江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：光学选择题

江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：光学选择题

一、单选题

1．（2023·江苏南通·统考模拟预测）如图所示，图中阴影部分ABC为一折射率n=2的透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的四分之一圆弧，在圆弧面圆心D处有一点光源，ABCD构成正方形，若只考虑首次从AC直接射向AB、BC的光线，光在真空中的光速为c，则（　　）

A．从AB、BC面有光射出的区域总长度为

B．从AB、BC面有光射出的区域总长度为R

C．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

D．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

2．（2023·江苏南通·统考模拟预测）双缝干涉的实验装置如图所示，激光光源在铁架台的上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器，光照信息经计算机处理后在荧光屏上显示出来，下列说法中正确的是（　　）

A．用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光相干性高的特点

B．应在光源与双缝之间加一个单缝，实验才能成功

C．仅下移光源，干涉条纹间距减小

D．仅下移挡板，干涉条纹间距增大

3．（2023·江苏南通·统考二模）如图所示，边长为2a的正方体玻璃砖，底面中心有一单色点光源O，从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮，不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为（　　）

A． B． C． D．

4．（2023·江苏南京·统考二模）下列光现象中属于衍射的是（　　）

A．水中的气泡看起来特别明亮

B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带

C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色条纹

D．某彩色光照射圆盘后，在适当的位置，影的中心出现一个亮斑

5．（2023·江苏·统考一模）一个长方体空气柱固定在水中，空气与水之间的透明介质厚度不计，一束红、蓝色激光射入空气柱，不考虑反射光线，下列光路图中可能正确的是（    ）

A． B．

C． D．

6．（2023·江苏·模拟预测）复色光在玻璃元件中折射时会产生色散现象，影响照相机和望远镜的成像质量。如图所示，一束复色光经凸透镜后分成A、B两束。下列说法正确的是（　　）

A．A光的频率比B光的频率大

B．A光光子的能量比B光光子的能量大

C．若两种光从水中射向空气，A光的临界角较大

D．若两种光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距较小

7．（2023·江苏·模拟预测）如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为，当有红光、绿光、紫光组成的细光束以的入射角射入球中，其中b光线为绿光，其折射光线刚好与内壁相切，则下列说法正确的是（　　）

A．a光线是红光

B．增大入射角i，b光线在空腔外表面可能发生全反射

C．该透明材料对绿光的折射率为

D．c光在该透明材料中传播速度最小

8．（2023·江苏淮安·统考三模）光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后（　　）

A．紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加

B．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的

C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率

D．在液体中的曝光波长约为117nm

9．（2023·江苏·统考一模）如图所示，q-t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）

A．Oa时间段，线圈中磁场能在减小 B．b、d两时刻电路中电流最大

C．b、d两时刻电容器中电场能最大 D．该电路可以有效的把电磁波发射出去

10．（2023·江苏·统考一模）如图所示，一束由红绿两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜（横截面是等腰直角三角形），入射方向平行于BC边，两种色光在BC边均发生全反射后再从AC边射出，其中红光的出射点是D，则绿光从AC边射出光路可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

11．（2023·江苏·模拟预测）唐代张志和（约730-约810）在《玄真子》一书中指出：“背日喷乎水成虹霓之状”。宋代蔡卞（1058-1117）在《毛诗名物释》中同样提到：“以水喷日，自侧视之，则晕为红宽”。上面引述的意思是：背着太阳向空中喷水，从侧面观察，可以看到霓虹现象。虹是射向水珠的太阳光经过两次折射和一次反射发生色散形成的，水珠的形状可看作球形，下列关于虹的光路正确的是（　　）

A． B．

C． D．

12．（2023·江苏·统考二模）斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　）

A． B．

C． D．

13．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，圆心为的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从A点垂直直径射入时，恰好在半圆面发生全反射，、、、四条光线中，可能在半圆面发生全反射的是（　　）

A．光线 B．光线 C．光线 D．光线

14．（2023·江苏徐州·统考一模）如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是 （　　）

A．玻璃对b光的折射率比c大

B．在玻璃中，b光的传播速度比c大

C．b光的光子能量比c小

D．逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射

15．（2023·江苏·统考二模）对于以下的光学现象说法中正确的是（　　）

A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝、间的距离d，相邻亮条纹间距离将增大

B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短

C．图丙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是凸起的

D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波

16．（2023·江苏淮安·模拟预测）如图是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图所示，则（　　）

A．翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象

B．翅膀灿烂闪烁是光的色散现象

C．翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象

D．光在空气中的波长约是在翅脊中波长的倍

17．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，平行玻璃砖置于空气中，一束由两种单色光组成的复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a，b两束。下列说法中正确的是（　　）

A．增大入射角，a光先从玻璃砖下表面清失

B．a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度

C．b光比a光更容易发生明显的衍射现象

D．b光的频率大于a光的频率

18．（2023·江苏·模拟预测）一钠光灯放在一空箱子左侧的双缝前如图，在右壁上产生干涉图样，如图所示。现给箱子灌满油（不考虑溢油），浸入油中的条纹怎样变化（　　）  

A．条纹间距变宽 B．条纹间距变密

C．条纹间距不变 D．条纹消失

19．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，△ABC为某种玻璃制成的三棱镜的横截面，其长度为．今有一束单色光从P点垂直边入射，从边上的M点出射，出射方向与的夹角为，则玻璃的折射率为（　　）

A． B．

C． D．

20．（2023·江苏·模拟预测）某同学用下图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再到光屏上，则（　　）

A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与平面镜垂直

B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与平面镜平行

C．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻条纹间距增大

D．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻条纹间距减小

21．（2023·江苏·统考一模）关于光现象的叙述，以下说法正确的是（　　）

A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉

B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射

C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的干涉

D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象

22．（2023·江苏·统考二模）如图所示为一个边长为a的实心透明正立方体，在正立方体底面正方形中心O点放置一个单色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立方体折射出来。已知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为n=，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（　　）

A．从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点所需时间相等

B．从O点发出的光传播到正立方体上表面需要的最短时间为

C．观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑面积为

D．观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为

23．（2023·江苏·模拟预测）若甲、乙两束单色光，经过同一单缝后的衍射图样如甲、乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度均变窄，条纹亮度也变暗

B．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，条纹亮度也变亮

C．在同一介质中传播，甲光比乙光的传播速度小

D．甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是甲光

24．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（　　）

A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度

B．a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更容易发生明显衍射

C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光

D．用a、b两束光分别照射到同一金属表面，b光更容易使金属发生光电效应

25．（2023·江苏·模拟预测）OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光（关于OO′）对称，从空气垂直射入棱镜底面 MN，在棱镜侧面 OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率

B．在棱镜中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度

C．a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验，a光束比b光束的中央亮条纹宽

D．a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验，a光束比b光束的条纹间距小

26．（2023·江苏·模拟预测）彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中小水珠时的  部分光路图，其中a、b为两种单色光．以下说法正确的是 (　  　)

A．在真空中a光波长小于b光波长

B．在真空中a光速度大于b光速度

C．用同一单缝衍射装置看到的a光衍射条纹的中央亮纹比b光的窄

D．用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光干涉条纹间距宽

27．（2023·江苏·模拟预测）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，如图所示，下列说法中正确的是（    ）

A．介质的折射率等于

B．介质的折射率等于

C．介质的折射率等于

D．增大入射角，可能发生全反射现象

参考答案：

1．A

【详解】AB．如图所示

若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，因为临界角满足

即

C=30°

则∠ADF=30°，同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则∠CDH=30°根据几何关系可得

从AB、BC面有光射出的区域总长度为

故A正确；B错误；

CD．由题意可知，沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，由几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R，材料中的传播距离为

在材料中的传播时间为

又

解得

光在空气中传播的时间为

所以点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

故CD错误。

故选A。

2．A

【详解】A．用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光相干性高的特点，故A正确；

B．激光的相干性高，无须在光源与双缝之间加一个单缝，故B错误；

CD．根据相邻条纹间距公式

可知光源和双缝间距离不影响干涉条纹间距，仅下移挡板，双缝到光传感器的距离减小，干涉条纹间距减小，故CD错误。

故选A。

3．D

【详解】由几何关系可知底面对角线为

玻璃砖的上表面刚好全部被照亮，设临界角为C，由几何关系可得

点光源O在侧面的出射情况为一个半圆，设其半径为r，则有

联立，解得

从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为

故选D。

4．D

【详解】A．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射和折射的缘故，故A错误；

B．太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带，是光的折射现象，故B错误；

C．肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹，太阳光肥皂泡经过内外膜的反射后叠加，从而出现彩色条纹，这是光的干涉，故C错误；

D．圆盘衍射出现泊松亮斑，故D正确。

故选D。

5．C

【详解】水相对于空气来说是光密介质，光从光密介质入射光疏介质，折射角大于入射角，所以光线向上偏折，光路向上平移；同时蓝光比红光的折射率大，因此蓝光比红光偏折的更厉害。

故选C。

6．C

【详解】由光路图可知，A光的折射率小于B光，故A光频率小于B光，A光波长大于B光。

A．A光的频率比B光的频率小，A错误；

B．由、可知，A光光子的能量比B光光子的能量小，B错误；

C．由、可知，A光的临界角较大，C正确；

D．由、可知，两种光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距较大，D错误。

故选C。

7．C

【详解】A．紫光的频率大于绿光的频率大于红光的频率，可知紫光的折射率大于绿光的折射大于红光的折射，根据折射定律结合题图可知光的折射率最大，光的折射率最小，可知a光线是紫光，故A错误；

B．增大入射角i，则b的折射光线向下偏移，不可能在空腔外表面发生全反射，故B错误；

C．如图所示

根据几何知识可知，光线折射角的正弦值

根据折射定律可得该透明材料对绿光的折射率

故C正确；

D．根据

结合A选项分析可知c光在该透明材料中传播速度最大，故D错误。

故选C。

8．D

【详解】D．紫外线在液体中的波长

故D正确；

A．紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，根据D选项分析可知波长变短，故A错误；

B．设传播距离，在真空中的时间

在液体中所需的时间

故B错误；

C．由A选项分析可知紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故C错误。

故选D。

9．C

【详解】A．从q-t图像可知，Oa时间段，电容器的电荷量在减少，故电容器的电场能在减少，线圈中的磁场能在增加，故A错误；

BC．从q-t图像可知，b、d两时刻电容器的电荷量最大，故电容器中电场能最大，线圈中磁场能最小，故电路中电流最小，B错误，C正确；

D．有效的发射电磁波应该需要开放电路，故D错误。

故选C。

10．A

【详解】由于入射方向平行于BC边，最终单色光射出时也应该平行于BC边，由于绿光的折射率大于红光的折射率，绿光从AC边射出时在D点的上方，A项正确，BCD错误；

故选A。

11．D

【详解】红光的折射率最小，折射程度最小，临界角最大，第一次折射时，红光在最上，反射时，红光在最下，第二次折射时，最下为红，依次为红、黄、蓝、紫。

故选D。

12．D

【详解】根据题意，如图所示

由折射定律可得，水的折射率为

由几何关系可得

又有

可得

故选D。

13．A

【详解】A．光线从A点垂直直径射入玻璃砖后在C点恰好发生全反射，光路图如图

设半圆形玻璃砖的半径为R，则有

对a光线，其在B点垂直直径入射到E点，与半圆面法线夹角有

故a光线会在半圆面发生全反射，A正确；

B．对b光线，其在A点与直径成一定夹角入射，经折射后到达D点，在中，由正弦定理

解得

故b光线不会在半圆面发生全反射，B错误；

CD．c、d光线都在O点入射，它们在玻璃砖内的折射光线沿玻璃砖的半径方向，如图

故c、d光线都不会在半圆面发生全反射，CD错误。

故选A。

14．A

【详解】A．由图可知，两光的入射角r相同，但b光的折射角i更小，根据

可知b光的折射率比c光的更大，故A正确；

B．根据

可知，因b光的折射率更大，故b光在玻璃中的传播速度比c光更小，故B错误；

C．因b光的折射率更大，故b光的频率更大，根据

可知b光的能量更大，故C错误；

D．由光疏介质进入光密介质不会发生全反射，故逐渐增大a光的入射角，b光不会发生全反射，故D错误。

故选A。

15．C

【详解】A．根据可知只增大两缝距离d，相邻亮条纹间距离将减小，A错误；

B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，B错误；

C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，C正确；

D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光波是横波，D错误。

故选C。

16．A

【详解】ABC．翅膀灿烂闪烁是光的薄膜干涉现象，选项A正确，BC错误；

D．根据

选项D错误。

故选A。

17．C

【详解】A．下表面的入射角等于上表面的折射角，则下表面的折射角等于上表面的入射角，则两单色光均不会发生全反射，增大入射角θ，a光不会从玻璃砖下表面消失，故A错误；

D．由题图可分析得出a光在玻璃中的偏折程度更大，则a光折射率更大，频率更大，波长更小，D错误；

B．根据

a光折射率更大，则a光在玻璃中的传播速度更小，故B错误；

C．b光波长更大，b光比a光更容易发生明显的衍射现象，故C正确。

故选C。

18．B

【详解】双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，随着波长越长，则条纹间距越大，根据

而

c=nv

现给箱子灌满油（不考虑溢油），则有波长变小，条纹间距变密，故B正确，ACD错误；

故选B。

19．B

【详解】光从BC射入，从AC射出，则在AB边发生全反射，由于不考虑光的多次反射，则光线在玻璃中的光路图如图所示

由几何关系可得

∠AMN=180°−∠A−(90°−∠2)=105°

光在AC边M点

∠3=∠AMN−90°=15°

∠4=90°−60°=30°

玻璃的折射率为

故选B。

20．C

【详解】如图所示

AB．题目中的装置可等效为上图，为双缝干涉，则该现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面平行，故AB错误；

CD．根据双缝干涉条纹间距公式

将光屏沿水平方向远离平面镜，则增大，所以相邻条纹间距增大，将光源沿竖直方向靠近平面镜，则减小，所以相邻条纹间距增大，故C正确，D错误。

故选C。

21．A

【详解】A．太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，A正确；

B．雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的，则B错误；

C．通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射，所以C错误；

D．而阳光下树影中呈出的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，则D错误；

故选A。

22．C

【详解】A．从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点的距离不相等，所以时间不相等，A错误；

B．单色光在透明介质中传播的速度为

光到达上表面需要的最短时间为

B错误；

C．由题意可知，观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑形状为一个半圆，设半圆的半径为，全反射的临界角为，有

则

亮斑面积为

C正确；

D．观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为一个圆，半径为

面积为

D错误。

故选C。

23．C

【详解】AB．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，因为通过的光变少，所以亮度变暗。AB错误；

C．甲、乙两束单色光，经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽，说明乙光波长较长，则在同一介质中乙光的折射率较小，根据

可知，甲光比乙光的传播速度小。C正确；

D．乙光的折射率较小，根据

所以乙光的临界角较大，则甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是乙光。D错误。

故选C。

24．C

【详解】根据光路，单色光a在空气中的角度较大，所以根据折射定律，a光对玻璃的折射率较大。

A．根据折射率与速度的关系式

可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度。A错误；

BD．折射率越大的光，其频率越大，用a、b两束光分别照射到同一金属表面，a光更容易使金属发生光电效应。根据频率与波长的关系式，a光在波长小于b光的波长，而波长越短，越难发生明显衍射。所以a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更难发生明显衍射。BD错误；

C．根据全反射公式，a光对玻璃的临界角较小，所以增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光。C正确。

故选C。

25．C

【详解】AB．由光路图看出，光束在面上发生了全反射，而光束在面上没有发生全反射，而入射角相同，说明光的临界角小于光的临界角，由

分析得知，玻璃对光束的折射率小于光束的折射率，由

得知在玻璃砖中光的传播速度比光大，故AB错误；

C．由于玻璃对光的折射率小于光的折射率，则光的频率比光的低，光的波长比光的长，所以光比光更容易发生明显的衍射现象，用同样的装置分别做单缝衍射实验，光束比光束的中央亮条纹宽，故C正确；

D．根据条纹间距公式

可知双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以光束的条纹间距大，故D错误。

故选C。

26．D

【详解】A项：由图看出，太阳光射入水珠时，a光的偏折角大于b光的偏折角，由折射定律得知，水珠对a光的折射率小于对b光的折射率，则在真空中a光波长大于b光波长，故A错误；

B项：光在真空中传播速度都为光速，故B错误；

C项：用同一单缝衍射装置中，波长越长光的衍射越明显，所以a光衍射条纹的中央亮纹比b光的宽，故C错误；

D项：用同一双缝干涉装置做干涉实验时，干涉条纹的间距与波长成正比，则知a光干涉条纹间距比b光干涉条纹宽，故D正确．

27．A

【详解】ABC．根据折射定律可得，介质的折射率为

故BC错误，A正确；

D．发生全反射的条件为光从光密介质射入光疏介质，入射角达到临界角，则当由真空射向介质时即使增大入射角，也不可能发生全反射现象，故D错误。

故选A。