专题14 光学（3年汇编）（ 全国通用）2024-2026年高考物理真题分类汇编（含原卷及解析）（word版）

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考点01 光的折射 全反射
1．（2026·河南·高考真题）如图，一棱镜的横截面视为半径的半圆与等腰三角形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为。在横截面所在平面内，一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，出射光线与入射光线平行，则棱镜的折射率为（ ）
A．B．C．D．2
【答案】C
【详解】根据题意一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，画出光路图如图所示
根据几何关系有，，
根据反射定律可得
综上可得，
根据折射定律有
代入数据可得
故选C。
2．（2026·云南·高考真题）在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示。不考虑反射，图中经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是（ ）
A．①B．②C．③D．④
【答案】B
【详解】光通过平行树脂砖，出射光线与入射光线平行；
由于由空气进入树脂为由光疏介质进入光密介质，折射角应小于入射角，则光线会向法线侧移，出射光线在入射光线延长线的左侧，符合条件的是②。
故选B。
3．（2026·山东·高考真题）半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示，底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合，下底为，上底为，高为。单色光线从左侧入射，方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时，光线恰能从玻璃砖另一侧射出，点与的距离为，该玻璃的折射率为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】根据题意作出光线进入玻璃砖过程的法线，标出入射角和折射角，如图所示
由几何关系有
可得
则
由几何关系可得
则
则该玻璃的折射率为
故选C。
4．（2026·广东·高考真题）（多选）图中底端为锥形且顶角为的直光纤，可用于检测流动液体中的空气泡，某单色光从光纤顶端左部入射，平行于轴线方向传播，探测器在光纤顶端右部探测锥面反射光的光强，已知锥面外为空气时，该单色光在锥面恰好发生全反射，空气折射率取1，被测液体折射率大于此光纤折射率。下列说法正确的有（ ）
A．此光纤对该单色光的折射率为
B．该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的
C．锥面浸入液体过程中，探测到的光强相对于浸入液体前变强
D．锥面完全浸入液体后，若探测到的光强在变强，说明检测到气泡
【答案】AD
【详解】A．画出光路图如图所示
根据几何关系可知，该单色光在锥面发生全反射的临界角
根据临界角公式
可得此光纤对该单色光的折射率为，故A正确；
B．根据
可得该单色光在此光纤中的传播速度为
可知该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的，故B错误；
C．光从折射率大的介质到折射率小的介质中，才可能发生全反射，被测液体折射率大于此光纤折射率，则锥面浸入液体部分，光不会发生全反射，即锥面浸入液体过程中，探测到的光强相对于浸入液体前变弱，故C错误；
D．锥面完全浸入液体后，若探测到的光强在变强，说明光在某些地方发生了全反射，发生全反射的地方即有空气，说明检测到气泡，故D正确。
故选AD。
5．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）（多选）玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因素之一、如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面，从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为Δx。现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是（ ）
A．若厚度d相同，侧移量变小
B．若厚度d相同，侧移量变大
C．若侧移量Δx相同，厚度变小
D．若侧移量Δx相同，厚度变大
【答案】BC
【详解】AB．根据题意，画出光路图（蓝色），现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，折射角变小，若厚度d相同，画出光路图（黄色），如图所示
由图可知，侧移量变大，故A错误，B正确；
CD．根据题意，画出光路图（蓝色），现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，折射角变小，若侧移量Δx相同，画出光路图（黄色），如图所示
由图可知，厚度变小，故C正确，D错误。
故选BC。
6．（2026·浙江·高考真题）（多选）如图1所示，三块同质有机玻璃板甲、乙、丙，拼接形成两层同心圆弧空气膜。现让一束激光从P点射入，并在空气膜Q处注入一滴油，呈现图2所示的光路（其中、为相应光线的入射角）。已知空气折射率为1，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．有机玻璃的折射率
B．光在有机玻璃中的传播速度
C．有机玻璃的折射率可能大于油的折射率
D．若在R处注入同种油滴，光线不会从R处进入乙
【答案】AC
【详解】A．光线在外层空气膜发生全反射，则，即有机玻璃的折射率，A正确；
B．光线在内层空气膜发生全反射，则，，可得光在有机玻璃中的传播速度，B错误；
CD．在空气膜Q处注入一滴油后，光线能通过油膜界面，不再发生全反射，则此时临界角，则此时有机玻璃的折射率可能大于油的折射率，若在R处注入同种油滴，光线同样可沿直线通过油膜界面，光线会从R处进入乙，C正确，D错误。
故选AC。
7．（2026·四川·高考真题）（多选）如图所示，在折射率为、厚度为的长方体玻璃砖上加工一V形凹槽，将其制成左右对称的工件，凹槽边长、。将工件放置在水平面上，用单色平行于光沿竖直方向照射工件，观测到工件底部有多个亮度不同的区域、各区域分界线用a、b、c、d、e、f表示。不考虑光的反射和干涉，所有表面均视为平面。则（ ）
A．c、d间亮度最高
B．a、b间和e、f间亮度最高
C．c、d间距为
D．a、b间距和e、f间距均为
【答案】BC
【详解】设折射角为，根据折射定律
可得
根据几何关系可知从V形凹槽左侧进入的光，折射光线平行于V形凹槽右侧的边，同理从V形凹槽右侧进入的光，折射光线平行于V形凹槽左侧的边，如图所示
AB．可知c、d区域无光线进入，a、b和e、f区域除了从上射入的光线还有折射光线进入，亮度最高，b、c和d、e区域只有折射光线进入，故A错误，B正确；
C．根据几何关系可得
c、d间距为，故C正确；
D．根据几何关系可得a、b间距和e、f间距均为，故D错误。
故选BC。
8．（2026·湖南·高考真题）车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制，拍摄角度为。如图，将摄像头嵌入均匀透明介质，介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况，通过空气与介质间界面的折射，可将实际拍摄角度扩大。
(1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头，即拍摄角度扩大为，求介质的折射率；
(2)若介质折射率为1.8，从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射，然后恰好射入摄像头，求光线2的入射角的正弦值。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）如图所示
根据几何关系可知光线1的折射角为，入射角为90°
可得
（2）根据几何关系可得光线2在玻璃砖中的折射角为
根据折射定律
其中
解得
9．（2025·北京·高考真题）下列现象属于光的衍射的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹B．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C．肥皂膜在日光照射下呈现彩色D．水中的气泡看上去特别明亮
【答案】B
【详解】A．雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意；
B．通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意；
C．肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意；
D．水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。
故选B。
10．（2025·湖南·高考真题）如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A．入射角θ小于45°
B．该介质折射率大于
C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射
D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射
【答案】D
【详解】AB．根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有
则有，
解得
故AB错误；
C．根据题意，由
可知
即
增大入射角，光路图如图所示
由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误；
D．减小入射角，光路图如图所示
由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确。
故选D。
11．（2025·江苏·高考真题）如图所示，一束激光射入肥皂泡后（入射激光束未在图中标出），肥皂膜内出现一亮环。肥皂膜内的激光（ ）
A．波长等于亮环的周长
B．频率比在真空中的大
C．在肥皂膜与空气的界面上发生衍射
D．在肥皂膜与空气的界面上发生全反射
【答案】D
【详解】AB．激光在不同的介质中传播时，频率相同，波长不同，激光波长与亮环周长无关，故AB错误；
CD．一束激光打进一个肥皂泡（图中未画出入射光线），发现在肥皂泡内测出现一个亮环，是因为激光在空气与肥皂膜分界面处发生了全反射，故C错误，D正确。
故选D。
12．（2025·广西·高考真题）如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧（圆）AC的中点B．光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况（ ）
A．1不全反射，2全反射B．都不全反射
C．都全反射D．1全反射，2不全反射
【答案】C
【详解】因可得临界角
即C