③寒假提升练-09 光2025年高二物理寒假衔接讲练 (人教版)

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☛第一层 巩固提升练（5大题型）
题型1 光的折射
题型2 全反射
题型3 光的干涉
题型4 光的衍射
题型5 光的偏振
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
光的折射
⭐积累与运用
1.折射率是一个反映介质的光学性质的物 理量。
2..定义式：与光速的关系式 (其中v 是光在介质中的传播速度)。任何介质的折射率都大于1。
①折射率由介质本身性质决定，与入射角的大 小无关。
②同一种介质中，频率越大的色光折射率越 大，传播速度越小。
1．（2024·云南大理·一模）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此介质对真空的折射率等于B．该单色光从真空进入介质后频率增大
C．折射角随入射角的增大而减小D．逐渐增大入射角，可能会发生全反射现象
2．（23-24高二下·青海·期末）如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。关于a光、b光和c光，下列说法正确的是（ ）
A．b光可能是红光
B．a光的频率大于c光的频率
C．b光的波长小于a光的波长
D．在玻璃砖中，a光的传播速度小于c光的传播速度
3．（2025·湖北·一模）“风雨过后方能见到彩虹”，彩虹形成的简化示意图如图所示。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是从水滴射出的两种单色光，则下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．在水滴中，a光的波长小于b光的波长
C．在水滴中，a光的折射率小于b光的折射率
D．在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度
全反射
⭐积累与运用
全反射
1.临界角
①定义：折射角为90°时的入射角叫作临界 角C。
②公式：光由折射率为n 的介质射入空气(或 真空)时，
2.条件
①光由光密介质射向光疏介质；
②入射角大于或等于临界角。
3.现象：入射角增大时，反射光强度增大，折射 光强度减弱。入射角增大到临界角C, 折射 角达90°,折射光强度为零，折射光完全 消失。
4．（2024·贵州遵义·一模）某匀质透明材料的横截面为半圆形，圆心为O。一激光束沿方向从空气中射入该材料，B为出射点。与界面夹角为，与法线夹角为，光在真空中传播速度为c，部分光路如图所示。则（ ）
A．该材料的折射率为
B．该材料的折射率为
C．若改变角，光可能在B点发生全反射
D．光束在该材料中的传播速度为
5．（23-24高一下·重庆沙坪坝·期末）一束由a、b两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，入射光束与玻璃三棱镜AB界面的夹角为，如图所示，则a、b两种单色光（ ）
A．玻璃三棱镜对单色光b的折射率较小
B．单色光a在玻璃三棱镜中的速度较大
C．增大，光束a先消失，然后是光束b
D．减小，光束b先消失，然后是光束a
（多选）6．（2024·浙江·一模）一个均匀的透明圆柱体切成横截面如图所示的柱体，一束平行光从空气垂直平面AB方向射入柱体，关于这束光初次在柱体内到达圆弧形界面ACB时，下列说法正确的是（ ）
A．从区域II入射的所有光线都不会发生全反射
B．从区域II入射的光线是否发生全反射与柱体的折射率有关
C．从区域I、III入射的所有光线都不会发生全反射
D．从区域I、III入射的光线是否发生全反射与柱体的折射率有关
光的干涉
⭐积累与运用
双缝干涉条纹判断
①相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：
对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹间距越大。
②亮暗条纹的判断方法：光源S₁、S₂ 发出的光到屏上P '点的路程差△r=r₂-r₁。
当△r=kλ(k=0,1,2,…) 时，光屏上P'处出 现亮条纹。
7．（2024·江苏镇江·模拟预测）在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（ ）
A．前者是光的衍射现象，后者是光的折射现象
B．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象
C．前者是光的干涉现象，后者时光的折射现象
D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象
8．（2024·广西·模拟预测）用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色滤光片，在光屏上形成了清晰的蓝色干涉条纹。现仅将光源与单缝之间的蓝色滤光片换为红色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹消失B．干涉条纹间距变大
C．中央条纹变成暗条纹D．彩色条纹中的红色条纹消失
（多选）9．（2025·湖南益阳·一模）如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，，镜面与光屏垂直。下列说法正确的是（ ）
A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小
B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
C．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距增大
D．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距不变
光的衍射
⭐积累与运用
1.发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸与 光的波长相差不多，甚至比光的波长还小。
2.单缝衍射与双缝干涉条纹的比较
单缝衍射
双缝干涉
条纹宽度
条纹宽度不等，中央最宽
条纹宽度相等
条纹间距
各相邻条纹间距 不等
各相邻条纹等间距
亮度
中央条纹最亮，两 边较暗
清晰条纹，亮度基本 相同
干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
10．（23-24高二下·福建三明·期末）下列关于光现象的解释正确的是（ ）
A．全息照相利用了光的衍射原理
B．荷叶上的露珠显得特别明亮是光的全反射现象
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可看到彩色条纹是光的偏振现象
D．观看立体电影时所戴的眼镜利用了光线衍射的原理
11．（23-24高二下·吉林·期末）有时我们能观察到日晕现象，如图甲所示，日晕是当太阳光线在卷层云中的冰晶折射时而产生的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的两种单色光。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率大于b光的频率
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大
C．分别用a、b两种光在相同条件做双缝干涉实验，a光得到的干涉条纹间距较窄
D．b光比a光更容易发生明显衍射现象
12．（23-24高二下·云南昭通·期末）下列关于光的现象说法正确的是（ ）
A．水面上漂着的油膜呈彩色，是光的干涉现象
B．相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振
C．泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性
D．雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象
光的偏振
⭐积累与运用
1.偏振光的定义：在垂直于光的传播方向上， 只沿某个特定的方向振动的光。
2.偏振光的形成：自然光通过偏振片；自然光 在两种介质的界面发生反射和折射。
3.偏振光的应用：照相机镜头前加偏振片、液 晶显示器、立体电影等。
4.光的偏振现象说明光是一种横波。
13．（23-24高二下·宁夏石嘴山·期末）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是（ ）
A．在光导纤维内传送图像是利用光的色散
B．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
C．观看立体电影时所戴的眼镜是利用光的偏振
D．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射
14．（23-24高二下·广西河池·期末）关于光的性质与应用，下列说法正确的是（ ）
A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射
B．内窥镜利用了多普勒效应
C．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
（多选）15．（23-24高一下·吉林长春·期末）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．肥皂膜看起来常常是彩色的，这是因为光的衍射
B．当光从光疏介质射入光密介质时，随着入射角增大，将会发生全反射现象
C．激光可以用来进行精确的测距，这是因为激光的平行度好
D．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤水面反射光，这说明光波是横波
1．（2024·广东韶关·模拟预测）如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（ ）
A．1．5B．C．D．无法确定
2．（2024·浙江金华·二模）如图所示，由a、b两种单色光组成的复色光由空气经过O点射入半径为R的半圆形玻璃砖，O点是半圆形玻璃砖的圆心，OB与AC垂直，玻璃对a光的折射率为，玻璃对b光的折射率为，且。下列叙述正确的是（ ）
A．随着θ角的增大，a光比b光先在下界面AOC发生全反射
B．改变θ角，在圆弧界面ABC上可能没有光线出射
C．改变θ角，在圆弧界面ABC上与OB的夹角正弦值大于的位置一定没有光线出射
D．光从O点到圆弧界面ABC射出，a光所需时间比b光一定长
3．（2025·云南昆明·模拟预测）彩虹是由阳光进入水滴，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。彩虹形成的示意图如图所示，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出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（ ）
A．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B．a光在水滴中的传播速度等于b光在水滴中的传播速度
C．a、b光在由空气进入水滴后波长变长
D．若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若a光能够发生全反射，则b光也一定能够发生全反射
4．（2025·四川泸州·一模）如图所示，一个半圆形玻璃砖可在纸面内绕过圆心O点的轴转动，一束单色光沿半径方向射入。当玻璃砖底面与光屏平行时，光束经玻璃砖射到光屏上的P点，测出入射光在O点与法线间的夹角，O点到光屏的垂直距离，P点距玻璃砖圆心O的距离。现保持入射光线不变，使玻璃砖绕O点顺时针转动，则（ ）
A．光透过玻璃砖射到光屏上的点在P点的左边
B．光透过玻璃砖射到光屏上的点在P点的右边
C．光透过玻璃砖射到光屏上的点仍然在P点
D．光屏上没有透过玻璃砖折射出的光点
5．（2024·浙江绍兴·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AB端面圆心O，恰好在玻璃丝的内侧面发生全反射，此时内侧面入射角为θ。下列说法正确的是（ ）
A．
B．玻璃丝只能传播特定频率的光
C．激光由空气中进入玻璃丝后，其波长不变
D．减小入射角α，激光在玻璃丝中仍能发生全反射
6．（2025·浙江·模拟预测）如图所示，横截面为圆环的柱形容器由折射率为n的玻璃制成，其外径为R1，内径为R2，MN为一条直径。有两束光线，其中光线A在纸平面内传播，从M点射向容器，经一次折射后，恰好与容器内壁相切，另一束光线B平行于MN射向容器，经过一次折射后，恰好在容器内壁发生全反射，则（ ）
A．光线A入射角的正弦值sini
B．光线A射入柱形容器后折射出去的时间为
C．光线B的入射角的正弦值sini'
D．光线B到MN的距离等于
7．（2024·全国·模拟预测）利用牛顿环可以测量微小位移。如图所示，将一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，入射光线分别在凸透镜下表面和平面玻璃上表面反射产生的光线发生干涉，已知在图示位置产生亮条纹，入射光线波长为，图中两次反射位置间的距离为，固定平面玻璃板，当向上平移凸透镜时，亮条纹将周期性出现，下列说法正确的是（ ）
A．两次反射位置间的距离满足
B．更换形状相同、折射率更大的凸透镜，点亮条纹可能消失
C．若将入射光波长调整为，则点仍为亮条纹
D．若向上移动距离为，点相邻两次出现亮条纹时，凸透镜移动的距离
8．（2024·四川巴中·一模）如图所示，一束复色光通过矩形玻璃砖后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光大
B．在玻璃砖中的传播速度，a光比b光小
C．若用b光照射某金属表面能发生光电效应，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应
D．通过同一双缝干涉演示仪，a光形成的条纹间距比b光的大
9．（2024·广东·模拟预测）光学技术在生产、生活中的应用越来越广泛，下列关于光学相关知识的说法正确的是（ ）
A．在照相机镜头前面加上滤光片可以减弱反射光，这是利用光的干涉现象
B．在照相机镜头上镀上一层膜可以增加光的透光性，这是利用光的干涉现象
C．X射线经过一狭缝照射到晶体在屏上得到晶体信息的斑点，说明光具有粒子性
D．泊松亮斑是光的干涉现象，有力地证明了光的波动性
10．（23-24高二下·湖南长沙·期末）以下现象能说明光具有粒子性的是（ ）
A．用紫外线照射锌板时有电子射出B．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色
C．光的偏振D．泊松亮斑
11．（2024·广东江门·模拟预测）如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图均来自物理课本，下列说法正确的是（ ）
A．图甲为同一装置产生的双缝干涉图像，b光的频率大于a光
B．图乙中立体电影原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
C．图丙中“水流导光”反映了光的衍射现象
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
12．（23-24高二下·山西太原·期末）下列选项正确的是（ ）
A．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距
B．激光与自然光相比，自然光更容易发生干涉现象
C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片
D．通过转动加装在相机镜头前的偏振滤光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰
（多选）13．（2024·北京朝阳·模拟预测）水中相同深度处有、、三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，在水下的像最深，照亮水面的面积比的大。关于这三种光在水中的性质，下列判断正确的有（ ）
A．光的频率最大B．光的折射率最小
C．光的传播速度最小D．光的波长比光的短
（多选）14．（23-24高二下·浙江宁波·期末）近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（ ）
A．图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚
B．图2描述的是卢瑟福的粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型
C．图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性
D．图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性
（多选）15．（2025·安徽·一模）水底灯是水中环境中常用的灯具之一，在夜间可以营造出非常美丽的水下场景、增加水下的浪漫感和视觉效果，营造出水下花园或水上酒店的气氛，也可以用来打造水下的音乐喷泉表演等。某公园水池底部安装了可视为点光源的A灯和B灯，两灯到水面的距离相等，如图所示，两灯发出不同颜色的光，分别为光a，光b，从每盏灯的正上方观察，发现A灯的视深大于B灯的视深，则下列说法正确的是（ ）
A．水对a光的折射率比对b光的折射率要小
B．在水中，b光的传播速度大于a光的传播速度
C．A灯照亮水面的面积大于B灯照亮的面积
D．将a和b光通过相同的双缝干涉装置、b光的干涉条纹间距较大
（多选）16．（2024·湖南长沙·模拟预测）1923年，31岁的路易·德布罗意在题为《光学——光量子、衍射和干涉》的论文中提出：在一定情形中，任一运动质点能够被衍射，后来被扩展为任意物质都具有波动性，即每一个运动的物质都与一个对应的波相联系，这种与物质相联系的波被称为德布罗意波。下列说法正确的是（ ）
A．电子束通过双缝后可以形成干涉图样
B．物质波的波长越长，其动量一定越小
C．中子穿过晶体时，一定可以发生明显的衍射现象
D．电子显微镜可用于观测物质的微观结构，说明电子具有波动性
17．（2024·全国·模拟预测）玻璃堆是一种获得全偏光的光学仪器。可见光是横波，当光从一种折射率为的介质射向另一种折射率为的介质时，反射光是部分偏振光，当入射角满足特定的角度时，反射光可获得线偏振光，这个角叫布儒斯特角，满足条件：反射光与折射光垂直。入射光经过玻璃堆后折射光也接近线偏振光。如图所示是玻璃堆中的一片玻璃。已知光在真空中的速度为，相对折射率为入射角，为折射角。
(1)当光从真空以布儒斯特角入射时，试求该玻璃的折射率。
(2)若该玻璃片的厚度为，试求光在玻璃中传播的时间（不考虑折射光的反射）。
（新应用）1．（2025·安徽·一模）如图所示为半圆柱体形玻璃砖的横截面，OD为直径。一束包含红、紫两种单色光的光束沿AO方向从直径上非常靠近O点位置射入柱体，并分别到达柱体表面的B、C两点。则下列说法中正确的是（ ）
A．两种颜色的光在玻璃中的传播速度大小相等
B．到达B点的光可能是红光
C．两束光在玻璃中分别到达B、C两点的传播时间不相等
D．在B、C两点中，若紫光能射出玻璃，则红光也能射出玻璃
（新情境）2．（23-24高二下·浙江丽水·期末）如图所示，某水池下方水平放置一直径为d=0.6m的圆环形发光细灯带，O点为圆环中心正上方，灯带到水面的距离h可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上光的强度。当灯带放在某一深度h1时，发现水面上形成两个以O为圆心的亮区，其中半径r1=1.2m的圆内光强更强，已知水的折射率，则（ ）
A．湖面能被照亮的区域半径为1.5m
B．若仅增大圆环灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大
C．灯带的深度
D．当时，湖面中央将出现暗区
（新考法）3．（2024·浙江·模拟预测）如图所示为一底边镀银的等腰直角三角形介质，直角边长为a。一细黄光束从O点平行底边AB入射，OA间距为0.2a。光束经AB边反射后，在BC边上D点射出介质，BD间距为0.05a，不考虑光在介质内的二次反射，则（ ）
A．该介质的折射率为
B．光束在介质中传播的时间为
C．仅将入射点下移，光束可能无法从BC边射出
D．仅将黄光束改为紫光束，光束可能无法从BC边射出
（新考法）（多选）4．（23-24高二下·湖南娄底·期末）在“天宫课堂”航天员王亚平老师在水球中注入一个气泡后，水球便成了透明空心水球，如图所示，水球中形成了一个正立一个倒立的两个像。假设透明空心水球内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与直线AO所成夹角i=60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．单色光在该材料中的传播时间为
B．单色光在水中的折射率为
C．只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于30°，就一定能够在内球面发生全反射
D．单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角