最新-五年高校自主招生试题物理精选分类解析-专题14-光学-Word版含解析资料

专题14光学一、单选题1(2023·山东·统考高考真题)如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。

G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。

用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。

已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是()A.劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B.劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C.劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D.劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动【答案】A【详解】由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。

故选A。

2(2023·北京·统考高考真题)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的()A.偏振现象B.衍射现象C.干涉现象D.全反射现象【答案】C【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。

故选C。

3(2023·江苏·统考高考真题)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。

下列光路图中能描述该现象的是()A. B.C. D.【答案】A【详解】根据折射定律n 上sin θ上=n 下sin θ下由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n 下>n 上，则θ下逐渐减小，画出光路图如下则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。

故选A 。

4(2023·江苏·统考高考真题)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。

则双缝间的距离变为原来的()A.13倍 B.12倍 C.2倍D.3倍【答案】B【详解】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx =L dλ由题图知Dx 乙=2Dx 甲则d 乙=12d 甲故选B 。

光学折射和全反射的综合问题掌握光的折射定律和折射率，并会计算相应的习题；掌握光的全反射现象及其产生的条件，并会用进行相关计算，了解光纤的工作原理；掌握光的干涉、衍射和偏振现象和对应的产生条件；会根据干涉条纹进行简单的计算。

核心考点01光的反射和折射一、光的反射 (3)二、光的折射 (3)三、折射率 (3)核心考点02 全反射 (5)一、光密介质和光疏介质 (5)二、全反射 (5)三、三种光学模型的光路特点 (6)四、光的折射和全反射问题的解题要点 (7)五、光的色散 (8)核心考点03光的干涉、衍射和偏振 (8)一、光的干涉 (9)二、光的衍射 (11)三、光的偏振 (13)核心考点01 光的反射和折射一、光的反射1、定义光从第1种介质射到它与第2种介质的时，一部分光会到第1种介质的现象。

分子的质量：数量级为10-26 kg。

2、反射定律反射光线与光线、处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的。

反射角入射角。

【注意】对于每一条入射光线，反射光线是唯一的，在反射现象中光路是可逆的。

3、图像二、光的折射1、定义光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向的现象叫光的折射。

2、折射定律折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

表达式：sinθ1sinθ2＝n12，式中n12是比例常数。

3、光路可逆性在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。

如果让光线逆着出射光线射到界面上，光线就会原来的入射光线出射。

4、图像三、折射率1、定义光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的 与折射角的 之比，叫这种介质的折射率。

2、定义式n ＝sin θ1sin θ2。

折射率，光从真空射入到该介质时偏折 。

3、意义反映介质的光学性质的物理量。

4、折射率的理解某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 跟光在这种介质中的传播速度v 之比，即vc n =，因v c >，所以任何介质的折射率n 都大于1。

高水平大学自主选拔学业能力测试（华约）物理真题一．选择题（每题3分）带有等量异电荷旳板状电容器不是平行放置旳, 下图像中旳电场线描绘对旳旳是（）一铜板暴露在波长旳紫外线中, 观测到有电子从铜板表面逸出。

当在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为15V/m旳电场时, 电子能运动到距板面旳最大距离为10cm。

已知光速c与普朗克常数h旳乘积为, 则铜板旳截止波长约为（）A.240nmB.260nmC.280nmD.300nm若实心玻璃管长40cm, 宽4cm, 玻璃旳折射率为, 光从管旳左端正中心射入, 则光最多可以在管中反射几次（）A.5B.6C.7D.8已知两电源旳电动势, 当外电路电阻为R时, 外电路消耗功率恰好相等。

当外电路电阻将为时, 电源为时对应旳外电路功率, 电源为时对应旳外电路功率, 电源旳内阻为, 电源旳内阻为。

则（）A. ,B. ,C. ,D. ,如图所示, 绝热容器旳气体被绝热光滑密封活塞分为两部分A.B, 已知初始状态下A.B 两部分体积、压强、温度均相等, A中有一电热丝对A部分气体加热一段时间, 稳定后（）1. A.A气体压强增长, 体积增大, 温度不变B、B气体旳温度升高, B中分子运动加剧C.B气体旳体积减小, 压强增大D、A气体旳内能变化量等于B气体旳内能变化量如图, 一简谐横波沿x轴正方向传播, 图中实线为t=0时刻旳波形图, 虚线为t=0.286s时刻旳波形图。

该波旳周期T和波长也许对旳旳是（）2. A.0.528s, 2m B.0.528s, 4m C.0.624s, 2m D.0.624s, 4m铁路上使用一种电磁装置向控制中心传播信号以确定火车旳位置, 能产生均匀磁场旳磁铁安装在火车首节车厢下面, 如图所示（俯视图）。

当它通过安装在两铁轨间旳线圈时, 便会产生一种信号, 通过和线圈相连旳电压传感器被控制中心接受, 从而确定火车旳位置。

现一辆火车以加速度a驶来, 则电压信号有关时间旳图像为（）二．试验题（12分）运用光电计时器测量重力加速度旳试验装置如图。

专题14光学B.换用红色激光照双缝增大纸板与墙面的距离D.减小光源与纸板的距离C.甲中光线的传播速度大 D.甲临界角大，根据折射定律可知>n n 甲乙，故甲浓度大；根据可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。

故选B.滚珠b、c均不合格D.滚珠b不合格，滚珠c合格单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，点B.θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失面发生全反射D.θ逐渐减小时，两束光在【解析】红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为2l aλB．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为l aλn 的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为θ=︒，光线c消失B．若45D．若入射光a变为紫光，光线【解析】根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为6011<H光的中央明条纹宽度宽照射同一单缝衍射装置，δH光的侧移量小以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，δ向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。

所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设，代入双缝干涉公式lxdλ∆=，可得2lxλ∆=向左）略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不错误；同理再次画出光路图有向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。

该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：单色光类别1/mm x 6/mm x 单色光110.6018.64①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB'，交点为O。

一．选择题1．（2013北约自主招生）人在平面镜前看到站在自己身边朋友在镜中的像时，虽然上下不颠倒，左右却互换了。

今将两块相互平行的平面反射镜如图放置，观察者A 在图示右侧位置可看到站在图示左侧位置的朋友B，则A 看到的像必定是( )A．上下不颠倒，左右不互换B．上下不颠倒，左右互换C．上下颠倒，左右不互换D．上下颠倒，左右互换【参考答案】：A【名师解析】：根据平面镜成像规律，A 看到的像必定是上下不颠倒，左右不互换，选项A正确。

【点评】此题所示装置实际上是潜望镜。

此题考查平面镜成像，难度不大。

2．图中L为一薄凸透镜，ab为一发光圆面，二者共轴，S为与L平行放置的屏，已知这时ab可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保留主轴以上的一半透镜，这时ab在S上的像A．尺寸不变，亮度不变．B．尺寸不变，亮度降低．C．只剩半个圆，亮度不变．D．只剩半个圆，亮度降低．【参照答案】B3．图示两条虚线之间为一光学元件所在处，AB为其主光轴，P是一点光源，其傍轴光线通过此光学元件成像于Q点。

该光学元件可能是]A．薄凸透镜B．薄凹透镜C．凸球面镜A BPD ．凹球面镜 【参考答案】. D 【名师解析】解析：根据图示，物象分居透镜两侧，且为放大正立的像，一定为虚像。

透镜所成虚像物像同侧，凸球面镜成像为缩小虚像，凹球面镜成像为放大虚像，选项D 正确。

3．（2012卓越自主招生）如图，A 和B 两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆心O 沿OC 方向射出，且这两种光照射同种金属，都能发生光电效应，则下列说法正确的是A ．A 光照射该金属释放的光电子的最大初动能一定比B 光的大 B ．A 光单位时间内照射该金属释放的光电子数一定比B 光的多C ．分别通过同一双缝干涉装置，A 光比B 光的相邻亮条纹间距小D ．两光在同一介质中传播，A 光的传播速度比B 光的传播速度大 【参考答案】：AC4．（2012年华约自主招生）若实心玻璃管长40cm ，宽4cm ，玻璃的折射率为2/3 ，光从管的左端正中心射入，则光最多可以在管中反射几次（ ）A ．5B ．6C ．7D ．8 【参考答案】：B【名师解析】：入射角越大，折射角越大，光在管中反射次数越多。

考点七：光学——五年（2018-2022）高考物理真题专项汇编卷新高考版1.【2022山东卷】柱状光学器件横截面如图所示，OP 右侧是以O 为圆心、半经为R 的14圆，左侧是直角梯形，AP 长为R ，AC 与CO 夹角45°，AC 中点为B 。

a b 、两种频率的细激光束，垂直AB 面入射，器件介质对a ，b 光的折射率分别为1.42、1.40。

保持光的入射方向不变，入射点从A 向B 移动过程中，能在PM 面全反射后，从OM 面出射的光是（不考虑三次反射以后的光）()A.仅有a 光B.仅有b 光C.a b 、光都可以D.a b 、光都不可以2.【2022山东卷】某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝1S 、2S 的宽度可调，狭缝到屏的距离为L 。

同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。

下列描述正确的是()A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C.照射两条狭缝时，增加L ，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D.照射两条狭缝时，若光从狭缝1S 、2S 到屏上P 点的路程差为半波长的奇数倍，P 点处一定是暗条纹3.【2021山东卷】用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。

下列关于该区域薄膜厚度d 随坐标x 的变化图象，可能正确的是()A. B. C. D.4.【2021湖北卷】如图所示，由波长为1λ和2λ的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。

透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。

O 是两单色光中央亮条纹的中心位置，1P 和2P 分别是波长为1λ和2λ的光形成的距离O 点最近的亮条纹中心位置。

反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M 和N 位置出射，则()A.12λλ<，M 是波长为1λ的光出射位置B.12λλ<，N 是波长为1λ的光出射位置C.12λλ>，M 是波长为1λ的光出射位置D.12λλ>，N 是波长为1λ的光出射位置5.【2021江苏卷】铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是()A. B. C. D.6.【2021江苏卷】某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC 面射入，可以看到光束从圆弧面ABC 出射，沿AC 方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为()A.1.2B.1.4C.1.6D.1.87.【2020北京卷】以下现象不属于干涉的是()A.白光经过杨氏双缝得到彩色图样B.白光照射肥皂膜呈现彩色图样C.白光经过三棱镜得到彩色图样D.白光照射水面油膜呈现彩色图样答案以及解析1.答案：A解析：本题考查光的全反射、光的折射定律。

一．选择题1．（2013北约自主招生）人在平面镜前看到站在自己身边朋友在镜中的像时，虽然上下不颠倒，左右却互换了。

今将两块相互平行的平面反射镜如图放置，观察者 A 在图示右侧位置可看到站在图示左侧位置的朋友 B ，则 A 看到的像必定是( ) A ．上下不颠倒，左右不互换 B ．上下不颠倒，左右互换 C ．上下颠倒，左右不互换 D ．上下颠倒，左右互换 【参考答案】：A【名师解析】：根据平面镜成像规律，A 看到的像必定是上下不颠倒，左右不互换，选项A 正确。

【点评】此题所示装置实际上是潜望镜。

此题考查平面镜成像，难度不大。

2．图中L 为一薄凸透镜，ab 为一发光圆面，二者共轴，S 为与L 平行放置的屏，已知这时ab 可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保留主轴以上的一半透镜，这时ab 在S 上的像A ．尺寸不变，亮度不变．B ．尺寸不变，亮度降低．C ．只剩半个圆，亮度不变．D ．只剩半个圆，亮度降低． 【参照答案】B3．图示两条虚线之间为一光学元件所在处，AB 为其主光轴，P 是一点光源，其傍轴光线通过此光学元件成像于Q 点。

该光学元件可能是 ] A ．薄凸透镜 B ．薄凹透镜 C ．凸球面镜ABD ．凹球面镜 【参考答案】. D 【名师解析】解析：根据图示，物象分居透镜两侧，且为放大正立的像，一定为虚像。

透镜所成虚像物像同侧，凸球面镜成像为缩小虚像，凹球面镜成像为放大虚像，选项D 正确。

3．（2012卓越自主招生）如图，A 和B 两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆心O 沿OC 方向射出，且这两种光照射同种金属，都能发生光电效应，则下列说法正确的是A ．A 光照射该金属释放的光电子的最大初动能一定比B 光的大 B ．A 光单位时间内照射该金属释放的光电子数一定比B 光的多C ．分别通过同一双缝干涉装置，A 光比B 光的相邻亮条纹间距小D ．两光在同一介质中传播，A 光的传播速度比B 光的传播速度大 【参考答案】：AC4．（2012年华约自主招生）若实心玻璃管长40cm ，宽4cm ，玻璃的折射率为2，光从管的左端正中心射入，则光最多可以在管中反射几次（ ）A ．5B ．6C ．7D ．8 【参考答案】：B【名师解析】：入射角越大，折射角越大，光在管中反射次数越多。

光学和电磁波（核心考点精讲精练）1. 高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题光的折射2024年贵州卷、重庆卷选择题光的干涉2024年广西卷2. 命题规律及备考策略【命题规律】高考对光的折射和全反射、光的干涉的考查很频繁，大多以选择题或计算题中出现，题目难度要求大多不是太高，较为基础，但也不排除个别年份题目较难。

【备考策略】1.理解和掌握折射定律及应用。

2.理解和掌握全反射定律及应用。

3.理解和掌握光的干涉。

【命题预测】重点关注和掌握光的折射、光的干涉的基本规律，并会解决实际的光学物理问题。

一、光的折射定律　折射率1．折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图所示(以光从空气射入水中为例)。

2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 。

[注意]　①在光的折射现象中，光路是可逆的。

②当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。

3．折射率(1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。

(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2。

(3)计算式：n ＝cv ，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1。

4．折射率的理解(1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。

(2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。

(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。

二、全反射　光导纤维1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。

2．条件(1)光从光密介质射入光疏介质。

(2)入射角大于或等于临界角。

3．临界角(1)定义：折射角等于90°时的入射角。

(2)公式：sin C ＝1n 。

若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，由n ＝sin θ1sin θ2得sin C ＝1n。

（5分）（4分）第十四章光学习题及解答和评分标准1.题号：50341001分值：10分在杨氏双缝干涉实验中，用波长2=589.3 nm 的纳灯作光源，屏幕距双缝的距离/=800 nm,问：⑴当双缝间距1mm 时，两相邻明条纹中心间距是多少？⑵假设双缝间距10 mm, 两相邻明条纹中心间距又是多少？解答及评分标准：d'(1) <7=1 mm 时 Ax = —2 = QAlmm d（2） d=10 mm 时 = — X = 0.047/77/77 d 2.题号：50341002分值：10分洛埃镜干涉如图所示光源波长2 = 7.2x 10" m, 试求镜的右边缘到第一条明纹的距离。

解答及评分标准: •山十役 x7.2xl0f=4.5xl0f (4 分)3. 题号：450342003分值：10分在双缝十■涉实验屮，用波长2=546.Inm 的单色光照射，屏幕距双缝的距离6?'=300 mm, 测得中央明纹两恻的两个第五级明纹的间距为12.2mm,求两缝间的距离。

解答及评分标准:._d'Ax — — A dKN 12.27o~ =1.22mm£2 Ax300x1()7 x 546.1x10-91.22x10 3=0.134mm（4分）（2Ar = 22.78AN22.789=2.531Axd _ 2.531 x 0.30d' ~ 1.20 xlO3=632.8nm（4分）（4分）4.题号：50342004分值：10分在双缝干涉实验中，两缝间的距离0.30mm,用单色光垂直照射双缝，屏与缝之间的距离为1.20m,测得中央明纹两恻的两个第五级暗纹的间距为22.78mm,求所用光的波长。

解答及评分标准:5.题号:50342005分值：10分单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为lm,求：（1）从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5mm,求单色光的波长；（2）若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。