形条纹向外扩展
33．（2025·辽宁·三模）关于如图所示的示意图或实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i 逐渐增大到某一值
后不会再有光线从
面射出
B．图乙是单色激光的双缝干涉原理图，若屏上
点到狭缝
的距离差是半波长的奇
数倍，则
点出现亮条纹
C．图丙是在垂直纸面向里的匀强磁场中三种射线的轨迹，三种射线相比较，其中向左偏
的
射线电离本领最大
D．图丁是利用多普勒测速仪测量水在海底的流速，其利用的物理规律与医学上广泛应用
的“彩超”利用的物理规律相同
34．（2025·福建厦门·三模）附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置，从上到下液膜厚度增加得越来
越快，如图所示为液膜侧视图，用某单色光从左侧照射液膜，在左侧观察到明暗相间的
干涉条纹，则干涉条纹的分布是______（选填“上疏下密”“上密下疏”或“上下均
匀”），已知该单色光在液膜中的波长为
，则相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是
______（用
表示）。
35．（2025·河南郑州·三模）某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝
中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。
用a、b 两单色激光从同一位置分别照射双缝，均能在墙面上观察到干涉条纹，且a 光相
邻两条亮条纹间的距离比b 光大，则（ ）
A．a 光的波长比b 光小
B．a 光的频率比b 光小
C．若换用更粗的头发丝，a 光相邻两条亮条纹间的距离变小
D．若增大纸板与墙面的距离，b 光相邻两条亮条纹间的距离变小
36．（2025·河南郑州·三模）图甲为太阳光穿过转动的六边形冰晶形成“幻日”的示意图，图
乙为太阳光穿过六边形冰晶的过程，a、b 是其中两种单色光的光路。下列说法正确的是
（ ）
A．从冰晶射入空气中发生全反射时，a 光比b 光的临界角大
B．用同一装置做双缝干涉实验，a 光比b 光的干涉条纹窄
C．用同一装置做单缝衍射实验，a 光的中央亮条纹宽度比b 光窄
D．a 光在冰晶中传播的时间比b 光传播的时间长
37．（2025·云南玉溪·三模）日晕是由于太阳光穿过云层中小冰晶时发生折射或反射形成的光
学现象，如图所示为平面内一束太阳光射到正六角形冰晶截面的光路图，a、b 为其中的
两种不同单色光。不考虑多次反射和折射，则（ ）
A．a 光的频率高于b 光的频率
B．在冰晶中a 光传播速度大于b 光传播速度
C．射出冰晶时a 光有可能发生全反射
D．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的条纹间距较大
电磁波
38．（2025·浙江金华·三模）下图的电路广泛的存在于收音机、电子琴等用电器中，如果我们
在电路左侧的输入端输入正弦交流电，在AB 端和CD 端分别用示波器监测电路的输出信
号。下列同学对示波器监测到的信号判断正确的是（ ）
A．电路正常工作时，AB 端监测到的信号图样如丁所示，CD 端监测到的信号图样如甲所
示
B．电路正常工作时，AB 端监测到的信号图样如乙所示，CD 端监测到的信号图样如丙所
示
C．如果电路中的某个二极管虚焊断路，AB 和CD 端监测到的信号图样可能如乙和丙所示
D．改变电感的自感系数和电容器的电容都可以改变CD 端输出信号的频率
