2025年高考物理壓軸訓(xùn)練卷18（含解析）

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練18一．選擇題（共10小題）1．（2024?鎮(zhèn)海區(qū)模擬）如圖所示，為半圓柱體玻璃的橫截面，為直徑，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿方向從真空射入玻璃，紫光和紅光分別從、點射出。下列說法中正確的是A．逐漸減小入射角，紫光先發(fā)生全反射 B．逐漸減小入射角，紅光先發(fā)生全反射 C．紅光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長 D．紫光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長2．（2024?蘇州校級二模）利用光在空氣薄膜的干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約為微米量級），實驗裝置如圖甲所示。和是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為；為待測金屬絲，直徑為；兩者中心間距為。實驗中用波長為的單色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖乙所示，測得相鄰條紋的間距為△。則以下說法正確的是A． B．與直徑相差越大，△越大 C．輕壓右端，若△增大則有 D．與直徑相等時可能產(chǎn)生圖乙中的干涉條紋3．（2024?邗江區(qū)模擬）用一束紅色激光照射單縫，光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象如圖所示，下列操作可使中央亮條紋變寬的是A．增大激光束的寬度 B．減小單縫的寬度 C．減小屏到單縫的距離 D．改用綠色激光照射4．（2024?浙江模擬）雙縫干涉的實驗裝置的截面圖如圖所示，光源到雙縫、的距離相等，是、連線中垂線與光屏的交點。若現(xiàn)在將該裝置中垂線以下的部分沒入水中，則原本處在點的亮條紋將會A．向上移動 B．向下移 C．不動 D．無法確定5．（2024?南京二模）為了裝點夜景，常在噴水池水下安裝彩燈。如圖甲所示，空氣水下有一點光源，同時發(fā)出兩種不同顏色的光和光，在水面上形成了一個有光射出的圓形區(qū)域，俯視如圖乙所示，環(huán)狀區(qū)域只有光，中間小圓為復(fù)色光，下列說法正確的是A．光發(fā)生全反射的臨界角大 B．光的頻率小于光 C．水對光的折射率大于對光的折射率 D．用同一裝置做雙縫干涉實驗，光條紋間距更小6．（2024?山東）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠與待測滾珠、放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是A．滾珠、均合格 B．滾珠、均不合格 C．滾珠合格，滾珠不合格 D．滾珠不合格，滾珠合格7．（2024?和平區(qū)模擬）潛水艇內(nèi)的人員為了觀察水面上的情況，需要升起潛望鏡，潛望鏡內(nèi)的主要光學(xué)元件是全反射棱鏡。如圖所示，為全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，甲、乙兩束單色光組成的光束垂直入射到面上，在面上發(fā)生了全反射。若保持入射點的位置不變，使光線繞點順時針轉(zhuǎn)動時，甲光先從面上射出，則關(guān)于甲、乙兩束光的說法正確的是A．在相同條件下做單縫衍射實驗，甲光的中央條紋寬度大 B．真空中甲光的傳播速度比乙光大 C．甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃磚上表面，甲光從下表面的出射光線與入射光線的間距大 D．甲、乙光分別照射同一光電管，都產(chǎn)生了光電效應(yīng)，甲光的遏止電壓大8．（2024?湖北模擬）水面下深處有一點光源，發(fā)出兩種不同顏色的光和，光在水面上形成了如圖所示的一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由、兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為光構(gòu)成的圓環(huán)。若光的折射率為，下列說法正確的是A．復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為 B．光從水中進入空氣中波長變短 C．在水中，光發(fā)生全反射的臨界角比光的小 D．用同一裝置做雙縫干涉實驗，光的干涉條紋比光的窄9．（2024?貴州）一種測量液體折射率的形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其光路如圖所示。設(shè)棱鏡和液體的折射率分別為、，光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為、，則A．， B．， C．， D．，10．（2024?龍崗區(qū)校級三模）如圖，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實驗，在失重環(huán)境下，往水球中央注入空氣，形成了一個明亮的氣泡。若入射光在氣泡表面的點恰好發(fā)生全反射，反射角為，光在真空中傳播速度為，則A．水的折射率 B．光在水球中的傳播速度 C．光從空氣進入水球，波長變短 D．光從空氣進入水球，頻率變大二．多選題（共6小題）11．（2025?邯鄲一模）如圖所示為半圓柱體玻璃的橫截面，為直徑，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿方向從真空射入玻璃，分別從、點射出。下列說法中正確的是A．從點射出的是紅光 B．在相同條件下，從點射出的光更容易發(fā)生衍射 C．兩束光從點射入，到從、點射出所用的時間相等 D．沿、折射的單色光的能量之和等于沿入射復(fù)色光的能量12．（2024?羅湖區(qū)校級模擬）某些為屏蔽電磁波設(shè)計的人工材料，其折射率為負值，稱為負折射率材料。電磁波從空氣射入這類材料時，折射定律和電磁波傳播規(guī)律仍然不變，但是折射波與入射波位于法線的同一側(cè)（此時折射角取負值）。如圖所示，波源發(fā)出的一束電磁波的入射角，經(jīng)負折射率的平板介質(zhì)材料后，從另一側(cè)面射出（圖中未畫出），已知平板介質(zhì)的厚度為，電磁波在真空中的傳播速度為，不考慮電磁波在介面處的反射，下列說法正確的是A．該電磁波的出射點位于法線的上方 B．電磁波射出平板的出射方向與射入平板的入射方向平行 C．電磁波由空氣進入平板介質(zhì)，波長變長 D．電磁波在平板介質(zhì)中的傳播時間為13．（2024?梅州模擬）利用光的干涉可以檢查工件表面的平整度，其裝置如圖甲所示，將一塊標(biāo)準(zhǔn)平板玻璃放置在待檢測平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩片玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋可能如圖乙、丙所示。以下說法正確的是A．若要使干涉條紋變密，可以增加墊的紙張數(shù)量 B．若要使干涉條紋變密，可以使用波長更長的單色光 C．若要使干涉條紋變密，可以向左移動紙片 D．圖丙條紋彎曲處對應(yīng)著待檢測平板玻璃有凹陷14．（2024?南開區(qū)二模）如圖甲所示，我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內(nèi)部形成一個同心球形氣泡。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為，由、、三種顏色的光組成的細復(fù)色光束在過球心的平面內(nèi)，從點以的入射角射入球中，、、三條折射光線如圖乙所示，其中光的折射光線剛好與液體球內(nèi)壁相切。下列說法正確的是A．該液體材料對光的折射率小于對光的折射率 B．光在液體球中的傳播速度最大 C．該液體材料對光的折射率為 D．若繼續(xù)增大入射角，光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球15．（2024?廣西）如圖，為單色光圖，發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上，從平面鏡反射的光相當(dāng)于在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源，設(shè)光源到平面鏡和到光屏的距離分別為和，，鏡面與光屏垂直，單色光波長為，下列說法正確的是A．光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為 B．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為 C．若將整套裝置完全浸入折射率為的蔗糖溶液中，此時單色光的波長變?yōu)?D．若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為△，則該液體的折射率為16．（2024?鄭州三模）如圖所示，一矩形玻璃磚，邊長為，邊長為，為邊的中點，一光屏緊貼玻璃磚右側(cè)豎直放置?，F(xiàn)有一紅色光源從玻璃磚底部點沿方向射出一細光束，光束與邊夾角為，恰好在光屏上的點接收到該光束，點到點的距離為。下列有關(guān)說法正確的是A．該玻璃磚對紅光的折射率 B．紅光從玻璃磚射出前后，頻率不變、速率變大 C．將光源移動到點，沿方向射出光束，上方光屏沒有光斑 D．在點用綠色光源沿方向射出光束，光屏上的光斑將在點上方三．填空題（共4小題）17．（2024?福建）鍍有反射膜的三棱鏡常用在激光器中進行波長的選擇。如圖，一束復(fù)色光以一定入射角進入棱鏡后，不同顏色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光輸出。若復(fù)色光含藍、綠光，已知棱鏡對藍光的折射率大于綠光，則藍光在棱鏡中的折射角（填“大于”“等于”或“小于”綠光的折射角；若激光器輸出的是藍光，當(dāng)要調(diào)為綠光輸出時，需將棱鏡以過入射點且垂直紙面的軸（填“順時針”或“逆時針”轉(zhuǎn)動一小角度。18．（2024?德陽模擬）德陽燈會歷來就有“川西燈會看德陽”之盛譽。時隔8年，第十五屆德陽燈會將于2024年2月2日至3月9日在德陽玄珠湖公園舉行，屆時240米吉尼斯龍燈旋連“三星堆寶藏”等1000余組彩燈共鑲“華燈盛宴”。如圖所示，深度足夠的、灌滿透明湖水的圓柱形玄珠湖直徑為，在湖面中央點正下方合適的位置處安裝綠色點光源（圖中未畫出），使得岸上的游客能看到整個湖面恰好都被照亮，已知湖水對綠光的折射率為。假如你就是“華燈盛宴”的設(shè)計師，請你幫安裝師傅設(shè)計出綠色光源的深度；若在點正下方再安裝一個紅色點光源，仍然要求恰好照亮整個湖面，則安裝的深度應(yīng)（選填“更深些”或“更淺些”；光從各自的波源出發(fā)，紅光到達湖面點處所用時間綠光到達湖面點處所用時間（選填“大于”、“等于”或“小于”。19．（2024?漳州三模）光纖準(zhǔn)直器是光通訊系統(tǒng)中的一種重要組件，它的作用是將光纖內(nèi)傳輸來的發(fā)散光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光（平行光），其簡化工作原理如圖所示，棱鏡的面為等腰三角形，從光纖一端射出三束相同的單色光、、，光與棱鏡的中心線重合，、光經(jīng)棱鏡折射后與中心線平行。已知棱鏡橫截面的底角和入射光與中心線的夾角均為，光在真空中的傳播速度為，則光進入棱鏡后的頻率（填“變大”、“變小”或“不變”，棱鏡對光的折射率為，光在棱鏡中的速度。20．（2023?思明區(qū)校級模擬）為幫助如圖（a）所示在井底正中央“坐井觀天”的青蛙拓寬視野，某同學(xué)設(shè)計了圖（b）所示的方案，在的圓柱形井中注滿透明液體。將青蛙視為質(zhì)點，則該方案中：注入液體的折射率（填“較大”或“較小”時，觀察范圍較大；當(dāng)注入液體的折射率等于時，觀察范圍最大。四．解答題（共5小題）21．（2024?廣東模擬）如圖所示，水面上有一半徑為的透明均質(zhì)球，上半球露出水面，下半球內(nèi)豎直中心軸上有紅色單色燈（可視為點光源），均質(zhì)球?qū)t色光的折射率分別為。為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射。（不考慮光線在球內(nèi)反射后的折射）（1）求紅燈到水面的最大距離；（2）若改為藍色燈，則藍燈在紅燈的上方還是下方？為什么？22．（2024?天心區(qū)校級模擬）隨著、智能車以及算力需求等爆發(fā)，有著“電子產(chǎn)品之母”之稱的電子級特種樹脂高速化發(fā)展。如圖所示為一電子產(chǎn)品取下的半徑為的半球形電子級特種樹脂，球心為點，點為半球面的頂點，且滿足與底面垂直。一束單色光平行于射向半球面的點，折射后在底面點（圖中未畫出）處恰好發(fā)生全反射，已知透明樹脂的折射率為，求：（1）點處入射角的正切值；（2）該束光在樹脂中從點傳播到點所用的時間。23．（2024?道里區(qū)校級模擬）一圓柱形透明介質(zhì)放在水平地面上，其橫截面如圖所示，點為圓心，半徑為，直徑豎直，右側(cè)半圓面鍍銀。一光線從離地高度為的點水平向右射入介質(zhì)，在鍍銀處發(fā)生一次反射后射出介質(zhì)，且射出時光線水平向左，已知光在真空中的傳播速度為。（1）畫出光在介質(zhì)中傳播的光路圖并求介質(zhì)的折射率；（2）求光在介質(zhì)中傳播的時間。24．（2024?泰安三模）一塊玻璃磚平放在水平桌面上，其橫截面如圖所示，，，，、兩側(cè)面分別鍍銀，一束平行于方向的單色光從、兩側(cè)面射入玻璃磚，其中從側(cè)面入射的光線在玻璃磚內(nèi)經(jīng)多次折射與反射后仍從側(cè)面平行于方向射出玻璃磚。已知光在真空中傳播的速度為，求：（1）玻璃磚的折射率；（2）光在玻璃磚中的最長傳播時間。25．（2024?山東）某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為點，半徑為；直角三棱鏡邊的延長線過點，邊平行于邊且長度等于，。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以角入射到邊發(fā)生折射，折射光線垂直邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。（1）求；（2）以角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧可以發(fā)生全反射，求光線在上入射點（圖中未標(biāo)出）到點距離的范圍。

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練18參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?鎮(zhèn)海區(qū)模擬）如圖所示，為半圓柱體玻璃的橫截面，為直徑，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿方向從真空射入玻璃，紫光和紅光分別從、點射出。下列說法中正確的是A．逐漸減小入射角，紫光先發(fā)生全反射 B．逐漸減小入射角，紅光先發(fā)生全反射 C．紅光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長 D．紫光在半圓柱體玻璃中傳播的時間較長【答案】【解答】、紫光的折射率較大，根據(jù)臨界角公式可知，紫光的臨界角較小，而紫光射到玻璃內(nèi)表面時入射角較大，所以逐漸減小入射角時，紫光先發(fā)生全反射，故正確，錯誤；、設(shè)任一光在點的折射角為，則光在玻璃中傳播距離為傳播時間為光在介質(zhì)中的傳播速度為在點，結(jié)合折射定律有聯(lián)立整理得，可見與無關(guān)，所以紫光和紅光在半圓柱體中傳播時間相同，同時從半圓柱體玻璃中射出，故錯誤。故選：。2．（2024?蘇州校級二模）利用光在空氣薄膜的干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約為微米量級），實驗裝置如圖甲所示。和是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為；為待測金屬絲，直徑為；兩者中心間距為。實驗中用波長為的單色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖乙所示，測得相鄰條紋的間距為△。則以下說法正確的是A． B．與直徑相差越大，△越大 C．輕壓右端，若△增大則有 D．與直徑相等時可能產(chǎn)生圖乙中的干涉條紋【答案】【解答】、設(shè)兩標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶之間的夾角為，由題圖可得：由空氣薄膜干涉的條件可知又聯(lián)立解得：，故正確；、由上述分析可知，與直徑相差越大，越大，△越小，錯誤；、輕壓右端，若△增大，則減小，說明，故錯誤；、當(dāng)與直徑相等時，，空氣薄膜的厚度處處相等，不能形成圖乙中的干涉條紋，故錯誤。故選：。3．（2024?邗江區(qū)模擬）用一束紅色激光照射單縫，光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象如圖所示，下列操作可使中央亮條紋變寬的是A．增大激光束的寬度 B．減小單縫的寬度 C．減小屏到單縫的距離 D．改用綠色激光照射【答案】【解答】、單縫衍射的條紋寬度與單縫寬度、單縫到屏的距離、光的波長有關(guān)，與激光束的寬度無關(guān)，與屏到單縫的距離無關(guān)，故錯誤，正確；、綠光的波長小于紅光的波長，所以改用綠光照射，會使中央亮條紋變窄，故錯誤。故選：。4．（2024?浙江模擬）雙縫干涉的實驗裝置的截面圖如圖所示，光源到雙縫、的距離相等，是、連線中垂線與光屏的交點。若現(xiàn)在將該裝置中垂線以下的部分沒入水中，則原本處在點的亮條紋將會A．向上移動 B．向下移 C．不動 D．無法確定【答案】【解答】由于水的折射，光在水中傳播時，速度變小，根據(jù)可知波長變短。光源發(fā)出的光通過狹縫到達點的光程比通過到達點的光程大，由于中央亮條紋到兩個光源的光程相等，因此中央亮紋將向下移動，故正確，錯誤。故選：。5．（2024?南京二模）為了裝點夜景，常在噴水池水下安裝彩燈。如圖甲所示，空氣水下有一點光源，同時發(fā)出兩種不同顏色的光和光，在水面上形成了一個有光射出的圓形區(qū)域，俯視如圖乙所示，環(huán)狀區(qū)域只有光，中間小圓為復(fù)色光，下列說法正確的是A．光發(fā)生全反射的臨界角大 B．光的頻率小于光 C．水對光的折射率大于對光的折射率 D．用同一裝置做雙縫干涉實驗，光條紋間距更小【答案】【解答】、因為環(huán)狀區(qū)域只有光，中間小圓為復(fù)色光，說明光在環(huán)狀區(qū)域發(fā)生了全反射現(xiàn)象，說明光的臨界角小于光的臨界角，故錯誤；、根據(jù)可知光的折射率大于光的折射率，所以光的頻率大于光的頻率，根據(jù)可知，光的波長較短，根據(jù)雙縫干涉條件間距公式可知，用同一裝置做雙縫干涉實驗，光條紋間距更小，故正確，錯誤。故選：。6．（2024?山東）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠與待測滾珠、放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是A．滾珠、均合格 B．滾珠、均不合格 C．滾珠合格，滾珠不合格 D．滾珠不合格，滾珠合格【答案】【解答】單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍；根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋各處空氣層的厚度相同，光的波程差相等，即滾珠的直徑與滾珠的相等，滾珠合格；不同的干涉條紋位置空氣層的厚度不同，光的波程差不同，即滾珠的直徑與滾珠的直徑不相等，則滾珠的直徑不合格。綜上分析，錯誤，正確。故選：。7．（2024?和平區(qū)模擬）潛水艇內(nèi)的人員為了觀察水面上的情況，需要升起潛望鏡，潛望鏡內(nèi)的主要光學(xué)元件是全反射棱鏡。如圖所示，為全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，甲、乙兩束單色光組成的光束垂直入射到面上，在面上發(fā)生了全反射。若保持入射點的位置不變，使光線繞點順時針轉(zhuǎn)動時，甲光先從面上射出，則關(guān)于甲、乙兩束光的說法正確的是A．在相同條件下做單縫衍射實驗，甲光的中央條紋寬度大 B．真空中甲光的傳播速度比乙光大 C．甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃磚上表面，甲光從下表面的出射光線與入射光線的間距大 D．甲、乙光分別照射同一光電管，都產(chǎn)生了光電效應(yīng)，甲光的遏止電壓大【答案】【解答】、因為甲光先從面上射出，所以甲光的臨界角大，則甲光的折射率小，甲光的頻率小，甲光的波長長，所以在相同條件下做單縫衍射實驗，甲光的波長長，則中央條紋寬度大，故正確；、真空中甲光的傳播速度等于乙光的傳播速度，故錯誤；甲、乙以相同方向斜射入平行玻璃磚上表面，甲光的折射率小，則折射角大，則甲光從下表面的出射光線與入射光線的間距小，故錯誤；、甲光的折射率大，則甲光的頻率小，根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程有可知甲光的遏止電壓大小故錯誤。故選：。8．（2024?湖北模擬）水面下深處有一點光源，發(fā)出兩種不同顏色的光和，光在水面上形成了如圖所示的一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由、兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為光構(gòu)成的圓環(huán)。若光的折射率為，下列說法正確的是A．復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為 B．光從水中進入空氣中波長變短 C．在水中，光發(fā)生全反射的臨界角比光的小 D．用同一裝置做雙縫干涉實驗，光的干涉條紋比光的窄【答案】【解答】作出兩光線的光路如圖所示：根據(jù)臨界角公式根據(jù)數(shù)學(xué)知識復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為代入數(shù)據(jù)解得，故正確；光在水中的傳播速度根據(jù)波長波速和頻率的關(guān)系光的頻率不變，光從水中射入空氣，折射率變小，光的波長變長，故錯誤；根據(jù)數(shù)學(xué)知識，光在水面上形成的圓形亮斑面積較大，光的臨界角較大，因此光發(fā)生全反射的臨界角比光的大，故錯誤；根據(jù)臨界角公式可知，水對光的折射率較小，即根據(jù)頻率和折射率的關(guān)系可知根據(jù)波長和頻率的關(guān)系，可知根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式因此△△，故錯誤。故選：。9．（2024?貴州）一種測量液體折射率的形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其光路如圖所示。設(shè)棱鏡和液體的折射率分別為、，光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為、，則A．， B．， C．， D．，【答案】【解答】光從棱鏡進入空氣的入射角為，折射角為；根據(jù)折射定律由于，因此某種液體入射角為，折射角為，棱鏡對某種液體的折射率為；根據(jù)折射定律由于，因此，光相當(dāng)于棱鏡的折射率大于光相對于某種液體的折射率，即；根據(jù)折射率公式，光在棱鏡中的傳播速度光在某種介質(zhì)中的傳播速度聯(lián)立可知綜上分析，故正確，錯誤。故選：。10．（2024?龍崗區(qū)校級三模）如圖，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實驗，在失重環(huán)境下，往水球中央注入空氣，形成了一個明亮的氣泡。若入射光在氣泡表面的點恰好發(fā)生全反射，反射角為，光在真空中傳播速度為，則A．水的折射率 B．光在水球中的傳播速度 C．光從空氣進入水球，波長變短 D．光從空氣進入水球，頻率變大【答案】【解答】、入射光在氣泡表面的點恰好發(fā)生全反射，反射角為，根據(jù)反射定律可知入射角為，則臨界角為，水的折射率為，故錯誤；、根據(jù)得光在水球中的傳播速度為，故錯誤；、光從空氣進入水球，波速變小，頻率不變，根據(jù)可知波長變短，故正確，錯誤。故選：。二．多選題（共6小題）11．（2025?邯鄲一模）如圖所示為半圓柱體玻璃的橫截面，為直徑，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿方向從真空射入玻璃，分別從、點射出。下列說法中正確的是A．從點射出的是紅光 B．在相同條件下，從點射出的光更容易發(fā)生衍射 C．兩束光從點射入，到從、點射出所用的時間相等 D．沿、折射的單色光的能量之和等于沿入射復(fù)色光的能量【答案】【解答】、紅光的折射率小于紫光的折射率，紅光和紫光的入射角相同，根據(jù)折射定律可知，紅光的折射角大于紫光的折射角，所以從點射出的是紅光，從點射出的是紫光，故錯誤；、從點射出的光是紅光，紅光波長較長，更容易發(fā)生衍射，故正確；、作出光路圖，如圖所示。光從點傳到玻璃內(nèi)表面的傳播距離為則光從點傳到玻璃內(nèi)表面的傳播時間為由此可知，兩束光從點射入，到從、點射出所用的時間相等，故正確；、光在空氣與玻璃的分界面上既有折射也有反射，反射光也有能量，根據(jù)能量守恒定律可知，沿、折射的單色光的能量之和小于沿入射復(fù)色光的能量，故錯誤。故選：。12．（2024?羅湖區(qū)校級模擬）某些為屏蔽電磁波設(shè)計的人工材料，其折射率為負值，稱為負折射率材料。電磁波從空氣射入這類材料時，折射定律和電磁波傳播規(guī)律仍然不變，但是折射波與入射波位于法線的同一側(cè)（此時折射角取負值）。如圖所示，波源發(fā)出的一束電磁波的入射角，經(jīng)負折射率的平板介質(zhì)材料后，從另一側(cè)面射出（圖中未畫出），已知平板介質(zhì)的厚度為，電磁波在真空中的傳播速度為，不考慮電磁波在介面處的反射，下列說法正確的是A．該電磁波的出射點位于法線的上方 B．電磁波射出平板的出射方向與射入平板的入射方向平行 C．電磁波由空氣進入平板介質(zhì)，波長變長 D．電磁波在平板介質(zhì)中的傳播時間為【答案】【解答】．折射波與入射波位于法線的同一側(cè)，則電磁波在材料中折射方向位于法線的下方，所以該電磁波的出射點位于法線的下方，故錯誤；．根據(jù)折射規(guī)律，結(jié)合光路可逆原理，可知電磁波的出射方向與電磁波入射到平板介質(zhì)的方向平行，故正確；．根據(jù)，則電磁波由空氣進入平板介質(zhì)，波長變短，故錯誤；．根據(jù)得折射光線與法線夾角為光在平板介質(zhì)中的速度為，則電磁波在平板介質(zhì)中的傳播時間為故正確。故選：。13．（2024?梅州模擬）利用光的干涉可以檢查工件表面的平整度，其裝置如圖甲所示，將一塊標(biāo)準(zhǔn)平板玻璃放置在待檢測平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩片玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋可能如圖乙、丙所示。以下說法正確的是A．若要使干涉條紋變密，可以增加墊的紙張數(shù)量 B．若要使干涉條紋變密，可以使用波長更長的單色光 C．若要使干涉條紋變密，可以向左移動紙片 D．圖丙條紋彎曲處對應(yīng)著待檢測平板玻璃有凹陷【答案】【解答】．經(jīng)空氣薄膜上下表面分別反射的兩列光是相干光源，設(shè)此處的空氣層厚度為，其光程差△即光程差是空氣層厚度的2倍，當(dāng)光程差△此處出現(xiàn)亮條紋，因此相鄰亮條紋之間的空氣層厚度差一定為，增加紙張數(shù)量后，空氣層的傾角變大，則相鄰亮紋（或暗紋）之間的間距變小，因此干涉條紋變密，故正確；．使用波長更長的單色光，相鄰亮紋（或暗紋）之間的間距變大，因此干涉條紋變疏，故錯誤；．向左移動紙片，空氣層的傾角變大，則相鄰亮紋（或暗紋）之間的間距變小，因此干涉條紋變密，故正確；．空氣劈尖干涉是等厚干涉，即同一條紋對應(yīng)的劈尖厚度相同，故該亮紋所對應(yīng)的下方空氣膜厚度不變，則圖丙條紋彎曲處對應(yīng)著待檢測平板玻璃有凸起，故錯誤。故選：。14．（2024?南開區(qū)二模）如圖甲所示，我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內(nèi)部形成一個同心球形氣泡。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為，由、、三種顏色的光組成的細復(fù)色光束在過球心的平面內(nèi)，從點以的入射角射入球中，、、三條折射光線如圖乙所示，其中光的折射光線剛好與液體球內(nèi)壁相切。下列說法正確的是A．該液體材料對光的折射率小于對光的折射率 B．光在液體球中的傳播速度最大 C．該液體材料對光的折射率為 D．若繼續(xù)增大入射角，光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球【答案】【解答】．由圖乙可知，光在液體材料中的折射角最小，光的折射角最大，由折射定律，可知該液體材料對光的折射率大于對光的折射率，且該液體材料對光的折射率最小，故錯誤；．光的折射率最小；由可知光在液體球中的傳播速度最大，故正確；．由圖乙結(jié)合幾何關(guān)系可得，光在液體材料中的折射角由折射率可得該液體材料對光的折射率為，故正確；．若繼續(xù)增大入射角，光的折射角增大，光線遠離同心球形氣泡，光線從液體材料射出時的入射角與射入液體材料時的折射角大小相等，根據(jù)光的可逆性可知不會發(fā)生全反射，故錯誤。故選：。15．（2024?廣西）如圖，為單色光圖，發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上，從平面鏡反射的光相當(dāng)于在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源，設(shè)光源到平面鏡和到光屏的距離分別為和，，鏡面與光屏垂直，單色光波長為，下列說法正確的是A．光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為 B．光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為 C．若將整套裝置完全浸入折射率為的蔗糖溶液中，此時單色光的波長變?yōu)?D．若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為△，則該液體的折射率為【答案】【解答】光源直接發(fā)出的光和被平面鏡反射的光實際上是同一列光，故是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看作雙縫干涉，雙縫之間的距離為，則，而光源到光屏的距離看以看作雙孔屏到像屏距離；根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式，故正確，錯誤；光從空氣進入蔗糖溶液，根據(jù)折射率公式，光的傳播速度光從空氣中進入蔗糖溶液，光的頻率不變，根據(jù)波長、頻率和波速的關(guān)系光在蔗糖溶液中的波長，故錯誤；單色光的頻率單色光在某種透明介質(zhì)中的傳播速度光在某種透明介質(zhì)中的波長根據(jù)雙縫公式條紋間距公式解得該透明溶液的折射率，故正確。故選：。16．（2024?鄭州三模）如圖所示，一矩形玻璃磚，邊長為，邊長為，為邊的中點，一光屏緊貼玻璃磚右側(cè)豎直放置?，F(xiàn)有一紅色光源從玻璃磚底部點沿方向射出一細光束，光束與邊夾角為，恰好在光屏上的點接收到該光束，點到點的距離為。下列有關(guān)說法正確的是A．該玻璃磚對紅光的折射率 B．紅光從玻璃磚射出前后，頻率不變、速率變大 C．將光源移動到點，沿方向射出光束，上方光屏沒有光斑 D．在點用綠色光源沿方向射出光束，光屏上的光斑將在點上方【答案】【解答】由于，則折射角，根據(jù)折射率的公式有，故錯誤；同一光束在不同的介質(zhì)中頻率不變，速度變化。由于紅光是從光密介質(zhì)傳播到光疏介質(zhì)，根據(jù)可知傳播速度變大，故正確；對于玻璃磚，紅光發(fā)生全反射的臨界角可得，其臨界角當(dāng)光源移到點，入射角為，剛好發(fā)生全反射，故正確；玻璃磚對綠光的折射率大于對紅光的折射率，故對應(yīng)的折射角偏大，光屏上的光斑應(yīng)在點的下方，故錯誤。故選：。三．填空題（共4小題）17．（2024?福建）鍍有反射膜的三棱鏡常用在激光器中進行波長的選擇。如圖，一束復(fù)色光以一定入射角進入棱鏡后，不同顏色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光輸出。若復(fù)色光含藍、綠光，已知棱鏡對藍光的折射率大于綠光，則藍光在棱鏡中的折射角小于（填“大于”“等于”或“小于”綠光的折射角；若激光器輸出的是藍光，當(dāng)要調(diào)為綠光輸出時，需將棱鏡以過入射點且垂直紙面的軸（填“順時針”或“逆時針”轉(zhuǎn)動一小角度?！敬鸢浮啃∮?，逆時針。【解答】根據(jù)折射定律可得，由于透鏡對藍光折射率大于綠光，則透鏡中藍光折射角小于綠光折射角；若此時激光為藍光，要變?yōu)榫G光，根據(jù)，由于綠光的折射率較小，為了保證折射角不變，則入射角應(yīng)減小，即逆時針改變?nèi)肷浣?。故答案為：小于，逆時針。18．（2024?德陽模擬）德陽燈會歷來就有“川西燈會看德陽”之盛譽。時隔8年，第十五屆德陽燈會將于2024年2月2日至3月9日在德陽玄珠湖公園舉行，屆時240米吉尼斯龍燈旋連“三星堆寶藏”等1000余組彩燈共鑲“華燈盛宴”。如圖所示，深度足夠的、灌滿透明湖水的圓柱形玄珠湖直徑為，在湖面中央點正下方合適的位置處安裝綠色點光源（圖中未畫出），使得岸上的游客能看到整個湖面恰好都被照亮，已知湖水對綠光的折射率為。假如你就是“華燈盛宴”的設(shè)計師，請你幫安裝師傅設(shè)計出綠色光源的深度；若在點正下方再安裝一個紅色點光源，仍然要求恰好照亮整個湖面，則安裝的深度應(yīng)（選填“更深些”或“更淺些”；光從各自的波源出發(fā)，紅光到達湖面點處所用時間綠光到達湖面點處所用時間（選填“大于”、“等于”或“小于”?！敬鸢浮浚鼫\些，小于?！窘獯稹坑扇瓷渲R可知，當(dāng)光發(fā)生全反射時，設(shè)臨界角為，如圖則有解得若換成發(fā)出紅光的點光源，頻率更小，折射率更小，仍然要求恰好照亮整個湖面，則安裝的深度應(yīng)更淺些光在水中的速度為，因為紅光的折射率小于紫光的折射率，所以紅光在水中的速度大于綠光在水中的速度，又因為紅光較淺，所以紅光的路程較小，則紅光到達湖面點處所用時間小于綠光到達湖面點處所用時間。故答案為：，更淺些，小于。19．（2024?漳州三模）光纖準(zhǔn)直器是光通訊系統(tǒng)中的一種重要組件，它的作用是將光纖內(nèi)傳輸來的發(fā)散光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光（平行光），其簡化工作原理如圖所示，棱鏡的面為等腰三角形，從光纖一端射出三束相同的單色光、、，光與棱鏡的中心線重合，、光經(jīng)棱鏡折射后與中心線平行。已知棱鏡橫截面的底角和入射光與中心線的夾角均為，光在真空中的傳播速度為，則光進入棱鏡后的頻率不變（填“變大”、“變小”或“不變”，棱鏡對光的折射率為，光在棱鏡中的速度?！敬鸢浮坎蛔儯?；?！窘獯稹抗鈴囊环N介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變，所以光進入棱鏡后的頻率不變；根據(jù)幾何關(guān)系，光在棱鏡上側(cè)面的入射角為光在棱鏡上側(cè)面的折射角為：根據(jù)折射定律，棱鏡對光的折射率為：解得：；光在棱鏡中的速度為：。故答案為：不變；；。20．（2023?思明區(qū)校級模擬）為幫助如圖（a）所示在井底正中央“坐井觀天”的青蛙拓寬視野，某同學(xué)設(shè)計了圖（b）所示的方案，在的圓柱形井中注滿透明液體。將青蛙視為質(zhì)點，則該方案中：注入液體的折射率較大（填“較大”或“較小”時，觀察范圍較大；當(dāng)注入液體的折射率等于時，觀察范圍最大?！窘獯稹咳鐖D所示觀察范圍越大，則越大，根據(jù)折射定律可知注入液體的折射率較大時，觀察范圍較大；根據(jù)可得得則解得當(dāng)時，有故當(dāng)注入液體的折射率大于時，觀察范圍不再增大故答案為：較大；四．解答題（共5小題）21．（2024?廣東模擬）如圖所示，水面上有一半徑為的透明均質(zhì)球，上半球露出水面，下半球內(nèi)豎直中心軸上有紅色單色燈（可視為點光源），均質(zhì)球?qū)t色光的折射率分別為。為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射。（不考慮光線在球內(nèi)反射后的折射）（1）求紅燈到水面的最大距離；（2）若改為藍色燈，則藍燈在紅燈的上方還是下方？為什么？【答案】（1）紅燈到水面的最大距離為；（2）藍燈應(yīng)該在紅燈的上方，理由見解析?！窘獯稹浚?）當(dāng)折射角最大達到臨界角時，光線垂直水面折射出去，光路圖如圖所示根據(jù)全反射定律和幾何關(guān)系可知解得（2）藍燈應(yīng)該在紅燈的上方；藍光的折射率大于紅光的折射率，根據(jù)（1）問結(jié)果可知答：（1）紅燈到水面的最大距離為；（2）藍燈應(yīng)該在紅燈的上方，理由見解析。22．（2024?天心區(qū)校級模擬）隨著、智能車以及算力需求等爆發(fā)，有著“電子產(chǎn)品之母”之稱的電子級特種樹脂高速