（講練測(cè)）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（練）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、專題53 光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象（練） 1．下列應(yīng)用中是利用光的干涉原理的是_____（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．增透膜 B．偏振片 C．全息照相 D．在磨制各中鏡面或其它精密光學(xué)平面時(shí)，檢查鏡面的平整度 E．切割和焊接金屬 【答案】ACD 【解析】 增透膜、全息照相以及在磨制各中鏡面或其它精密光學(xué)平面時(shí)，檢查鏡面的平整度，都是利用光的干涉現(xiàn)象；而偏振片是利用光的偏振；切割和焊接金屬與光的干涉無關(guān)；故選ACD． 【名師點(diǎn)睛】考查

2、應(yīng)掌握各種儀器的工作原理和使用方法，注意干涉與衍射之間的區(qū)別與聯(lián)系． 2．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上出現(xiàn)的條紋情況是： （ ） A．中央明條紋最寬 B．各種不同色光的暗條紋間距一樣大 C．對(duì)于同種色光，光屏離雙縫距離越遠(yuǎn)明條紋的間距越小 D．在相同裝置中紅光的明條紋間距比紫光的明條紋間距大 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】解答此題要知道：雙縫干涉條紋等間距、等寬度、等亮度．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式比較條紋間距的大小。 3．（多選）下列關(guān)于光現(xiàn)象，說法正確的是： （ ） A．通過游標(biāo)卡尺測(cè)量爪的狹縫觀察日光燈周圍有彩紋，是由于光的折射 B．

3、雨后彩虹是陽光通過水霧形成的衍射現(xiàn)象 C．激光全息照相利用了激光相干性好的特點(diǎn) D．拍攝玻璃櫥窗里的物體時(shí)，在鏡頭前裝偏振濾光片可以減弱玻璃表面反射光的影響 【答案】CD 【解析】 通過游標(biāo)卡尺測(cè)量爪的狹縫觀察日光燈周圍有彩紋，是光的衍射，A錯(cuò)誤；雨后彩虹是由于光的折射造成色散形成的，故B錯(cuò)誤；激光全息照相利用了激光相干性好的特點(diǎn)，C正確；反射光是偏振光，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，或拍攝水面上的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝偏振片以減弱玻璃表面反射光進(jìn)入照相機(jī)鏡頭，故D正確； 【名師點(diǎn)睛】該題考查到光的衍射、干涉、偏振現(xiàn)象和各種電磁波的性質(zhì)，對(duì)光的本性的考查比較全面．都是基礎(chǔ)知識(shí)．屬于基礎(chǔ)題

4、目． 4．以下說法正確的是_____（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．對(duì)于同一障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光波越容易繞過去 B．白光通過三棱鏡后在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干涉現(xiàn)象 C．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，顏色不變 D．用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉 E．不管光源與觀察者是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者觀察到的光速是不變的。 【答案】ADE 【名師點(diǎn)睛】考查光的明顯衍射的條件，區(qū)別光的折射與干涉色散，注意光的干涉的條件，同時(shí)掌握光從一介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì)時(shí)，光的頻率不變，即顏色不變．

5、 5．用氦氖激光器進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，已知使用的雙縫間距離d=0.1mm，雙縫到屏的距離l=6．0m，測(cè)得屏上干涉條紋中亮紋的間距是3．8cm，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長(zhǎng)λ是多少？假如把整個(gè)裝置放入折射率是的水中，這時(shí)屏上的條紋間距是多少？ 【答案】（1）氦氖激光器發(fā)出的紅光波長(zhǎng)λ是6．3×10﹣7m； （2）屏上的明條紋間距是2．85×10﹣2m． 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握波動(dòng)和振動(dòng)的關(guān)系，以及條紋間距公式△x=λ的應(yīng)用． 1．如圖所示用A．b兩種單色光分別通過同一個(gè)雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣，現(xiàn)讓A．b兩種單色光組成的復(fù)色光通過三棱鏡或平行玻璃磚，光的傳播路徑和方向可能

6、正確的是： （ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 由圖看出a光的干涉條紋大，根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式可知，a光的波長(zhǎng)大，則同一介質(zhì)對(duì)a的折射率小，對(duì)b光的折射率大；根據(jù)平行玻璃磚的光學(xué)特性可知，光線經(jīng)過兩次折射后從玻璃射出的出射光線與入射光線平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射時(shí)a光應(yīng)在右側(cè)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)平行玻璃磚的光學(xué)特性可知，出射光線與入射光線平行，即ab應(yīng)該都與入射光平行，故B錯(cuò)誤；由分析可知，a光的臨界角較大．當(dāng)光從棱鏡射入空氣中時(shí)，若b發(fā)生全反射，則a光可能不發(fā)生全反射，能從棱鏡射出，但光

7、線在棱鏡右側(cè)面仍有反射，反射光則為復(fù)色光，故C正確；若a光發(fā)生全反射，則b光一定發(fā)生全反射，兩光束都不能從棱鏡射出，故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】解決本題掌握光學(xué)的基本知識(shí)：雙縫干涉相鄰條紋間距公式、折射定律、臨界角公式、全反射的條件，知道折射率與波長(zhǎng)、頻率等等的關(guān)系。 2．兩束單色光Ⅰ、Ⅱ從水下同一位置同一方向射向水面，只產(chǎn)生兩束光線，光路圖如圖所示，則： （ ） A．兩束光在水中傳播時(shí)，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅰ的速度 B．兩束光在水中傳播時(shí)波長(zhǎng)一樣 C．兩束光線通過同一小孔時(shí)，光線Ⅰ的衍射現(xiàn)象更明顯 D．光束Ⅰ從水中到空氣中頻率變大 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】

8、本題整合了光的折射、全反射、衍射、速度等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，有效地考查了學(xué)生對(duì)光學(xué)內(nèi)容的掌握情況；要知道折射率較大的光，頻率較大，臨界角小，在介質(zhì)中的傳播速度較?。? 3．（多選）如圖所示是一豎立的肥皂液薄膜的橫截面，關(guān)于豎立肥皂液薄膜上產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象的下列陳述中正確的是： （ ） A．干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加 B．干涉條紋的暗紋是由于上述兩列反射波的波谷與波谷疊加而成 C．用綠色光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃光照射時(shí)小 D．薄膜上干涉條紋基本上是水平的 【答案】ACD 【解析】 由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜

9、，干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加，故A正確；干涉條紋的暗紋是由于上述兩列反射波的波谷與波峰疊加而成，故B錯(cuò)誤；條紋間距與光的波長(zhǎng)成正比，由于綠光波長(zhǎng)短，故綠光條紋間距小，故C正確；薄膜的干涉是等厚干涉，同一條紋厚度相同，故條紋是水平的，故D正確；故選ACD． 【名師點(diǎn)睛】薄膜干涉分為兩種一種叫等傾干涉，另一種稱做等厚干涉．等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜前、后表面而形成的干涉條紋．薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，故稱等厚干涉．牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉。 4．下面有關(guān)光的干涉現(xiàn)象的描述中,正確的是： （

10、） A．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,將入射光由綠光改為紫光,則條紋間隔變寬 B．白光經(jīng)肥皂膜前后表面反射后,反射光發(fā)生干涉形成彩色條紋 C．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若縫S1射入綠光,S2射入紫光,則條紋是彩色的 D．光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式，以及知道當(dāng)兩列光的路程差等于半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，當(dāng)路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋． 5．登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射，否則將會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛的傷害的眼鏡。他選用

11、的薄膜材料的折射率為n=1．5，所要消除的紫外線的頻率為Hz，那么它設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是多少？ 【答案】因此膜的厚度至少是。 【解析】為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)該使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射形成的光疊加后加強(qiáng)，因此光程差應(yīng)該是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的1/2。紫外線在真空中的波長(zhǎng)是，在膜中的波長(zhǎng)是，因此膜的厚度至少是。 【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． 1．【2016·上海卷】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的

12、條紋，則： （ ） A．中間條紋間距較兩側(cè)更寬 B．不同色光形成的條紋完全重合 C．雙縫間距離越大條紋間距離也越大 D．遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋 【答案】D 【方法技巧】通過雙縫干涉條紋特征和單縫衍射條紋特征進(jìn)行分析和判斷，再應(yīng)用公式分析條紋間距。 2．【2016·天津卷】右圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則： （ ） A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大 B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大 C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光的飽和電流大 D．若兩光均由氫

13、原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大 【答案】D 【解析】由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光的，根據(jù)可知，a的波長(zhǎng)小于b的波長(zhǎng)，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，則根據(jù)可知，在同種介質(zhì)中傳播時(shí)a光的傳播速度較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)可知，從同種介質(zhì)中射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，故無法比較飽和光電流的大小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a光的頻率較高，若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，則產(chǎn)生a光的能級(jí)差大，選項(xiàng)D正確。 【名師點(diǎn)睛】此題考查了雙縫干涉、全反射、光電效應(yīng)以及玻爾理論等知識(shí)點(diǎn)；要知道雙縫干涉中條紋間距的表達(dá)式，能從

14、給定的圖片中得到條紋間距的關(guān)系；要知道光的頻率越大，折射率越大，全反射臨界角越小，波長(zhǎng)越小，在介質(zhì)中傳播的速度越小。 3．【2016·江蘇卷】在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長(zhǎng)λ=5．89×10-7m，雙縫間的距離d=1mm，雙縫到屏的距離=2m．求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距． 【答案】1．178×10–2 m 【方法技巧】重點(diǎn)考查條紋間距的公式。 4．【2015·全國新課標(biāo)Ⅱ·34（1）】如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則_____（填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給5

15、分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 【答案】ABD 【解析】 由圖可知：玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率，故C錯(cuò)誤；在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，故A正確；a光的頻率大于b光的頻率,在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，故B正確；若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，因?yàn)閍光的折射率大，則折射光線a首先消失，故D正確；a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故E錯(cuò)誤。 【方法技巧】本題主要是光的折射，重點(diǎn)是考察不同頻率的光，折射率也是不一樣的。注意折射率的兩種算方法，這往往是解決問題的關(guān)鍵。