高考物理一輪復(fù)習(xí)專題53光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象(測(cè))(含解析)

1、專題53光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象（測(cè)）【滿分：110分時(shí)間：90分鐘】一、選擇題（本大題共 12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.18題只有一項(xiàng)符合題目要求；912題有多項(xiàng)符合題目要求。 全部選又的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1.下列說法正確的是：（）A.自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能獲得偏振光B.只要聲源在運(yùn)動(dòng)，觀察者總是感到聲音的頻率變高C.全息照片往往用激光拍攝，主要是利用了激光的高相干性D.將兩個(gè)固有頻率相同的音叉稍稍間隔一點(diǎn)距離并列放置，敲擊其中一個(gè)音叉后用手將它按住，讓它停止振動(dòng)，卻能聽到未被敲擊的音叉發(fā)出聲音，這是聲波的干涉現(xiàn)象

2、【答案】C【解析】自然界中的反射光等均屬于偏振光$故A錯(cuò)誤s只有聲漉和觀察者間有*取寸運(yùn)理寸才能明察到頻 率的變化J故B錯(cuò)誤下全息照片往往用激光拍攝主要是桑死了激光的高彳軒性.故C正礴3將兩個(gè)固有 頻率相同的音叉手群肖間隔一點(diǎn)距離并列放后，敲擊其中一個(gè)音叉后用手臂它I物主.讓它停止振動(dòng)，卻肓副f 到未被敲擊的音叉發(fā)出聲音，這是聲波共口里現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤5故選C。【名師點(diǎn)睛】題考查生活中的光學(xué)及聲音現(xiàn)象，要知道自然界中的反射光等均屬于偏振光；只有聲源相對(duì)觀察者在運(yùn)動(dòng)時(shí)才能感到頻率變化；激光具有相干性；相同頻率的物體可以產(chǎn)生共振現(xiàn)象，要學(xué)會(huì)注意觀察總結(jié)并能會(huì)解釋相關(guān)現(xiàn)象。2 .關(guān)于光的現(xiàn)象，下列說法

3、正確的是：（）A.波源與觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，光波不會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)B.無影燈利用的是光的衍射原理C.陽光下肥皂泡呈現(xiàn)彩色是光的薄膜干涉現(xiàn)象D.雨后的彩虹是光的干涉現(xiàn)象【答案】C【解析】 波源與觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲波會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，光波也會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng).故A錯(cuò)誤；光源較大時(shí)，本影很小，無影燈是利用光的直線傳播原理制成的.故 B錯(cuò)誤；肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜內(nèi)外反射的光線，相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象，這是光的干涉造成的.故C正確；雨后的彩虹是光的折射現(xiàn)象，不是干涉現(xiàn)象.故D錯(cuò)誤.故選Co【名師點(diǎn)睛】本題主要考查的是光的多普勒效應(yīng)、光的干涉與衍射以及光沿直線傳播現(xiàn)象

4、的應(yīng)用；此題涉及的光學(xué)知識(shí)比較多，是一道綜合性的題目，但是難度不大。3 .下列說法正確的是：（）A、光纖通信依據(jù)的原理是光的折射，且內(nèi)芯比包層的折射率大B光的色散現(xiàn)象表明了同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，但各色光在同一介質(zhì)中的光速相同C用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象【答案】Dt解折】泄理信依據(jù)的原理是光的全反射，為了使光在光纖內(nèi)口全反射的方式傳播，內(nèi)芯的折射率應(yīng)該比包層大，故A錯(cuò)誤亍光的色散現(xiàn)象表明了同f 版對(duì)不同色光的折射率不同，根據(jù)公式¥=£可以事噬 JT各色光在同一介質(zhì)中的光速不相同，故選哽B錯(cuò)誤，用翩平面檢直

5、光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉 現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；照相機(jī)的鎰?lì)^呈現(xiàn)淡麋色是光的干涉現(xiàn)象，因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橫、黃、綠、藍(lán)、靛、 紫”七種顏邑，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進(jìn)入鏡興，一般情況下者腥 讓球光全言隨人的，這種情況下，你在可見光中看到的鏡義反光其顏色就是藍(lán)紫色，因?yàn)檫@反射光中已經(jīng)沒有了綠比，故D正確?！久麕燑c(diǎn)睛】本題中泊松亮斑與光導(dǎo)纖維學(xué)生容易接受并掌握的知識(shí)點(diǎn)，理解利用薄膜干涉檢查光學(xué) 平面的平整程度和增透膜的原理是該題的關(guān)鍵。4 .有關(guān)光現(xiàn)象的應(yīng)用技術(shù)，下列敘述中不正確的是：（）A.立體電影的制作與觀看是應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象B.相機(jī)鏡頭表面鍍上一層增透膜是應(yīng)用

6、光的衍射現(xiàn)象C.光導(dǎo)纖維是應(yīng)用光的全反射原理D.利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離【答案】B【解析】 立體電影是應(yīng)用了兩個(gè)偏振片，是光的偏振現(xiàn)象，故 A正確；照相機(jī)鏡頭上的增透膜，是利用光的干涉原理，對(duì)反射光進(jìn)行振動(dòng)減弱，從而導(dǎo)致透射光增加，故B錯(cuò)誤；用光導(dǎo)纖維束傳送圖象是利用光的全反射，故C正確；激光方向集中，也就是平行度好，可用于測(cè)量月球到地球的距離，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選 B?！久麕燑c(diǎn)睛】檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象；增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象；光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)是光的全反射應(yīng)用；過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的折射色散現(xiàn)象， 從而即可各項(xiàng)求解。5 .如圖所示

7、為一顯示薄膜干涉及現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈.往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到干涉圖象應(yīng)是圖中的：（）【解析】往火焰上灑些鹽后，酒精燈放出黃色的光線，當(dāng)黃色的光盆照射到紀(jì)皂腹上時(shí)從肥皂膜的前后兩個(gè)表面分別反射兩列光這兩列光的頻率相同，故為相干光源，當(dāng)光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)呈現(xiàn)高條城,當(dāng)光程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)呈現(xiàn)暗條紋，由于重力的作用使下側(cè)的肥皂膜厚度比中就，而上惻的I;仔支薄相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出現(xiàn)水平的陰暗相間的干涉物.故D正確，A. B、C錯(cuò)誤.故選口.【名師點(diǎn)睛】該實(shí)驗(yàn)通過光在膜的前后表面的反射光在前表面疊加，形成干涉，產(chǎn)生干涉條紋，路程差

8、為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋.6 .把一個(gè)凸透鏡的彎曲表面壓在另一個(gè)玻璃平面上，讓單色光從上方射入，這時(shí)可以看到亮暗相間的同心圓環(huán)，對(duì)這些亮暗圓環(huán)的相關(guān)闡釋合理的是：（）夕 鄉(xiāng) 鄉(xiāng)A.遠(yuǎn)離中心點(diǎn)處亮環(huán)的分布較疏B.用白光照射時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)干涉形成的圓環(huán)C.是透鏡曲面上反射光與透鏡上方平面上的反射光干涉形成的D.與同一亮環(huán)相對(duì)應(yīng)的空氣薄膜的厚度是相同的【答案】D【解析】 遠(yuǎn)離中心點(diǎn)處亮環(huán)的分布較密，A錯(cuò)；用白光照射時(shí)，仍能出現(xiàn)干涉形成的圓環(huán)，,B錯(cuò)；是空氣膜也即透鏡曲面上反射光與玻璃平面上的反射光干涉形成的，C錯(cuò)；當(dāng)光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)是亮條紋，與同一亮環(huán)相對(duì)

9、應(yīng)的各處空氣薄膜的厚度是相同的，故D正確。【名師點(diǎn)睛】光的干涉和衍射比較內(nèi)容干涉衍射現(xiàn)象在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、 相位差恒士7E障礙物或孔的尺寸與波長(zhǎng)差不多或小得多典型實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)單縫衍射、圓孔衍射、不透明圓盤衍射圖不.條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等樣同條紋間距特占八、占 八、亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射都有明暗相間的條紋7.如圖所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣。分析各圖樣的

10、特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是：（）mm ilium mill iiiiiabcdA. a、b是光的干涉圖樣B. c、d是光的干涉圖樣C.形成a圖樣光的波長(zhǎng)比形成 b圖樣光的波長(zhǎng)短D. c、d中央條紋為暗紋【答案】A【解析】干涉圈樣的條皎等間距，故A正確. B墻誤：無論是干涉還是衍射，形成的條紋間蹌大的波長(zhǎng)長(zhǎng)， 額形成且圖樣光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，C錯(cuò)誤.心d是衍射條紋，中央是亮條紋，選頊D錯(cuò) 誤；故選A,1名師點(diǎn)睛】本題考查了干涉圖樣的特點(diǎn)，條紋間距與光波的波長(zhǎng)成正比.干涉條紋的間距是相等的， 條紋間距大的光波波長(zhǎng)長(zhǎng).8.用a、b、c、d表示四種單色光，若a、 b從同種玻璃射向空氣，a的

11、臨界角小于b的臨 界角；用b、c和d在相同條件下分別做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)， c的條紋間距最大用 b和d在相 同條件下分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，d的現(xiàn)象明顯.則可推斷a、b、c、d可能分別是：（）A.紫光、藍(lán)光、紅光、橙光8 .藍(lán)光、紫光、紅光、橙光C.紫光、藍(lán)光、橙光、紅光D.紫光、橙光、紅光、藍(lán)光【答案】A1【斛析】 根據(jù)臨界角C、折射率n= ,由a的臨界角小于b的臨界角，可知na>nb, sin C根據(jù)色散規(guī)律可知 a的頻率大于b即丫 a> 丫 b；根據(jù)雙縫干涉條紋間距 AX =L九，由c的 d條紋間距最大可知 b、c和d中c的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故 c的頻率最??；用b和d在相同條件下分別 做單縫衍

12、射實(shí)驗(yàn)，d的現(xiàn)象明顯，可知d的波長(zhǎng)較b大，d的頻率較b??；綜合上述可知a、b、c、d的頻率從大到小依次為 abdc,故A正確.故選A【名師點(diǎn)睛】要判定四種光的頻率大小關(guān)系，需要進(jìn)行比較：從同一介質(zhì)射向空氣折射率越大臨界角越小， 頻率越大；根據(jù)雙縫干涉圖樣的條紋間距 AX =L %可知條紋間距越大波 d長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小。9 .下列說法中正確的是：（）A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則干涉條紋間距變寬B.太陽能真空玻璃管采用鍍膜技術(shù)增加透射光，這是利用了光的干涉原理C.交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接 收到的頻率發(fā)生的變化，就知道

13、汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理。這一技術(shù)應(yīng)用了多普勒 效應(yīng)D.托馬斯？楊通過光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)，證明了光是一種波【答案】ABC【解折】球光的波長(zhǎng)比紅光短，而干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比,知僅將入光由塌光改為紅光，則干涉 條紋間距變寬，最A(yù)正確：太陽能真空玻璃管果用鍍眼技術(shù)陪加透射光，利用腹形成頻率相同的光.從而 進(jìn)行巍加，導(dǎo)致反射光出現(xiàn)相互減弱，這是利用了光的干涉原理，故B正痛；交通警察阿亍迸中的汽車發(fā) 射Y已知頻率的電曲調(diào)波祓運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，相據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，瞅口道汽車的速度， 以便于進(jìn)行交通管理.這一技術(shù)應(yīng)用了多普期效應(yīng).故C正確S托馬斯揚(yáng)通過光的雙醴干涉案蚯，證明了 光是T中波

14、.故1疆【名師點(diǎn)睛】該題中掌握了雙縫干涉的條紋間距與L、d和入之間的關(guān)系A(chǔ)x =L九，是解決本題的關(guān)d鍵所在.其他的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是記憶性的知識(shí)點(diǎn)，比較簡(jiǎn)單.10 .兩束單色光a和b沿如圖所示方向射向等月三棱鏡的同一點(diǎn)Q已知b光在底邊界面處發(fā)生全反射，兩束光沿相同方向射出，則：（）A.在棱鏡中a光的傳播速度較大B.用a光檢查光學(xué)平面的平整度時(shí)，呈現(xiàn)的明暗相見條紋比b光呈現(xiàn)的條紋要密C.若a、b兩種色光以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大D.用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光衍射條紋寬度更大【答案】AC【解析】 若兩束單色光a和b都沿著出射光線方向入射，則 b光將發(fā)生全反射，而

15、 a光發(fā)生1折射，則知a光的臨界角大于b光的臨界角，由臨界角公式 sinC = 得知，玻璃對(duì)a光的折c .射率較小，由n=分析得知，a光的速度比b光大.故A正確；a光的波長(zhǎng)大于b光，故根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，用a光檢查光學(xué)平面的平整度時(shí)，呈現(xiàn)的明暗相見條紋間距較大，即a光比b光呈現(xiàn)的條紋要疏，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；b光的折射率比a光大，則若a、b兩種色光以相同 角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大，選項(xiàng) C正確；a光的波長(zhǎng)大于b光，則用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光衍射條紋寬度更大，選項(xiàng) D錯(cuò)誤；故選 AC【名師點(diǎn)睛】本題的解題關(guān)鍵是運(yùn)用光路可逆性原理，分析折射率的大小，再進(jìn)一步分析兩

16、光束波長(zhǎng)、頻率關(guān)系，即可分析光的衍射和干涉現(xiàn)象。注意折射率大的光的頻率較大，波長(zhǎng) 較小。11 .下列說法正確的是：（）A.機(jī)械波、電磁波均能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象B.泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象中的加強(qiáng)區(qū)C.全息照相的拍攝利用了光的干涉原理D.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋間距與縫的寬度成反比E.波速公式v= Xf說明波速只與波長(zhǎng)、頻率有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)【答案】ACDt解折】只要是波i勻能發(fā)生干涉與方射，故A正確汨松亮斑是光的射現(xiàn)象中的加強(qiáng)區(qū)，故B錯(cuò)誤,全息照相的拍攝淞此了尤的干涉原理，故C正確j由干涉條紋間距公式過5條段間距與腥的寬度成反此，故D正確廠波速公式二九/,波速與波長(zhǎng)、頻相關(guān)，而對(duì)于。=皿，可知，

17、波速還與介質(zhì)折射相 關(guān)，故E*?1名師點(diǎn)睛】只要是波均能發(fā)生干涉與衍射；泊松亮斑光的衍射現(xiàn)象；光的偏振與光是橫波有關(guān)；機(jī) 械波的波速與介質(zhì)有關(guān)；“彩超”利用多普勒效應(yīng)原理，測(cè)血流速度，從而即可求解。12 .下列說法正確的是：（）A.光纖通信是利用了全反射的原理B.水面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的衍射造成的C.障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多時(shí)，一定不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象D.人們瞇起眼睛看燈絲時(shí)看到的彩色條紋是光的單縫衍射圖樣E.水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃猩湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反 射的緣故【答案】ADE【解析】 光纖通信是利用了光的全反射原理制成的，故A正確；水

18、面上的油膜在陽光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于油膜的上下表面對(duì)光的干涉形成的，故 B錯(cuò)誤；障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)大得多時(shí)，也會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象；只不過不明顯，故 C錯(cuò)誤；人們瞇起眼睛看燈絲時(shí)看到 的彩色條紋是光的衍射圖樣，故 D正確；氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故，故E正確。題名師點(diǎn)睛】本題考查了全反射、干涉、衍射、電磁波等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，難度不大，關(guān)鍵要熟 悉教材，牢記并理解這些基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。二、非選,擇題（本大 題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50 分）13. （10分）用波長(zhǎng)為0.75 m的紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，雙縫間的距

19、離是0.05mm,縫到屏的距離是1m,相鄰兩條紋間白距離是多大 ？【答案】x -1,5 102m【解析】 根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋間距公式Ax= L九，則：ix = 1,5x10-mod【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵能夠根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋間距公式Ax= L九列式求解。d14. （10分）在楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長(zhǎng) 入=5. 89X10-7m,雙縫間的距離d=1mm雙 縫到屏的距離l=2m求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距.【答案】1. 178X 10 2 m【解析】*翦限條紋的中心間距Ax = 44 d 由題意缸，亮條紋的數(shù)目血解得工=半，代熱數(shù)據(jù)得】173x10- d【考點(diǎn)定位】光的雙縫干涉

20、【方法技巧】重點(diǎn)考查條紋間距的公式2、"d15. （15分）如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中， S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知 P點(diǎn)與 S、4距離之差為2. 1X10 6 m,分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問 P點(diǎn) 在下面兩種情況中，是亮條紋還是暗條紋？（1）已知A光在折射率為n=1. 5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為 4X10 7 m.（2）已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為 3. 15X10 7 m,當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為 37。.【答案】（1）暗條紋 （2）亮條紋【解析】（1）設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為 入1,在介質(zhì)中波長(zhǎng)為 入2,由n=21,得 入 i = nQ=i. 5x4x10 7 m = 6X10 7 mar 21 10-根據(jù)路程差 Ar =2.