（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（測(cè)）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

《（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（測(cè)）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（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（測(cè)）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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．1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求； 9~12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)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

2、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 【答案】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(wú)影燈利用的是光的衍射原理 C．陽(yáng)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)

3、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(wú)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(yáng)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C。 【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

4、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】D 【名師點(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

5、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。 【名師點(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)

6、是圖中的： （ ） A．B．C．D． 【答案】D 【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． 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： （ ） 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

7、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)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、相位差恒定 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 圖樣特點(diǎn) 不同點(diǎn) 條紋寬度 條紋寬度相等 條紋

8、寬度不等，中央最寬 條紋間距 各相鄰條紋間距相等 各相鄰條紋間距不等 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。分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是： （ ） A．a(chǎn)、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 【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

9、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①a、b從同種玻璃射向空氣，a的臨界角小于b的臨界角；②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③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 B．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】A 【解析】 根據(jù)臨界角C、折射率，由①a的臨界角小于b的臨界角，可知na＞nb，根據(jù)色散規(guī)律可知a的頻率大于b即γa＞γb；根據(jù)雙縫干涉條紋間距，由②c的條紋間

10、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，需要一一進(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可知條紋間距越大波長(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(yáng)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

11、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 【名師點(diǎn)睛】該題中掌握了雙縫干涉的條紋間距與L、d和λ之間的關(guān)系，是解決本題的關(guān)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腰三棱鏡的同一點(diǎn)O，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)，

12、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a光發(fā)生折射，則知a光的臨界角大于b光的臨界角，由臨界角公式得知，玻璃對(duì)a光的折射率較小，由分析得知，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

13、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．在光的雙縫千涉實(shí)驗(yàn)中，條紋間距與縫的寬度成反比 E．波速公式v＝λf說明波速只與波長(zhǎng)、頻率

14、有關(guān)，與介質(zhì)無(wú)關(guān) 【答案】ACD 【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(yáng)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

15、析】 光纖通信是利用了光的全反射原理制成的，故A正確；水面上的油膜在陽(yáng)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。 【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

16、波長(zhǎng)為0.75μm的紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，雙縫間的距離是0.05mm，縫到屏的距離是1m，相鄰兩條紋間的距離是多大? 【答案】 【解析】 根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋間距公式，則：。 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵能夠根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋間距公式列式求解。 14．（10分）在楊氏干涉實(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 【考點(diǎn)定位】光的雙縫干涉 【方法技巧】重點(diǎn)考查條紋間距的公式。 15．（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)，

17、已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2．1×10－6 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4×10－7 m． （2）已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3．15×10－7 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λ1，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為λ2，由， 得λ1＝nλ2＝1．5×4×10－7 m＝6×10－7 m 根據(jù)路程差Δr＝2．1×10－6 m，所以 由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長(zhǎng)λ1的3．5倍，所

18、以P點(diǎn)為暗條紋． （2）根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系得 由此可知，B光在空氣中波長(zhǎng)λ2為： λ2＝nλ介＝×3．15×10－7 m＝5．25×10－7 m 由路程差Δr和波長(zhǎng)λ的關(guān)系 可見，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋． 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握形成明條紋或暗條紋的條件、折射率與波長(zhǎng)的關(guān)系等等知識(shí)，要知道到兩個(gè)雙縫的距離之差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)亮紋；到兩個(gè)雙縫的距離之差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)出現(xiàn)暗紋；基礎(chǔ)題。 16．（15分）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4/3的水中，這時(shí)屏上的條紋間距是多少？ 【答案】6．3×10－7m；2．8×10－2m 【名師點(diǎn)睛】此題考查了雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)，首先要知道實(shí)驗(yàn)原理，并且要熟練掌握條紋間距的表達(dá)式，并能知道各個(gè)量表示的物理意義；此題是基本的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，在高考中也是經(jīng)常出現(xiàn)的．