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专题12 光学
光的折射 全反射
1.(2025·北京东城·一模)如图所示,一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖,经折射后射出到空气中。
该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是( )
A.
光是红光,
光是蓝光
B.在该玻璃砖中,
光的传播速度小于光的传播速度
C.该玻璃砖对
光的折射率小于对
光的折射率
D.若
光能使某金属发生光电效应,则
光也一定能
【答案】B
【详解】AC.两种光从玻璃砖射出时,设入射角为,折射角分别为
、
,根据折射定律
由题图可知
则
则
光是蓝光,
光是红光,故AC 错误;
B.根据
可知在该玻璃砖中,
光的传播速度小于
光的传播速度,故B 正确;
D.
光折射率大,则频率大,则
光光子能量大,若
光能使某金属发生光电效应,
光不一定能使
某金属发生光电效应,故D 错误。
故选B。
2.(2025·北京房山·一模)如图所示,一束可见光a 射向半圆形玻璃砖的圆心О,经折射后分为两束单色
光b 和c。下列说法正确的是( )
A.此现象为光的全反射现象
B.光束b 的波长小于光束c 的波长
C.玻璃砖对光束b 的折射率小于对光束c 的折射率
D.在真空中光束b 的传播速度小于光束c 的传播速度
【答案】C
【详解】A.此现象为光的折射现象,不是全反射现象,故A 错误;
BC.由题图可知c 光在玻璃砖中的偏折程度较大,故玻璃砖对c 光的折射率大,c 光的频率大,波长小,
故B 错误,C 正确;
D.在真空中光束的速度都相等,故D 错误。
故选C。
3.(2025·河北秦皇岛·一模)如图所示,让一束复色光由空气射向一块足够长的平行平面玻璃砖,经折射
分成两束单色光
、
,下列说法正确的是( )
A.若增大入射角,则
光可能消失
B.入射角不为0 时,出射光线
光与
光总平行
C.对于该玻璃,
光的折射率比
光的大
D.在玻璃砖中,
光的传播速度比
光的大
【答案】BC
【详解】A.根据光的可逆性可知,增大入射角i,则a 光不会消失,故A 错误;
B.根据折射定律
可知,出射光线a 光与b 光总平行,故B 正确;
CD.由图知两束光的入射角相等,a 的折射角小于b 的折射角,通过折射定律可知
,根据
可知,a 光的传播速度比b 光的小,故C 正确,D 错误。
故选BC。
4.(2025·湖北·一模)如图所示,横截面为正方形
的玻璃,边长为d,玻璃折射率
,平行于
对角线
的光线从左侧边射入,入射点P 在
或
边上(不包括A、B、D),光在真空中传播速
度为c,下列说法正确的是( )
A.光在玻璃中传播时间为
B.入射点P 位置不同,光线在玻璃中传播时间不同
C.人射点P 位置不同,光线从玻璃射出时出射角不同
D.入射点P 位置不同,
边上始终没有光线射出
【答案】A
【详解】CD.根据题意知光线入射角
,折射角为
由折射定律
得
,
由
可知
所以入射光从
边射入时,光线在
边发生全反射,在
边上的入射角为30°,根据折射定律,射
出时的角度为45°
同理,入射光从
边射入时,光线在
边发生全反射,在
边上的入射角为30°,根据折射定律,
射出时的角度为45°,故CD 错误;
A.光在玻璃中传播速度
光在玻璃中传播路程
光在玻璃中传播时间
,故A 正确;
B.通过几何关系可知入射点P 位置不同,光线在玻璃里传播路径相等,所以光线在玻璃中传播时间相
同,B 错误。
故选A。
5.(2025·天津宁河·一模)如图所示,由甲、乙两种单色光组成的一束光,从一根长直的光纤左侧端面以
45°射入,如图所示,则可以准确判断出( )
A.甲光频率小于乙光频率
B.光纤对甲光的折射率大于对乙光的折射率
C.甲光在光纤中的传播速度更大
D.增大入射角,甲乙两种光都有可能在光纤左侧端面发生全反射
【答案】AC
【详解】AB.甲乙光在左侧的入射角相等,甲的折射角大于乙的折射角,根据折射定律可知,甲光的
折射率小于乙光的折射率,则甲光频率小于乙光频率,故A 正确,B 错误;
C.根据
可知,甲光在光纤中的传播速度更大,故C 正确;
D.光由光密介质射到光疏介质时,才会发生全反射,左侧端面光由光疏介质射入光密介质不会发生全
反射,故D 错误。
故选AC。
6.(2025·山东济南·一模)如图所示,平行玻璃砖的厚度为d,某单色光第一次垂直于玻璃砖上表面从O
点射入,从下表面的O′点射出。第二次以53°入射角从O 点射入玻璃砖,从下表面的P 点射出,测得
。已知光在真空中的传播速度为c,sin53°=0.8。求
(1)玻璃砖对该单色光的折射率;
(2)该单色光两次在玻璃砖内传播的时间差(不考虑反射光线)。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)光在O 点入射角为53°,则
则折射率
(2)光在玻璃砖中传播速度为
第一次传播时间
第二次传播时间
时间差
7.(2025·河北保定·一模)一个长方体玻璃砖截面如图所示,AB=2BC=2a,一束黄光从AB 的中点E 射
入玻璃砖,方向与AB 边成30°角,恰好射到C 点。已知光在真空中的传播速度为c,不考虑光在玻璃砖
内的反射,下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对黄光的折射率为
B.黄光在玻璃砖中的传播时间为
C.用红光替代黄光,其他条件不变,红光从CD 边射出玻璃砖
D.用红光替代黄光,其他条件不变,红光在玻璃砖中的传播时间变短
【答案】ABD
【详解】A.作出光路图如图所示
由几何关系可知
由折射定律得折射率
故A 正确;
B.黄光在玻璃砖内的传播速度
EC 之间的距离
则黄光在玻璃砖中的传播时间
故B 正确;
C.由于红光频率小于黄光频率,可知玻璃砖对红光的折射率小于黄光,其他条件不变,用红光替代黄
光后,折射角变大,则红光从BC 边射出玻璃砖,故C 错误;
D.红光从BC 边射出玻璃砖,则红光在玻璃砖中的传播距离减小,由
知红光在玻璃砖中的传播速
度更大,所以红光在玻璃砖中的传播时间变短,故D 正确。
故选ABD。
8.(2025·山东菏泽·一模)半径为R 的半圆形玻璃砖如图放置,AOB 面水平,O 为圆心。一束单色光与
水平面成45°角照射到 AOB 面上的 P 点,
折射光线刚好通过 C 点。保持入射方向不变,
将入射点从 A 点缓慢移到B 点,不考虑光的反射,圆弧面上透光区域的长度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】由题意可知,设在P 点入射角为
,折射角为
,则
其中
则
根据光的折射定律可知,该该单色光在半圆形玻璃砖中的折射率为
由光的折射定律,该光在玻璃砖中发生全反射的临界角满足
解得
则此时在玻璃砖中传播的光线若想从下方半圆弧面射出,其在圆弧面处的入射角必须小于等于45°,则
由几何关系可知,在半径为R 的圆弧所对应的圆心角为90°时,光线的入射角不超过临界角而得以射出,
故圆弧面上透光区域的长度为
故选A。
9.(2025·天津南开·一模)如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品,摄影师在水下对水上的
景物进行拍摄,获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响,假设摄影师由水下竖
直向上拍摄,光的传播路径如图乙所示,已知水的折射率为
,空气中光速c=3.0×108m/s,
sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A.光线从空气射入水中,频率不变
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为2.25×108m/s
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角
最大为37°
【答案】AC
【详解】A.光的频率由光源决定,与介质无关,所以光线由水上射入水中时,频率不变,故A 正确;
B.画出光路图如图所示
可知光源成像的位置
比的位置偏高,故B 错误;
C.根据光速与折射率关系有
故C 正确;
D.当光线在水面的入射角为
时,水中光线与竖直方向夹角达到最大值,即临界角C,且有
则
故D 错误。
故选AC。
10.(2025·广东深圳·一模)一个圆环翡翠(透明玻璃体),内侧的半径为
,外侧的半径为
,现让一
紫色光束对准点A(A 与圆心O 同一水平线),以角
射入翡翠,光束恰好切过圆环内侧从外侧的点
B 射出,出射角为
,以下说法正确的是( )
A.出射角
比入射角
大
B.翡翠对紫色光折射率
C.调大
,紫色光束一定会从翡翠内环射出
D.换用红色光束,以
入射一定会从翡翠内环射出
【答案】B
【详解】A.由题可知
,根据光的折射率可知,出射角
与入射角
等大,A 错误;
B.根据光路图可知
翡翠对紫色光折射率
B 正确;
C.调大
,折射角
随之增大,紫光一定不会从翡翠的内环射出,C 错误;
D.红光的频率小,折射率小,根据
可知,折射角变大,不会从翡翠内环射出,D 错误。
故选B。
11.(2025·湖南长沙·一模)为模拟光在光导纤维中的传播原理,取一圆柱形长直玻璃丝进行实验。如图
所示,纸面内有一束激光由空气中以
的入射角射向玻璃丝的
端面圆心
,恰好在玻璃丝的
内侧面发生全反射,此时内侧面入射角为
。下列说法正确的是( )
A.
B.玻璃丝只能传播该频率的光
C.激光由空气中进入玻璃丝后,其波长变短
D.减小入射角
,激光在玻璃丝中仍能发生全反射
【答案】CD
【详解】A.根据折射定律有
又因为光恰好在玻璃丝的内侧面发生全反射,则有
联立解得
故A 错误;
B.玻璃丝可以传播不同频率的光,故B 错误;
C.激光由空气中进入玻璃丝后,传播速度变小,则波长变短,故C 正确;
D.减小入射角
,则折射角减小,光在玻璃丝的内侧面入射角增大,大于临界角,发生全反射,故
D 正确。
故选CD。
12.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一,哈尔滨的冰灯更是在国际上
享有极高的声誉和地位如图(1),图(2)为一块棱长为
的立方体冰砖,它是由纳米级二氧化钛颗
粒均匀添加在水中冰冻而成,该冰砖对红光折射率
,冰砖中心有一个红光的发光点,不考虑光
的二次和多次反射,真空中光速为,下列说法正确的是( )
A.光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度
B.光从冰砖射出的最长时间为
C.从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为
D.点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大
【答案】C
【详解】A.光在冰块中的传播速度
光在冰块中的传播速度小于在真空中的传播速度,故A 错误;
B.根据题意可知,临界角
光线从顶点射出时,路程最大,由几何关系可得,此时光线的入射角
即光线不能从顶点射出,则路程最大时恰好发生全反射,设光从冰砖射出的最长时间时路程为x,由
几何关系可知
则最长时间
联立以上解得
故B 错误;
C.几何关系可知每一侧面被照亮的半径
则从外面看玻璃砖被照亮的总面积为
联立解得
故C 正确;
D.紫光折射率比红光大,故紫光临界角小,结合以上分析可知,表面有光射出的区域半径减小,即
面积将减小,故D 错误。
故选C。
13.(2025·天津和平·一模)《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:
“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代
表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b 是两种不同频率的单色光。下列说法正确
的是( )
A.彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的
B.a 光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间长
C.水滴对a 光的临界角大于对b 光的临界角
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,可能没有光线从水滴表面射出
【答案】B
【详解】A.雨后太阳光入射到水滴中发生折射时,不同颜色光折射率不同,偏折程度不同而形成彩
虹,即发生色散而形成彩虹,A 错误;
C.第一次折射时,入射角相同,a 光的折射角较小,根据
可知,a 光的折射率较大,根据
可知,水滴对a 光的临界角小于对b 光的临界角,C 错误;
B.a 光的折射率较大,根据
可知,a 光的传播速度小于b 光的传播速度,设光线在水中与半径夹
角为
,则路程
a 光的折射角较小,所以a 光路程大,根据
可知a 光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间长,故B 正确;
D.根据几何关系可知,入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等,根据折射定律可知,增大
太阳光在水滴表面的入射角,出射光线不会发生全反射,故D 错误。
故选B。
14.(2025·山西太原·一模)关于霓形成的原理,可用一束可见光射入水珠表示,如图为水珠内的光路图,
光线均在过球心的截面内。已知可见光在水中的临界角约为48.5°到49.3°,下列说法正确的是
( )
A.关于霓的形成,光线经历了两次折射和一次全反射
B.关于霓的形成,光线经历了两次折射和两次全反射
C.若有一束太阳光从A 点射入,从D 点附近射出后,从上到下出现的颜色依次为由蓝到红
D.若有一束太阳光从A 点射入,从D 点附近射出后,从上到下出现的颜色依次为由红到紫
【答案】D
【详解】AB.几何关系可知光在B、C、D 三点的入射角均为
,小于光在水中的临界角
到
,光线经历了四次折射,故AB 错误;
CD.太阳光为复色光,其中红光折射率最小,紫光折射率最大。根据折射定律,当一束太阳光从A 点
射入,从 D 点附近射出时,折射率小的光偏折程度小,折射率大的光偏折程度大。所以从上到下,
偏折程度小的红光在上方,偏折程度大的紫光在下方,即从上到下出现的颜色依次为由红到紫,故C
错误,D 正确。
故选D。
15.(2025·山东青岛·一模)如图所示,用透明介质材料制成长方体棱镜,棱镜上下表面是边长为
的正
方形,棱镜的高为
,
、
分别为棱镜上下表面的中心;在棱镜上表面有一个以
为球心、半
径为
的半球形凹坑,棱镜的4 个侧面及底面均涂有吸光材料。在
处放置一单色点光源,光源发出
的光只能从上表面射出,射到其他面上的光线均被吸收。已知棱镜上表面有光射出的位置离球心
的
最大距离为
,球冠表面积公式为
,其中为球冠所在球面的半径,为球冠的高,求
(1)该介质材料的折射率
;
(2)在半球面上有折射光线射出的区域(球冠)表面积。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)光源发出的光在棱镜中传播的光路图如图所示
在最远点
刚好发生全反射,有:
由全反射定律得:
解得:
(2)从
点发出的光在球面上
点恰好发生全反射,则
,
由正弦定律得:
解得:
由几何关系得:
所以从半球面上有折射光线射出的区域面积为:
16.(2025·山西忻州·一模)如图所示,
为一棱镜的横截面,
,
。用一束平行于
边的细蓝光束从
边入射棱镜,观察到
边的折射光与反射光恰好垂直,同时
边上的
点有蓝光
射出。不考虑光在
边的反射,则( )
A.
边上也有蓝光射出
B.该材料对蓝光的折射率为
C.若仅将蓝光换成绿光,
边上会有绿光射出
D.若仅将蓝光换成绿光,绿光在
边的出射点位于
之间
【答案】BD
【详解】AB.根据题意,画出完整光路图,如图所示
由几何关系可得
,
由折射定律可得
则有
由几何关系可得
,则有
蓝光在
边上发生全反射,故A 错误,B 正确;
CD.如果换成绿光,则折射率变小,发生全反射的临界角增大,由几何关系可知,射到
边的入射
角变大,则绿光在
边的出射点位于
之间,但无法确定绿光在
边是否发生全反射,故C 错误,D
正确。
故选BD。
17.(2025·北京石景山·一模)有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的,称为连续型光导纤维。其
折射率中心最大,沿径向逐渐减小,外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播,
下列四个图中能正确表示其传播路径的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】BC.光从空气进入光导纤维左侧界面时,令入射角、折射角分别为
、
,根据
由于折射率n 大于1,则有
图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角,不满足要求,故BC 错误;
AD.结合上述,图中光从空气进入光导纤维的入射角均大于折射角,满足要求,由于折射率中心最大,
沿径向逐渐减小,外表面附近的折射率最小,可知,光在光导纤维中沿半径方向传播时,在每一个平
行于中心轴线的界面均发生折射,当光沿半径方向向外侧传播时,光由光密介质进入光疏介质,对应
的入射角小于折射角,导致光沿中心轴线偏折,最终发生全反射,当光沿半径方向向内侧传播时,光
由光疏介质进入光密介质,对应的入射角大于折射角,导致光再次沿中心轴线偏折,可知,光在光导
纤维内部传播的路径为一条曲线,即第一个选择项符合要求,故A 正确,D 错误。
故选A。
18.(2025·广东广州·一模)潜水员在潜水时偶然会观察到上方坑洞里存在着明亮的“反光”,这是因为
坑洞里存在空气,光在水面发生了全反射。如图,a 处光源发出沿ab 方向的光在b 点恰好发生全反射,
被c 处的潜水员观察到。若水的折射率为n,光线与水面的夹角为θ,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】由光的折射定律可得
由几何关系
联立可得
故选C。
19.(2025·河北·一模)如图所示,直角玻璃三棱镜
置于空气中,一单色细光束从
的中点
垂直
于
面入射。棱镜的折射率
,
,
求:
(1)光第一次从棱镜内射出时的折射角
;
(2)出射点到
点的距离
。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)光路图如图所示
设该玻璃的临界角为
,有
解得
由几何关系知
,则光在
面发生全反射,又
由折射定律有
解得
(2)设光线分别经过
面、
面的
、
点,由几何关系有
,
解得
20.(2025·河北·一模)如图所示,矩形
为一透明光学元件的横截面,
边长为
,
为
边的
中点。一细束单色光从
点射入光学元件,入射角
,光在
、
边恰好能发生全反射,最
后从
边的中点射出该光学元件,且从
边射出的光刚好与
边的入射光平行,已知光在真空中
的传播速度为,求:
(1)光学元件对该单色光的折射率;
(2)该单色光在光学元件内传播的时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)作出光路图如图所示
光在
边发生折射,由折射定律可知
光在
边刚好发生全反射,有
由几何关系可知
联立解得
(2)设
边长为
,由几何关系可知
光在光学元件内传播的距离可能为
光在光学元件内传播的速度大小
所以光在光学元件内传播的时间
解得
光的干涉 衍射
21.(2025·北京东城·一模)如图所示是双缝干涉实验装置,用绿色激光照射双缝时,光屏上有明暗相间
的条纹。若其他条件不变,则下列说法正确的是( )
A.减小双缝到光屏的距离,条纹间距变小
B.减小光源到双缝的距离,条纹间距变大
C.换用蓝色激光照射双缝,条纹间距变大
D.换用红色激光照射双缝,条纹间距变小
【答案】A
【详解】根据条纹间距公式
其中
为双缝到光屏的距离,
为双缝的宽度:
A.根据条纹间距公式
可知减小双缝到光屏的距离,条纹间距变小,故A 正确;
B.根据条纹间距公式
可知减小光源到双缝的距离,条纹间距不变,故B 错误;
C.蓝光的波长绿光的波长短,根据条纹间距公式
可知换用蓝色激光照射双缝,条纹间距变
小,故C 错误;
D.红光的波长绿光的波长长,根据条纹间距公式
可知换用红色激光照射双缝,条纹间距变
大,故D 错误。
故选A。
22.(2025·北京西城·一模)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,下列说法正确的是( )
A.这是干涉现象
B.这是衍射现象
C.该现象说明光具有粒子性
D.该现象说明光是横波
【答案】A
【详解】ABC.阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这是干涉现象,说明光的波动性,故A 正确,BC 错误;
D.光的偏振说明光是横波,光的干涉现象不能说明光是横波,故D 错误。
故选A。
23.(2025·北京门头沟·一模)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
B.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
C.雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的,这是光的干涉现象
D.透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时,能观察到彩色条纹,这是光的干涉现
象
【答案】C
【详解】A.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,选项A 错误;
B.衍射是光特有的现象,任何光都能发生衍射现象,选项B 错误;
C.雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的,是油膜的干涉,即这是光的干涉现象,选项C 正确;
D.透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时,能观察到彩色条纹,这是光的衍射现
象,选项D 错误。
故选C。
24.(2025·天津·一模)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮
条纹的中心距离为△x,若△x 甲<△x 乙,比较甲、乙两种单色光,则下列说法正确的是( )
A.真空中甲光的波长较长
B.甲光能发生偏振现象,而乙光不能
C.甲光发生全反射时的临界角较大
D.乙光的光子能量较小
【答案】D
【详解】A. 根据
,结合△x 甲<△x 乙,则在真空中甲光的波长小于乙光的波长,故A 错误;
B. 偏振现象是横波特有的现象,由于光是横波,故甲乙都可以发生偏振现象,故B 错误;
C. 由于甲光的波长短,则甲光的频率较大,则其折射率也大,根据
可知,甲光发生全反射时
的临界角较小,故C 错误;
D. 由于乙光的波长较长,则乙光的频率较小,那么乙光的光子能量较小,故D 正确;
故选:D。
25.(2025·河南安阳·一模)增透膜(又称减反射膜)是一种应用广泛的光学薄膜,主要应用于减少光线
在光学器件表面的反射损失,增加光的透射量。小明要在他的摄像镜头上贴一张增透膜,以增强绿光
的透射量,已知绿光在真空中的波长约为
,增透膜的折射率为1.5,则增透膜的厚度至少为(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】由薄膜干涉原理知,减弱反射光增透膜的厚度满足
则增透膜的厚度至少为
为绿光在介质中的波长,根据
,
知绿光在介质中的波长是在真空中波长的
,可得增透膜的厚度厚度至少为
故选A。
26.(2025·河北秦皇岛·一模)某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。若双缝的间距为
,屏
与双缝间的距离为,测得第1 条暗条纹中心到第
条暗条纹中心之间的距离为
,下列说法正确的
是( )
A.中央亮纹最亮最宽
B.测得单色光的波长
C.将单缝向双缝靠近,干涉条纹宽度不变
D.分别用单色光红光、绿光进行实验时,红光形成的相邻明条纹间距比绿光小
【答案】C
【详解】A.中央亮纹最亮,但是中央亮纹宽度与其他亮纹宽度相同,故A 错误;
B.从第1 条暗条纹中心到第n 条暗条纹共有
个条纹,根据干涉条纹的宽度与波长的关系可知
解得
故B 错误;
C.结合以上分析可知,可知条纹的宽度与单缝、双缝间的距离无关,故C 正确;
D.红光波长大于绿光波长,结合B 选项分析可知,红光形成的相邻明条纹间距比绿光大,故D 错误。
故选C。
27.(2025·内蒙古呼和浩特·一模)如图,当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时,在小球后方的
屏上阴影中心出现了一个亮斑。这是光的( )
A.衍射现象
B.偏振现象
C.干涉现象
D.折射现象
【答案】A
【详解】当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时,在后方屏上的阴影中心出现了一个亮斑,亮
斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹。这就是泊松亮斑,是激光绕过不透光的小球发生衍射形成的。
是光的衍射现象。
故选A。
28.(2025·北京顺义·一模)利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验,下列说法正确的是
( )
A.向左移动光源,相邻两个亮条纹中心间距变小
B.减小双缝之间的距离,相邻两个亮条纹中心间距变大
C.红色滤光片换成绿色滤光片,相邻两个亮条纹中心间距变大
D.为了减小实验偶然误差,必须测量相邻两个亮条纹中心间距
【答案】B
【详解】A.根据条纹间距表达式
可知,向左移动光源,相邻两个亮条纹中心间距不变,选
项A 错误;
B.根据条纹间距表达式
可知,减小双缝之间的距离,相邻两个亮条纹中心间距变大,选项B
正确;
C.根据条纹间距表达式
可知,红色滤光片换成绿色滤光片,波长变小,则相邻两个亮条纹
中心间距变小,选项C 错误;
D.为了减小实验偶然误差,应该测量多个亮条纹中心间距,然后取平均值,选项D 错误。
故选B。
29.(2025·山东济南·一模)如图所示,两块玻璃板左端搭在一起,右端夹住一金属小球,使两玻璃板间
形成一楔形薄空气膜。小球直径会随着温度的升高而增大,玻璃板受温度的影响忽略不计。现用激光
垂直照射玻璃板的上表面,会观察到明暗相间的干涉条纹。当温度逐渐升高时( )
A.干涉条纹的间距变小,条纹向左移动B.干涉条纹的间距变小,条纹向右移动
C.干涉条纹的间距变大,条纹向左移动D.干涉条纹的间距变大,条纹向右移动
【答案】A
【详解】当温度逐渐升高,小球直径会随着温度的升高而增大,空气膜的劈角变大,空气膜厚度差等
于半个波长的位置距离变小,所以相邻亮条纹间距应变小,条纹向左移动。
故选A。
30.(2025·北京朝阳·一模)用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光。
调整仪器,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距,可( )
A.将滤光片靠近单缝
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更大的双缝
【答案】C
【详解】根据条纹间距表达式
A.将滤光片靠近单缝,条纹间距不变,选项A 错误;
B.将屏向靠近双缝的方向移动,l 减小,则条纹间距减小,选项B 错误;
C.将屏向远离双缝的方向移动,l 变大,则条纹间距变大,选项C 正确;
D.使用间距更大的双缝,d 变大,则条纹间距减小,选项D 错误。
故选C。
31.(2025·河北廊坊·一模)片片雪花洋洋洒洒从天而降,摄影师透过微距镜头,将雪花美丽而梦幻的瞬
间留存下来。如图所示,利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像,图像中有一种彩色雪花,该
雪花内部有一夹着空气的薄冰层,使其呈彩色花纹。下列情景中与雪花呈彩色花纹原理相同的是(
)
A.利用光导纤维传递信息
B.阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹
C.观看3D 电影
D.泊松亮斑
【答案】B
【详解】A.利用光导纤维传递信息,实现光纤通信,是全反射现象,原理与该现象不相同,A 错误;
B.阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉,原理与该现象相同,B 正确;
C.电影院放映3D 影片,佩戴立体眼镜,形成立体效果,是光的偏振,原理与该现象不相同,C 错误;
D.泊松亮斑是光的衍射,原理与该现象不相同,D 错误。
故选B。
32.(2025·黑龙江·一模)双缝干涉实验的原理图如图所示,虚线为双缝a、b 的中垂线且垂直交光屏于O
点,单缝也位于虚线上。单色红光沿虚线从单缝射入,在光屏上形成稳定的干涉图样。下列说法正确
的是( )
A.保持单缝、双缝、光屏的位置不变,若在光屏与双缝间充满水,则光屏上的条纹间距会变大
B.保持单缝、光屏的位置不变,若将双缝向单缝靠近,则光屏上的条纹间距会变大
C.若将a 缝挡住,则光屏上不再呈现明暗相间的条纹
D.若将b 缝挡住,则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在O 点
【答案】B
【详解】A.保持单缝、双缝、光屏的位置不变,若在光屏与双缝间充满水,根据
,
可知,单色红光经过双缝后再水中的波长变小,根据
可知,光屏上的条纹间距会变小,故A 错误;
B.保持单缝、光屏的位置不变,若将双缝向单缝靠近,则双缝到光屏的距离变大,根据
可知,光屏上的条纹间距会变大,故B 正确;
C.若将a 缝挡住,则单色红光经过b 缝衍射后仍能形成明暗相间的条纹,故C 错误;
D.若将b 缝挡住,则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在a 缝与单缝连线在光屏上的交点,即在O 点
上方,故D 错误。
故选B。
33.(2025·陕西西安·一模)对于下列四幅图,以下说法不正确的是( )
A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中
光束在水珠中传播的速度一定大于
光束在水
珠中传播的速度
B.图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图,无论入射角增大到多少,出射光一
定与入射光平行
C.图丙中的M、N 是偏振片,P 是光屏,当M 固定不动缓慢转动N 时,光屏P 上的光亮度将明、暗交
替变化,此现象表明光是横波
D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在
此处一定是凸起的
【答案】D
【详解】A.由题图可知,复色光射入水珠后a 光的偏折程度小于b 光的偏折程度,则水珠对a 光的折
射率小于对b 光的折射率,根据
,可知
光束在水珠中传播的速度一定大于
光束在水珠中传播
的速度,故A 正确,不满足题意要求;
B.根据几何关系可知,单色光进入平行玻璃砖后在下表面的入射角等于上表面的折射角,所以单色
光在下表面的出射角等于上表面的入射角,即出射光一定与入射光平行,故B 正确,不满足题意要求;
C.只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故C 正确,不满足题意要求;
D.由于不知道被检测工件表面的放置方向,故不能判断此处是凸起还是凹陷的,故D 错误,满足题
意要求。
故选D。
电磁波
34.(2025·河南安阳·一模)关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.按动电视遥控器按钮时,遥控器指示灯呈红色,这是“红外线”的作用
B.对于同一介质,红光的折射率大于紫光的折射率
C.X 射线有很强的穿透本领,可以检查人体内部的器官
D.
射线可以由原子的内层电子产生
【答案】C
【详解】A.红外线是不可见光,A 错误;
B.频率越大,折射率越大,故紫光的折射率大于红光的折射率,B 错误;
C.X 射线有很强的穿透本领,可以检查人体内部的器官,C 正确;
D.
射线由原子核内部产生,不是由原子的内层电子产生,D 错误。
故选C。
35.(2025·天津河西·一模)不同电磁波由于具有不同的频率,因此具有不同的特性。a、b 两种单色光在
电磁波谱中的位置如图甲所示,由a、b 两种单色光组成的一束光由空气射向水面并发生折射的光路
图如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.折射光线Ⅱ是单色光b
B.逐渐增大入射角,单色光b 首先发生全反射
C.两种单色光由空气进入水中后,频率都变小
D.在水中,单色光a 的速度比单色光b 的速度大
【答案】D
【详解】A.由甲图可知,a 光的频率小于b 光的频率,故a 光的折射率小于b 光的折射率;由图乙可
知,两束光从空气向射入水中,入射角相同,折射光线Ⅱ的折射角大于折射光线I 的折射角,根据
可知折射光线Ⅱ的折射率小于折射光线I 的折射率,故折射光线Ⅱ是单色光a,故A 错误;
B.两束光都是从空气向射入水中,即从光疏介质到光密介质,不会发生全反射,故B 错误;
C.两种单色光由空气进入水中后,频率都不变,波长发生变化,故C 错误;
D.由A 项可知,a 光的折射率小于b 光的折射率,根据
可知在水中,单色光a 的速度比单色光b 的速度大,故D 正确。
故选D。
36.(2025·宁夏银川·一模)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列不属于电磁波应用的医用器械有
( )
A.杀菌用的紫外灯
B.治疗咽喉炎的超声波雾化器
C.拍胸片的X 光机
D.治疗肿瘤的“伽玛刀”
【答案】B
【详解】A.紫外灯的频率高,能量强,所以用于杀菌,属于电磁波的应用,故A 错误;
B.超声波雾化器是超声波的应用,与电磁波无关,故B 正确;
C.X 光的穿透能力较强,所以用于拍胸片,属于电磁波的应用,故C 错误;
D.治疗肿瘤的“伽玛刀”属于电磁波的应用,故D 错误。
故选B。
37.(2025·广东汕头·一模)今年我市打造智慧停车“汕头模式”。如图所示,智能停车位下埋有
振荡
电路组成的信号发射端。当车辆靠近时,相当于在线圈中插入铁芯,使线圈自感系数变大,引起
电路中的振荡电流频率变化,接收电路电流随之变化,实现智能计时。下列说法正确的是( )
A.当车辆靠近停车位时,
振荡电路中的振荡电流频率变小
B.当车辆离开停车位时,
振荡电路中的振荡电流频率变小
C.当电容器
进行充电时,
振荡电路中的振荡电流逐渐增大
D.当接收电路的固有频率与其收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的电流最强
【答案】AD
【详解】AB.根据LC 振动电路的频率
当汽车靠近时,线圈自感系数L 变大,
振荡电路中的振荡电流频率变小,当车辆离开停车位时,
线圈自感系数L 变小,
振荡电路中的振荡电流频率变大,A 正确,B 错误;
C.当电容器
进行充电时,
振荡电路中的振荡电流逐渐减小,C 错误;
D.当接收电路的固有频率与其收到的电磁波的频率相同时,这是电磁波接受原理中的电谐振现象,
与机械波中的共振相似,此时接收电路产生的振荡电流最强,D 正确。
故选AD。
38.(2025·安徽·一模)LC 振荡电路如图所示,某时刻,线圈中的磁场方向向下,且正在增强。P、Q 为电
容器的上下极板,a、b 为回路中的两点。已知LC 振荡电路的频率
,L 为电感,C 为电容,
对该时刻分析,下列说法正确的是( )
A.回路中电流的流向为b 到a
B.该时刻电流正在变大
C.P 板带负电,Q 板带正电
D.若在电容器中插入电介质板,则激发产生的电磁波波长将变小
【答案】B
【详解】A.
时刻,线圈中的磁场方向向下,由安培定则可知,电流流向为a 到b,A 错误;
BC.此时磁场正在增强,说明电场能正在向磁场能转化,电容器放电,电流变大,且可由电流流向判
断出P 板带正电,Q 板带负电,B 正确,C 错误;
D.若插入电介质板,
增大,由
可知C 增大,激发产生的电磁波频率f 减小,再由
可知,
增大,D 错误。
故选B。
39.(2025·重庆·一模)电磁波的发射和接收涉及电磁振荡题图是某LC 振荡电路,当电容器的电容为
、
线圈的电感为
时,电磁振荡的频率为
。要使电磁振荡的频率变为
,可行的措施是( )
A.仅使
B.仅使
C.仅使
D.仅使
【答案】CD
【详解】根据
振荡电路电磁振荡的频率公式
要使电磁振荡的频率变为
,可使
或仅使
。
故选CD。
40.(2025·湖南长沙·一模)为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等,某智能停车位通过预
埋在车位地面下方的
振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示,当车辆驶入车位时,相当于
在线圈中插入铁芯,使其自感系数变大,引起
电路中的振荡电流频率发生变化,计时器根据振荡
电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.
时刻,线圈
的磁场能为零
B.
时刻,电容器
带电量最大
C.
过程,电容器
带电量逐渐增大
D.由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
【答案】BD
【详解】A.
时刻电流最大,此时电容器中电荷量为零,电场能最小,磁场能最大,A 错误;
B.
时刻电流为零,此时电容器C 所带电量最大,B 正确;
C.
过程,电流逐渐增大,电场能逐渐转化为磁场能,电容器处于放电过程,电容器带电量逐渐
减小,C 错误;
D.由图乙可知,震荡电路的周期变小,根据
可知线圈自感系数变小,则汽车正驶离智能
停车位,故D 正确。
故选BD。