2023高考物理光学专题冲刺训练(二)--光的干涉、衍射、偏振、电磁振荡与电磁波

错误!错误!错误!错误!2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—光的干涉、衍射和偏振（附答案解析）1．(2024·江苏南京市调研)下列说法正确的是()A．图甲为一定波长的光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样B．图乙为双缝干涉示意图，双缝间距越大，则相邻亮条纹间距越大C．图丙为光导纤维工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小D．图丁为自然光照射两个竖直放置的偏振片，若只旋转其中一个偏振片，光屏上的亮度不变2．利用图示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大3．(2023·山东济宁市模拟)用光传感器能直观地演示双缝干涉，实验装置如图甲所示，某次实验的双缝间距d＝0.6 mm，调整双缝到光传感器的距离L＝0.3 m，在计算机中得到图乙所示光强变化的图样，可以推断该实验所用单色光波长为()A．200 nm B．400 nm C．600 nm D．800 nm4.如图所示，某种光盘利用“凹槽”“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是()A．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成B．激光在透明介质中的传播速度与“平面”反射光的传播速度相同C．激光在透明介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍D．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同5．(2023·河南驻马店市期末)某实验小组同学采用图甲装置研究光的干涉现象，两狭缝S1、S2间距离d及各自宽度m均可调，狭缝到光屏的距离为L。

用不同的单色光垂直照射狭缝，得到如图乙所示的干涉条纹。

下列说法正确的是()A．在d、L相同条件下，照射光的频率越高，形成的干涉亮条纹越宽B．若遮住S1，用红光照射S2，减小S2的宽度m，光屏上的中央亮条纹变宽变暗C．若同时用红光和蓝光分别照射S1、S2，光屏上将得到红蓝相间的干涉彩色条纹D．用红光照射两条狭缝时，若狭缝S1、S2到光屏上P1点的路程差为红光波长的3.5倍，P1点处一定是亮条纹6．(多选)(2023·天津市杨柳青第一中学模拟)图甲是用光的干涉法检测物体表面平整程度的装置，其中M为标准板，N为水平放置的待检测物体，入射光竖直向下照射，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是()A．入射光的波长越长，干涉条纹的条数越少B．M和N之间垫块的高度越高，干涉条纹的条数越少C．P点所对应待检测物体的表面相对Q点所对应待检测物体的表面是凸起的D．P点所对应待检测物体的表面相对Q点所对应待检测物体的表面是凹下的7．(2023·重庆卷·5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。

《第5章光的干涉、衍射和偏振》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一束单色光通过两个狭缝后发生干涉，若若想在屏幕上得到明暗相间的干涉条纹，以下哪个条件是必须满足的？A、两个狭缝的间距必须大于光的波长B、两个狭缝的间距必须小于光的波长C、两个狭缝的间距必须等于光的波长D、两个狭缝的间距与光的波长成整数倍关系2、在双缝干涉实验中，如果波长为500nm的单色光在空气中发生干涉，两个狭缝间距为0.5μm，求观察到第一个暗条纹距离两个狭缝中心的距离。

3、一束单色光通过两个平行的狭缝后，在屏幕上形成干涉条纹。

若将其中一个狭缝的宽度稍微增大，则下列现象中不会发生的是：A. 干涉条纹的间距增大B. 干涉条纹的亮度增加C. 干涉条纹的对比度降低D. 干涉条纹的数目增加4、下列关于光的偏振现象的说法中，正确的是：A. 自然光在任何方向上的光振动强度都相等B. 偏振光的光振动方向总是垂直于传播方向C. 偏振片的作用是将自然光转换为偏振光D. 偏振光可以发生折射，但不会发生反射5、在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离减小，则观察屏上干涉条纹的变化为（）。

A、条纹间距变大B、条纹间距变小C、条纹间距不变D、条纹中心位置不变6、光的偏振现象直接说明了什么？A、光展示出了波动性B、光可以传播的介质C、光的波长特性D、光绕过障碍物传播的特性7、两束相干光的振动方向相互垂直，通过一个偏振片后，光的强度将变为原来强度的多少倍？（）A. 1/2B. 1/4C. 1/8D. 1/16二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于光的干涉现象，说法正确的是（）A、光的干涉现象是两列相干光相遇时产生的B、光的干涉条纹是等间距的C、光的干涉条纹的位置只取决于光的波长D、白光的干涉条纹是彩色条纹2、关于光的衍射现象，以下说法正确的是（）A、光的衍射现象只发生在光波遇到障碍物或通过狭缝时B、衍射条纹的间距与光的波长成正比C、光的衍射现象与光的偏振有关D、衍射条纹的亮度与光的强度有关3、以下哪些现象是光的干涉现象？( )A. 水面上油膜上的彩色花纹B. 镜子中的成像C. 雨后天空中的彩虹D. 激光束通过双缝后在屏幕上形成的条纹三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一束单色光垂直照射到两个平行的狭缝上，形成衍射条纹。

微专题87光的干涉、衍射和偏振现象1．光的双缝干涉条纹间距Δx ＝l dλ，增透膜最小厚度为光在介质中波长的四分之一.2.圆孔衍射和圆盘衍射图样的最明显区别在于中心的亮斑，前者的较大，后者的很小且有阴影包围．1.某同学希望在暗室中用如图所示的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射到光屏上，则()A ．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直B ．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行C ．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻亮条纹间距减小D ．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻亮条纹间距增大答案D 解析题目中的装置可等效为双缝干涉，则该现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面平行，所以A 、B 错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx ＝l dλ，将光源沿竖直方向靠近平面镜，则d 减小，所以相邻亮条纹间距增大，将光屏沿水平方向远离平面镜，则l 增大，所以相邻亮条纹间距增大，所以C 错误，D 正确．2.(多选)如图所示，在观察薄膜干涉现象时，把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，在酒精灯火焰上撒食盐，用肥皂液膜观察灯焰的像，下列说法正确的是()A ．在酒精灯上撒一些食盐，目的是为了灯焰发出的光更亮B ．实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象C ．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来观察薄膜干涉现象D ．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的答案BD 解析在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光，所以目的是为了灯焰能发出明亮的黄光，故A 错误；当黄色的光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，产生干涉现象，所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象，故B 正确，C 错误；发生薄膜干涉时，相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与入射光的波长和在薄膜中传播的距离有关，所以用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的，故D 正确．3．某实验小组用自制狭缝观察光的干涉、衍射现象，在光屏上分别得到图乙、图丙两幅图样．关于P 处放置的自制狭缝，下列说法正确的是()A ．图乙对应双缝，图丙对应单缝B ．图乙对应单缝，图丙对应双缝C ．都是单缝，图乙对应的单缝较宽D ．都是双缝，图丙对应的双缝间距较大答案A 解析双缝干涉图样是亮暗相间的等宽条纹，单缝衍射图样的中间是宽亮条纹，两侧是明暗交替的窄条纹，所以题图乙对应的是双缝干涉，题图丙对应的是单缝衍射．故选A.4．若甲、乙两束单色光，经过同一单缝后的衍射图样如图甲、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，一定是甲光答案C 解析若单缝宽度变窄，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，A 、B 错误；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v ＝c n可知，甲光比乙光的传播速度小，C 正确；乙光的折射率较小，根据sin C ＝1n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．5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，可以用来检测玻璃的光滑程度．将一标准平板玻璃放置在另一待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示．如果从所示装置中添加一张纸片，关于从上往下看到的干涉条纹，下列描述正确的是()A ．P 为凸处，PQ 之间的干涉条纹条数增加B ．P 为凸处，PQ 之间的干涉条纹条数减少C ．P 为凹处，PQ 之间的干涉条纹条数增加D ．P 为凹处，PQ 之间的干涉条纹条数减少答案C 解析薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P 处检查平面左边的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P 处凹陷，根据干涉条纹的间距公式Δx ＝l dλ，如果增加一张纸片，d 增大，条纹宽度变窄，那么PQ 之间的条纹数增加．故选C.6．(多选)平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径，另一个表面是平面．如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上方观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗相间的圆环状条纹，这就是牛顿环．以下说法正确的是()A ．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的B ．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄C ．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽D ．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹答案BC 解析环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面的反射光干涉形成的，故A 错误；绿光波长比红光波长短，若仅将红光改用绿光来照射，则条纹间距将变窄，故B 正确；若仅换用曲率半径更大的凸透镜，则空气膜从内到外厚度的变化变缓，条纹间距变宽，故C 正确；白光是复色光，若仅用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故D 错误．7．(2023·江苏南京市第二十九中学月考)下列关于光学现象的说法正确的是()A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d，相邻亮条纹间距离Δx将减小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凹下的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答案A解析根据Δx＝ldλ可知只增大两个狭缝的距离d，相邻亮条纹间距离Δx将减小，A正确；由题图乙可知，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；由题图丙可知，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错误；只有横波才能产生偏振现象，因此偏振现象表明光波是横波，D错误．8．下列说法中正确的是()A．图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中A是蜃楼B．图乙中平行光a、b经过三棱镜后交于M点，则在棱镜中a光的速度比b光的速度大C．图丙中仅将红光换成绿光，则O点上方第一条亮条纹的位置P点将下移D．图丁中P是偏振片，Q是光屏，白炽灯照射P时，缓慢转动P，光屏Q上亮度发生变化，说明光波是横波答案C解析海市蜃楼是因为海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小，从而发生全反射形成的，故A错误；由题图乙可知a光的折射率较大，由v＝cn可得在三棱镜中a光的波速比b光的波速小，故B错误；根据条纹的间距公式Δx＝ldλ知，绿光的波长比红光短，所以绿光的相邻亮条纹间距比红光小，所以绿光的第一条亮条纹到O点的距离变小，所以P点会下移，故C正确；自然光穿过偏振片P后，转动P，光屏上亮度不变，故D错误．。

第2讲光的干涉、衍射和偏振电磁波相对论基础对点练题组一光的干涉1.(2023江苏镇江三模)如图所示,某种光盘利用“凹槽”和“平面”记录信息,激光照射到“凹槽”会产生极小反射光,下列说法正确的是()A.“凹槽”产生极小反射光是由衍射现象形成的B.“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同C.激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍D.“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同2.在图示的双缝干涉实验中,光源S到缝S1、S2的光程差为实验用光波长的1.5倍,P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。

光屏上P1点到S2、S1的光程差为实验用光波长的2.5倍。

则P0处和P1处将分别呈现()A.亮条纹、暗条纹B.亮条纹、亮条纹C.暗条纹、亮条纹D.暗条纹、暗条纹3.(2023天津南开中学模拟)关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是()A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大D.丁实验中,适当减小单缝的宽度,中央条纹会变宽题组二电磁振荡电磁波4.(2024江苏模拟)为了测量储液罐中液体的液面高度,有人设计了如图所示装置。

当开关从a拨到b 时,由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波,再使用调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波,这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率,进而再获知电容C的值(L 值已知),从而测量储液罐内的液面高度。

下列分析判断正确的是()A.该装置适用于测量任意种类液体的液面高度B.该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关C.当装置使用过久电源电动势减小时,测量的液面高度比真实值偏小D.当储液罐内的液面高度降低时,所测到的LC回路中电流的振荡频率变小5.某收音机中的LC振荡电路,由固定线圈和可调电容器组成,能够产生频率范围为f~kf(k>1)的电磁振荡。

可调电容器的最大电容和最小电容之比为()A.k4B.k3C.k2D.k6.(多选)(2023广东佛山二模)随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如下图所示。

光的偏振课后练习(2)1．夜晚汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光，同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透偏方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置．如下措施中可行的是( )A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°2．下列说法正确的是 ( )A．雨后天空中出现彩虹是由阳光经云层衍射造成的B．自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有所变化C．测量星球上某些元素发出的光波频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，这利用的是多普勒效应D．“日出江花红胜火”，早晨看到的太阳是红彤彤的，这是太阳光中波长较长的红光衍射能力强的结果3．下列说法正确的是（）A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关B．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率C．用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度4．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过．如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象？( )A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零B．透过的光强先增强，然后减小到非零的最小值C．透过的光强在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强5．下列关于光现象的说法中正确的是（）A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象B．在光的双缝干涉实验中若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄C．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大D．光的偏振现象说明光是一种纵波6．下列有关光的描述中正确的是（）A．在炎热的夏天能在公路路面上看到汽车的倒影是光的偏振现象B．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射现象C．夏天雨后天空出现彩虹是光的干涉现象D．在研究双缝干涉现象的实验装置中，仅将屏移近双缝，则干涉条纹间距变窄7．以下说法正确的是（）A．在“用单摆测定重力加速度”实验中，为了减小实验误差应从摆动的最低点开始计时B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C．两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替变化D．一束自然光相继通过两个平行偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度不发生变化E.LC回路中的振荡电流为零时，电容器极板间的场强最大8．下列有关光现象的解释正确的是（）A．光学镜头上的增透膜是利用光的全反射现象B．用光导纤维传送图象信息是利用光的衍射现象C．戴着特制的眼镜观看立体电影是利用光的偏振现象D．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹是光的折射现象9．下列说法中正确的是（）A．光的偏振现象说明光是纵波B．声波有多普勒效应而光波没有多普勒效应C．狭义相对论认为在不同的惯性参考中一切物理规律都是相同的D．在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄10．下列说法中正确的是（）A．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光相干性好的特点C．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比减小D．天空看起来是蓝色的是因为波长较长的光比波长较短的光更容易被大气散射参考答案：1．答案： D解析：偏振规律的应用2．答案： BCD解析：雨后天空中出现彩虹的原因是阳光经云层折射而产生的色散现象，A错误；自然光经题述三种物体反射、折射后，反射光、折射光都是偏振光，当反射光与折射光垂直时，反射光、折射光为完全偏振光，B正确；光波也具有多普勒效应，C正确；红光波长长，衍射能力强，红光能传播到地面，所以太阳看起来是红色的，D正确．3．答案： AC解析：相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，选项A正确；声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率，选项B错误；根据双缝干涉条纹间隔公式，用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小，选项C正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减少玻璃表面反射光的进入镜头的强度，选项D错误。

专题16.2 光的干涉、衍射和偏振一、单选题1．下列有关光现象的说法中正确的是（）A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄C．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大D．光的偏振现象说明光是一种纵波可知，则条纹间距变宽，选项B错误；C．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，选项C正确；D．光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。

故选C。

2．下列关于光的说法正确的是（）A．机械波能产生多普勒效应，而光波不能产生多普勒效应B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点C．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化D．做双缝干涉实验时，当两个狭缝到屏上某处的路程差是波长的奇数倍时该处出现暗条纹【答案】C【解析】A．机械波和光波都能产生多普勒效应，故A错误；B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光方向性好的特点，故B错误；C．光波是横波，振动方向与传播方向垂直，一束自然光通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致偏振片的透振方向变化，则透射光的强度会发生变化，故C正确；D．从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的整数倍时，出现亮条纹，为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，故D错误。

故选C 。

3．下列关于光的现象说法正确的是（ ）A ．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是光的全反射现象B ．“闻其声而不见其人”是因为光不能发生衍射C ．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽D ．泊松亮斑的产生是因为光的偏振现象可知，用黄光时得到的条纹间距更宽，选项C 正确； D ．泊松亮斑的产生是因为光的衍射现象，选项D 错误。

故选C 。

二、多选题 4．水面下深h 处有一点光源S ，发出两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图所示，小圆内为由a 、b 两种单色光构成的复合光区域，环状区域只有a 光，小圆和大圆的半径分别为r 和R ，以下说法中正确的是（ ）A ．a 光在水中的折射率a n =B ．a 光和b 光在水中传播速度之比::R a b v v r =C ．用同一套装置做双缝干涉实验，b 光条纹间距更大D ．若光源竖直向上运动，两圆半径之差（R−r ）逐渐减小1R折射率故A 正确；B ．同理可求b 光折射率根据故B 错误；C ．a 光在水中传播的速度较大，则a 光的波长较长，根据用同一套装置做双缝干涉实验，a 光条纹间距更大，故C 错误；D ．a 光临界角的正切值b 光临界角的正切值若光源竖直向上运动，h 减小，两圆半径之差（R−r ）逐渐减小，故D 正确。

第1页（共16页）2023年高考物理热点复习：光的干涉
衍射和偏振
【2023高考课标解读】
1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件.
2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件.
3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．
【2023高考热点解读】
一、光的双缝干涉现象
1．产生条件两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图如图1
所示
图1
(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a ．光的路程差Δr ＝r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b ．光的路程差Δr ＝r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2
(k ＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx ＝l d
λ.二、薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
如图3
所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．图3。

光的干涉、衍射和偏振激光练习一、选择题1．关于光的干涉和衍射的应用，下列说法不正确的是( )A．泊松亮斑是光的衍射现象B．双缝干涉条纹是明暗相间等间距的条纹C．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象2．光学镜头上常常会涂一层针对某一频率光线的增透膜，以使透射的光能增强、反射光能减弱．则增透膜可能主要是利用了光的( )A．干涉现象 B．衍射现象C．折射现象 D．反射现象3．下列说法正确的是( )A．在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大B．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景象更清晰，这是利用了光的干涉原理C．频率越大的可见光越容易发生衍射D．用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应4．(多选)对以下图片、示意图或实验装置图的描述，下列判断正确的是( )A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图所示是薄膜干涉现象的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，会出现竖直干涉条纹5．(多选)一般认为激光器发出的是频率单一的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是也称频率宽度，其中ν＋Δν和ν－Δν分别记为“上限频率”和“下限频率”(如图所示，某红宝石激光器发出的激光其“上限频率”和“下限频率”，对应的分别记为a光和b光)由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成θ角，则下列说法正确的是( )A．逐渐减小θ角，a光在液膜下表面先发生全反射B．a光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大C．b光更容易发生明显的衍射现象D．用相同装置做“双缝干涉”实验时，b光产生的干涉条纹间距较小6．肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是( )A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°7.(多选)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是( )A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄8.(多选)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差Δr ＝0.6 μm；分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是( ) A．用频率为f1的单色光照射时，出现明条纹B．用频率为f2的单色光照射时，出现明条纹C．用频率为f1的单色光照射时，出现暗条纹D．用频率为f2的单色光照射时，出现暗条纹9.2016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据．关于激光，下列说法中正确的是( )A．激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉C．用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环D．激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息10．(多选)现有a、b两束光通过同一狭缝，分别产生了如图甲和乙所示的衍射图样，则下列说法正确的是( )A．a光的波长小于b光B．若用a光照射某金属板产生了光电效应，则用b光照射该板一定会产生光电效应C．将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪，条纹间距较大的是a光D．将分别能发出a光和b光的两个点光源安装在水下同一深度，水面上的人从光源的正上方看下去，感觉到a光的深度大二、非选择题11．(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的________相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹．(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．12．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________；A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________；(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm.则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)．13．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列最佳顺序应为C、________、A.(2)本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用宽度尺测量双缝到屏的距离；④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条纹间的距离．在操作步骤②时还应注意________________________________和________________________________．(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数为________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.(4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________nm.14．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率f＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多大？15．如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6 m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．答案：1． C 2． A 3． D 4． BC 5． BC 6． AB 7. ABD8. AD 9. D 10． BCD11． (1)频率 C(2)1.178×10－2 m12． （1)B(2)Δx ·d （n －1）l(3)63013．(1)E 、D 、B(2) 单缝和双缝间距为5～10 cm ，使单缝与双缝相互平行．(3)13.870 2.310(4)d Δx l6.6×102 14．由n ＝c v 得v ＝c n ＝3×1081.5m/s ＝2×108 m/s. 根据波速公式v ＝λf，得λ＝v f ＝2×1088.1×1014 m ＝2.47×10－7 m. 要实现“增反”的效果，薄膜的厚度至少为半个波长，那样在薄膜的表面两列反射光相互加强，从而使入射到眼睛的紫外线减弱，减轻紫外线对眼睛的伤害．故d ＝λ2＝1.24×10－7 m 15． (1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝c v ＝λ1λ2得 λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m根据路程差Δx ＝2.1×10－6 m所以N 1＝Δx λ1＝2.1×10－6 m 6×10－7 m＝3.5 由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差Δx 是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹．(2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n′得 n ′＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空气中波长λ3为λ3＝n′λ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m 所以N 2＝Δx λ3＝2.1×10－6 m 5.25×10－7 m＝4 可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹．。

光的色散、干涉、衍射和偏振一、光的色散1.光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。

(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。

2．各种色光的比较分析颜色红橙黄绿青蓝紫频率ν低→高同一介质中的折射率小→大同一介质中的速度大→小同一介质中的波长大→小通过同一棱镜的偏折角小→大同一介质中的临界角大→小同一装置的双缝干涉条纹间距大→小平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向1．产生干涉的条件两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。

2．杨氏双缝干涉(1)原理如图所示。

(2)形成亮、暗条纹的条件①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。

光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。

光的路程差r2－r1＝(2k＋1)λ2(k＝0，1，2，…)，光屏上出现暗条纹。

①白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。

①条纹间距公式：Δx＝ldλ。

3．薄膜干涉的理解和应用(1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。

光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。

(2)亮、暗条纹的判断①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n ＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。

①在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。

光的干涉、衍射和偏振电磁波练习一、选择题1．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2．(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有()A．杀菌用的紫外灯B．拍胸片的X光机C．治疗咽喉炎的超声波雾化器D．检查血流情况的“彩超”机3.在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示．下列说法正确的是()A．当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的4．下列说法中正确的是()A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B．偏振光的传播方向与振动方向不一定垂直C．透过转动的偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的阳光，能感觉到明暗的变化D．透过转动的偏振片观察阳光能感觉到明暗的变化5.“4G改变生活，5G改变社会”.5G网络使用的无线电通信频率是在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络(无线电通信频率在1.8～2.7 GHz之间)通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大．下列说法正确的是()A．5G信号和4G信号都是横波B．5G信号比4G信号波长更长C．在真空中，5G信号比4G信号传播速度更快D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播6．用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围．下列说法正确的是()A．此实验说明了光沿直线传播B．圆孔变小，衍射图样的范围反而变大C．圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大D．用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同7．雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示．下列说法正确的是()A．雷达利用电磁波的干涉特性工作B．电磁波发射时需要进行调谐和解调C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化8．利用图示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大9．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的变化图像，可能正确的是()10．(多选)如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是( )A ．图乙中的a 是电场能最大的时刻，对应图甲中的3T4时刻 B ．图乙中的b 是电场能最大的时刻，此后的T4内电流方向为正 C ．图乙中的c 是磁场能最大的时刻，对应图甲中的T4时刻D ．图乙中的d 是磁场能最大的时刻，此后电容C 的下极板将充上正电荷11．将一矩形玻璃板水平固定，另一矩形玻璃板一端放在水平玻璃板M 端上，另一端与水平玻璃板N 端之间插入两张纸片，侧视如图所示．用单色平行光a 从上方竖直射入，从上方可以观察到明暗相间的条纹．换用单色平行光b 从上方竖直射入，观察到条纹间距变小，下列说法正确的是( )A ．明暗条纹与MN 平行B ．抽去一张纸片，条纹间距变小C ．a 光的频率大于b 光的频率D ．遇到相同障碍物时，a 光比b 光产生的衍射现象更明显12．某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率．方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为真空)，如图所示，特制容器未画出，通过对比填充后的干涉条纹间距x 2和填充前的干涉条纹间距x 1就可以计算出该矿泉水的折射率．单缝S 0、双缝中点O 、屏上的P 0点均位于双缝S 1和S 2的中垂线上，屏上P 点处是P 0上方的第3条亮条纹(不包括P 0点处的亮条纹)的中心．已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c ，双缝S 1与S 2之间距离为d ，双缝到屏的距离为L ，则下列说法正确的是( )A ．来自双缝S 1和S 2的光传播到P 点处的时间差为3λc B ．x 2>x 1C ．该矿泉水的折射率为x 1x 2D ．仅将单缝S 0向左(保持S 0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P 点处能观察到暗条纹13.如图所示，用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( )A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2f 答案 D14.(多选肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是( )A. 过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形 B ．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C ．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D ．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°15.(多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A 为标准平板，B 为待检查的物体，C 为入射光，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是( )A ．入射光C 应采用单色光B ．图乙条纹是由A 的下表面反射光和B 的上表面反射光发生干涉形成的C ．当A 、B 之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹D ．由图乙条纹可知，被检查表面上有洞状凹陷16.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫17.如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电．t＝0时开关S打到b端，t＝0.02 s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值．则()A．LC回路的周期为0.02 sB．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大C．t＝1.01 s时线圈中磁场能最大D．t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向二、非选择题18.奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．(1)偏振片A的作用是_______________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是________．A．到达O处光的强度会减弱B．到达O处光的强度不会减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案1． C2． AB3. D4． C5．A6． B7． D8． A9． D10． BC11． D12． C13. D14. AB15. AB16. B17. C18. (1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD。