三年高考真題（2022-2024）分類匯編 物理 專題35光的波動性 含解析

專題35光的波動性考點(diǎn)三年考情（2022-2024）命題趨勢考點(diǎn)1光的干涉（5年4考）2024年高考江西卷：用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測光的波長實(shí)驗。2024年高考遼寧卷：自制雙縫干涉實(shí)驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫。2024年高考廣西卷和2024高考湖南卷：洛埃鏡法干涉實(shí)驗。2024年高考山東卷：檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置。2023年高考山東卷：干涉熱膨脹儀1.光的干涉是高考考查頻率較高的知識，雙縫干涉、薄膜干涉一直是考查的熱點(diǎn)。2.光的衍射和光的偏振的考查一般隔年考查，光的偏振一般設(shè)置情景?？键c(diǎn)2光的衍射和光的偏振（5年2考）2024年高考江蘇卷：用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕2022年高考上海卷：單縫衍射實(shí)驗中，僅減小單縫的寬度考點(diǎn)01光的干涉1.（2024年高考江西卷）某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測光的波長實(shí)驗。下列說法正確的是（）A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測量頭等元件B.透鏡的作用是使光更集中C.單縫的作用是獲得線光源D.雙縫間距越小，測量頭中觀察到的條紋數(shù)目內(nèi)越多【答案】BC【解析】進(jìn)行雙縫干涉測光的波長實(shí)驗，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測量頭等元件，故A錯誤；透鏡的作用是使光更集中，故B正確；單縫的作用是獲得線光源，故C正確；根據(jù)條紋間距公式可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距較大，測量頭中觀察到的條紋數(shù)目內(nèi)越少，故D錯誤。2.（2024年高考遼寧卷）某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗裝置，在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照雙縫，能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是（）A.換用更粗的頭發(fā)絲 B.換用紅色激光照雙縫C.增大紙板與墻面距離 D.減小光源與紙板的距離【答案】A【解析】根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式，△x=Lλ/d，要使相鄰兩亮條紋中央間距變小，可使雙縫間距d變大，即換用更粗的頭發(fā)絲，A正確；若換用紅色激光照射雙縫，由于紅光的波長大于綠光，則相鄰兩亮條紋中央間距變大，B錯誤；若增大紙板與墻面的距離，即增大L，則相鄰兩亮條紋中央間距變大，C錯誤；減小光源與紙板的距離，則相鄰兩亮條紋中央間距不變，D錯誤。3.（2024年高考廣西卷）如圖，S為單色光源，S發(fā)出的光一部分直接照在光屏上，一部分通過平面鏡反射到光屏上。從平面鏡反射的光相當(dāng)于S在平面鏡中的虛像發(fā)出的，由此形成了兩個相干光源。設(shè)光源S到平面鏡和到光屏的距離分別為a和l，，鏡面與光屏垂直，單色光波長為。下列說法正確的是（）A.光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為B.光屏上相鄰兩條暗條紋的中心間距為C.若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中此時單色光的波長變?yōu)镈.若將整套裝置完全浸入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為，則該液體的折射率為【答案】AD【解析】根據(jù)光的反射對稱性可知光源S與平面鏡中的虛像距離為2a，根據(jù)條紋間距公式可知故A正確，B錯誤；若將整套裝置完全浸入折射率為n的蔗糖溶液中，光的頻率不變，根據(jù)其中c為在真空中的光速，則故C錯誤；若將整套裝置完全沒入某種透明溶液中，光屏上相鄰兩條亮條紋的中心間距為，根據(jù)條紋間距公式有可得結(jié)合C選項的分析可知所以故D正確。4.（2024高考湖南卷）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗），平面鏡沿放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度，如圖所示。S為單色點(diǎn)光源。下列說法正確的是（）A.沿向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B.沿向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C.若，沿向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D.若，沿向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動【答案】BC【解析】根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射光（可以等效成虛像S′發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足相干光條件。所以實(shí)驗中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與S′的距離為d，則d=2aS到光屏的距離為l，代入雙縫干涉公式可得則若θ=0°，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面鏡，對l和d均沒有影響，則干涉條紋間距不變，也不會移動，故C正確，D錯誤；同理再次畫出光路圖有沿OA向右略微平移平面鏡，即圖中從①位置→②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小，沿AO向左略微平移平面鏡，即圖中從②位置→①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動，故A錯誤，B正確。。5.（2024年高考山東卷）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（）A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格【答案】C【解析】單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發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠c不合格。故選C。6.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，下列說法正確的是（）A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動 B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動 D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動【參考答案】A【名師解析】由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則條紋向左移動。A正確。7.（2023學(xué)業(yè)水平等級考試上海卷）我國科學(xué)家獲得單色性很好的兩種光A，B，且頻率νA小于νB，若它們在真空中通過相同距離的時間分別是tA和tB，則tAtB，（選填“＞”“＜”“=”）。若它們通過相同的雙縫達(dá)到同一光屏，則頻率為的光產(chǎn)生的干涉條紋間隔更寬?！緟⒖即鸢浮?νA【名師解析】真空中所有光的傳播速度相同，所以tA=tB，由于頻率大的光波長短，若它們通過相同的雙縫達(dá)到同一光屏，根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式可知波長較長的νA光產(chǎn)生的干涉條紋間隔更寬。8.（2023高考河北卷）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同 B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉 D.薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色【參考答案】C【名師解析】．上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯誤；硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，振動加強(qiáng)，故B錯誤，C正確；根據(jù)光的干涉中相互加強(qiáng)的條件，可知當(dāng)薄膜的厚度發(fā)生變化時，滿足加強(qiáng)條件的波長也會發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)不同的顏色，故D錯誤。9.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.倍 B.倍 C.2倍 D.3倍【參考答案】B【名師解析】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距與波長關(guān)系有由題圖知x乙=2x甲則。B正確。10.（2022山東物理）某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫，的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C.照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋【參考答案】ACD【命題意圖】本題考查雙縫干涉及其相關(guān)知識點(diǎn)?！久麕熃馕觥坑蓤D可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；根據(jù)條紋間距公式可知照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；照射兩條狹縫時，若光從狹縫、到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋，故D正確。故選ACD。11．（2022年6月浙江選考）如圖所示，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實(shí)驗，在失重環(huán)境下，往大水球中央注入空氣，形成了一個空氣泡，氣泡看起來很明亮，其主要原因是第第8題圖A．氣泡表面有折射沒有全反射 B．光射入氣泡衍射形成“亮斑”C．氣泡表面有折射和全反射 D．光射入氣泡干涉形成“亮斑”【參考答案】C【命題意圖】本題考查光的折射和全反射?！窘忸}思路】氣泡看起來很明亮，其主要原因是氣泡表面有折射和全反射，C正確。12．（2022年6月浙江選考）關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗，下列說法正確的是A．用復(fù)色光投射就看不到條紋 B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋 D．藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的大【參考答案】B【命題意圖】本題考查雙縫干涉實(shí)驗?！窘忸}思路】用復(fù)色光投射可以看到彩色條紋，A錯誤；明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果，B正確；把光屏前移或后移，仍能看到明暗相間條紋，C錯誤；根據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式，可知藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的小，D錯誤。13.（2022年1月浙江選考）雙縫干涉實(shí)驗是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動量為1.2×10-23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列說法正確的是（）

A.發(fā)射電子的動能約為8.0×10-15JB.發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10-11mC.只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉D.如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣【參考答案】BD【名師解析】根據(jù)動量的大小與動能的關(guān)系可知發(fā)射電子的動能約為，故A錯誤；發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為，故B正確；物質(zhì)波也具有波粒二象性，故電子的波動性是每個電子本身的性質(zhì)，則每個電子依次通過雙縫都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量電子顯示出干涉圖樣，故C錯誤，D正確；故選BD。14．（2021高考江蘇物理卷）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）【參考答案】C【命題意圖】本題考查薄膜干涉及其相關(guān)知識點(diǎn)?！窘忸}思路】根據(jù)題述肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，可知肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是C。15．（2021高考新課程I卷山東卷）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是（）【參考答案】D【名師解析】根據(jù)薄膜干涉現(xiàn)象，可知該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x逐漸減小。由于干涉條紋間隔逐漸增大，所以d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是D?？键c(diǎn)02光的衍射，光的偏振1.（2024年高考江蘇卷）用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會觀察到（）A.兩鏡片都變亮 B.兩鏡片都變暗C.兩鏡片沒有任何變化 D.左鏡片變暗，右鏡片變亮【答案】D【解析】立體影院的特殊眼鏡是利用了光的偏振，其鏡片為偏振片，立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，根據(jù)可知將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后左鏡片變暗，右鏡片變亮。故選D。2．（2023高考北京卷）陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）A．偏振現(xiàn)象B．衍射現(xiàn)象C．干涉現(xiàn)象D．全反射現(xiàn)象【參考答案】C