考点27 光的干涉、衍射和偏振现象 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 电磁波-【金版教程】2025年高考物理一轮总复习首选用卷课件PPT（新教材）

考点27　光的干涉、衍射和 偏振现象　实验：用双缝干涉实验测量光的波长　电磁波 目录 1 2 狂刷小题·夯基础 精做大题·提能力 狂刷小题·夯基础 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 题组一　基础小题 1．(2023·江苏省南京市、盐城市高三下一模补偿训练)关于光现象的叙述，以下说法正确的是(　　) A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉 B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射 C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的干涉 D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析　太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，A正确；雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的，属于折射现象，B错误；通过笔间狭缝观看工作着的日光灯管出现彩色条纹，属于单缝衍射，C错误；阳光下树影中呈现的小圆形光斑，是树叶间形成的小孔成像，属于光的直线传播现象，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2．(2024·福建省福州市高三上第一次质量检测)(多选)有关电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(　　) A．适量的紫外线照射有利于人体健康 B．红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体 C．电磁波是横波，且可以在真空中传播 D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 解析　适量的紫外线照射，会促进人体对钙的吸收，有利于人体健康，故A正确；X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线的穿透能力较弱，不能用于透视人体，故B错误；电磁波是横波，且可以在真空中传播，故C正确；电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波还会继续传播，故D错误。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3. 如图所示，P是一偏振片，它的透振方向为竖直方向(图中用带箭头的实线表示)。现用四种入射光束分别照射P时，不能在P的另一侧观察到透射光的是(　　) A．太阳光 B．沿竖直方向振动的光 C．沿水平方向振动的光 D．沿与竖直方向成45°角振动的光 解析　太阳光包含在垂直传播方向沿各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A不符合题意；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B不符合题意；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，故C符合题意；沿与竖直方向成45°角振动的光能部分通过偏振片，故D不符合题意。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 4．(2023·北京市海淀区高三下一模反馈)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是(　　) A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　通过观察发现，图乙中干涉条纹的间距比图甲中的大，根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝eq \f(l,d)λ，因此可以增大双缝到光屏的距离l，减小双缝间距d，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故C、D错误，B正确；双缝干涉条纹间距与光源到单缝的距离无关，故A错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 5．(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一面平一面凸的薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(　　) A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析　由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，A正确，B错误。由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的空气膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，C正确，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 6．“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图甲所示，某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图乙所示。下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是(　　) A．仅转动透镜 B．仅转动双缝 C．仅转动手轮 D．仅转动测量头 解析　亮条纹与分划板的中心线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头，故A、B、C错误，D正确。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 答案 * 7.(2023·广东省茂名市高三下5月大联考)在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，电流计G可视为理想电表，先将开关S置于a处，待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时，电感线圈L和电容器C组成振荡电路，其振荡周期为T。下列说法正确的是(　　) A．开关S刚移至b处，电流计G中将有从左向右的电流经过 B．0～eq \f(T,4)过程中，电容器C放电，电容减小 C．t＝eq \f(T,4)时刻，电感线圈L中磁场能最大 D．eq \f(3T,4)～T过程中，电流计G的读数逐渐变大 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　开关S置于a处时，电容器C上极板接电源正极，电路稳定后上极板带正电，开关S移至b处瞬间，电容器C开始放电，电流计G中将有从右向左的电流经过，A错误；0～eq \f(T,4)过程中，电容器C放电，带电量q减小，但是其电容不会发生变化，B错误；t＝eq \f(T,4)时刻，电容器放电完毕，电容器极板上没有电荷，电场能全部转化为磁场能，所以此时电感线圈L中磁场能最大，C正确；eq \f(3T,4)～T过程是电容器充电过程，此时电路中的电流逐渐变小，所以电流计G的读数逐渐变小，D错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 题组二　高考小题 8．(2023·北京高考)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于(　　) A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象 解析　阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是液膜前后两个面反射的光相互叠加干涉形成的，这种现象属于薄膜干涉现象，C正确，A、B、D错误。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 9．(2023·天津高考)能说明光是横波的是(　　) 解析　横波和纵波都能发生全反射，不能因此确定光是横波还是纵波，故A不符合题意；干涉和衍射是所有波的特性，光能发生干涉和衍射，说明光具有波动性，但不能因此确定光是横波还是纵波，故B、D不符合题意；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，故C符合题意。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 答案 解析 * 10．(2023·江苏高考)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的(　　) A．eq \f(1,3)倍 B．eq \f(1,2)倍 C．2倍 D．3倍 解析　双缝干涉的条纹间距公式为Δx＝eq \f(l,d)λ，由题图知Δx乙＝2Δx甲，而由题意可知，双缝与屏的间距l和单色光波长λ均不变，可得d乙＝eq \f(1,2)d甲，故选B。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 11．(2022·上海高考)在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则光屏上(　　) A．条纹变宽，光强增强 B．条纹变窄，光强增强 C．条纹变宽，光强减弱 D．条纹变窄，光强减弱 解析　根据单缝衍射实验规律可知，单缝的宽度越小，衍射现象越明显，光屏上中央亮条纹越宽；通过单缝的光越少，光屏上光强越弱。因此在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则光屏上条纹变宽，光强减弱，C正确。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 12．(2022·山东高考)(多选)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是(　　) A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 D．照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　图乙中间部分是等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生衍射，故A正确；狭缝越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(L,d)λ，可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确；照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，S1、S2处发出的光波峰和波谷在P点相遇，P点处一定是暗条纹，故D正确。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 13．(2020·江苏高考)(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 解析　紫外光的频率高，能量强，常用于杀菌，紫外灯属于电磁波的应用，A正确；X光的穿透能力较强，常用于拍胸片，X光机属于电磁波的应用，B正确；超声波雾化器属于超声波的应用，与电磁波无关，C错误；“彩超”机属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 14．(2021·福建高考)(多选)以声波作为信息载体 的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11 月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深 潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等 多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波 B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波 C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现 D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析　由题图知，“奋斗者”号与“探索一号” 通信是通过水声通信，声波是纵波，故信息载体属 于纵波，故A错误；由题图知，“奋斗者”号与“沧 海”号通信是通过无线蓝绿光通信，光波是横波， 故信息载体属于横波，故B正确；因为太空中没有 介质，机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信无法通过机械波实现，只能通过电磁波来实现，故C错误；传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，故D正确。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 15．(2021·天津高考)光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比(　　) A．波长变短 B．光子能量增加 C．频率降低 D．传播速度增大 答案 解析 * 解析　紫外线进入液体后与其在真空中相比，频率不变，根据v＝eq \f(c,n)可知传播速度减小，根据λ＝eq \f(v,f)可知波长变短，根据ε＝hν可知光子能量不变。故A正确，B、C、D错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 16．(2021·浙江6月选考)(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° 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析　肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，肥皂膜上的条 纹是来自肥皂膜前后表面的反射光形成的干涉条纹，B正确；若 过肥皂膜最高和最低点的截面是梯形，则干涉条纹间距相等，而 肥皂膜的干涉条纹间距上面宽、下面窄，则肥皂膜从上到下厚度增加得越来越快，过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形，A正确；肥皂膜从形成到破裂的过程中，液膜上面越来越薄，液膜下面越来越厚，则膜上同一位置来自前后表面反射光的路程差发生变化，故亮条纹和暗条纹的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力的作用，肥皂膜稳定后仍会上薄下厚，因此条纹并不会跟着转动90°，D错误。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 17．(2021·湖北高考)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置，反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则(　　) A．λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置 B．λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置 C．λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置 D．λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　由双缝干涉条纹间距的公式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知，λ1＞λ2；反射光经过三棱镜后分成两束色光，由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，则nM>nN；由于λ1＞λ2，则f1<f2，n1＜n2，所以N是波长为λ1的光出射位置。D正确，A、B、C错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 题组三　模拟小题 18．(2023·北京市东城区高三下二模)下列说法正确的是(　　) A．在空气中，可见光和超声波传播速度相同 B．电磁波和机械波都需要介质才能传播 C．无线电波和紫外线都可以发生偏振现象 D．红外线的波长比X射线的波长短 解析　在空气中可见光的传播速度约为3×108 m/s，超声波的传播速度约为340 m/s，两者不相同，A错误；电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，B错误；无线电波和紫外线都属于横波，都可以发生偏振现象，C正确；从电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长长，D错误。 答案 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 19. (2023·浙江省杭州市高三下二模)如图所示，把线圈(内阻 不计)、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电 压传感器(图中未画出)的两端连在电容器的两个极板M、N上。先 把开关置于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时， 电压uMN随时间t变化的图像正确的是(　　) 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　由于电路有能量损耗，有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，故电压振幅会减小，直至为0，而由T＝2πeq \r(LC)可知，电容器C和电感L组成的振荡电路的振荡周期不变，故uMN的变化周期不变，且t＝0时，uMN为正，数值最大，故C正确。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 20．(2023·山东省淄博市部分学校高三下二模)(多选)某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布。下列说法正确的是(　　) A．这位同学在缝屏上安装的是双缝 B．这位同学在缝屏上安装的是单缝 C．当做双缝干涉现象研究时，若要使 干涉条纹的间距变大，应选用双缝间距较小 的双缝 D．当做双缝干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变小，应增大缝屏与光屏间的距离 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　根据题意，由图乙可知，中央条纹光强大且较宽，两侧条纹光强小且较窄，是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝，故A错误，B正确；根据题意，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λeq \f(L,d)可知，若要使干涉条纹的间距变大，应选用双缝间距较小的双缝，若要使干涉条纹的间距变小，应减小缝屏与光屏间的距离，故C正确，D错误。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 21．(2023·重庆市普通高中高三学业水平选择性考试猜题信息联考卷三)某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法错误的是(　　) A．甲图属于圆孔衍射 B．乙图中心处的亮斑是“泊松亮斑”，最 早由泊松推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板 中心的确有这个亮斑 C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析　根据衍射条纹的特点，可知甲图属于圆孔衍射，故A正确；乙图中心处的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，故B错误；不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，故C正确；发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，故D正确。本题选说法错误的，故选B。 解析 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 22. (2023·山东省泰安市高三下二模)如图所示为双缝干涉实验原理图，单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝距光屏距离为8 cm时，屏上P处为中央亮纹一侧的第3条亮纹，现将光屏靠近双缝，观察到P处依旧为亮纹，则光屏移动的最小距离为(　　) A．2 cm B．3.2 cm C．4 cm D．6 cm 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　双缝干涉中相邻亮条纹中心的间距Δx＝eq \f(L,d)λ，则P 处到双缝连线的中垂线与屏交点的间距为x＝3Δx＝eq \f(3Lλ,d)，其 中，d为双缝间距，L为双缝到光屏的距离，λ为光的波长； 将光屏靠近双缝，当P处再次出现亮纹时，光屏移动的距离最小，设为x′，设此时条纹间距为Δx′，则有Δx′＝eq \f(L－x′,d)λ，x＝4Δx′，可解得x′＝eq \f(L,4)＝2 cm，故选A。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 23. (2023·山东省青岛市高三下二模)某同学在研究光的衍射现象时，用a、b两种单色光照射同一单缝衍射实验装置，在光屏上分别观察到如图甲、乙所示的衍射图样。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是(　　) A．在水中传播时，b光波长较大 B．在水中传播时，b光的传播速度较大 C．经同一双缝干涉装置发生干涉，a光的干涉条纹间距较小 D．若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　在狭缝宽度与入射光波长相差不多或者狭缝宽度比入射 光波长更小的情况下，入射光会发生明显的衍射现象，由题图可知 甲图衍射现象更明显，故在真空中a光波长更长，即λa>λb，由c＝ λν可知νa<νb，故水对两单色光的折射率na<nb，由n＝eq \f(c,v)可知，在水 中a光的传播速度较大，B错误；又v＝λ水ν，联立得λ水＝eq \f(c,nν)，则在水中传播时a光波长较大，A错误；因为λa>λb，由Δx＝eq \f(l,d)λ可知经同一双缝干涉装置后a光的干涉条纹间距较大，C错误；因为νa<νb，由光电效应的实验规律可知，若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应，D正确。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 24. (2023·山东省济宁市高三下一模)如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面与纸面的交线，MN是垂直于O1O2放置的光屏，A、B是关于O1O2等距且平行的两束不同颜色单色细光束，沿O1O2方向左右移动光屏，可在屏上得到一个光点P，根据该光路图，下列说法正确的是(　　) A．在真空中A光的速度比B光的速度大 B．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长 C．在同一条件下，B光比A光发生衍射现象更加明显 D．用同一装置做双缝干涉实验时，A光产生的条纹间距比B光的大 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　在真空中，各色光的传播速度均相等，A错误；由光路 可知，在圆柱面处发生折射时，两束光的入射角r相同，B光的折 射角i比A光的大，根据折射定律n＝eq \f(sini,sinr)，可知玻璃对B光的折射 率较大，根据v＝eq \f(c,n)可知，B光在玻璃中的速度较小，而两束光在玻 璃体中的路程相等，则在该玻璃体中，B光比A光的运动时间长，B错误；因玻璃对B光折射率较大，则B光频率较大，真空中B光波长较短，则在同一条件下，A光比B光发生衍射现象更加明显，C错误；因真空中A光波长较大，则根据Δx＝eq \f(l,d)λ可知，用同一装置做双缝干涉实验时，A光产生的条纹间距比B光的大，D正确。 精做大题·提能力 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 题组一　基础大题 25．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，选用激光的频率为6.0×1014 Hz，测得屏上P点距双缝S1和S2的路程差为1.25×10－6 m，则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用频率为8.0×1014 Hz的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)，已知光速c＝3×108 m/s。 暗条纹 变窄 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　频率为6.0×1014 Hz的激光，其波长为λ＝eq \f(c,f)＝eq \f(3×108 m/s,6.0×1014 Hz)＝5×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为1.25×10－6 m，则eq \f(Δx,\f(λ,2))＝eq \f(1.25×10－6 m,\f(5×10－7,2) m)＝5，5是奇数，故在P点出现暗条纹。现改用频率为8.0×1014 Hz的激光进行上述实验，激光的频率变大，波长变小，保持其他条件不变，根据Δx＝eq \f(l,d)λ可知，屏上的条纹间距将变窄。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 题组二　高考大题 26．(2023·上海高考)科学家获得单色性很好的两种光A、B，已知这两种光的频率νA<νB，则它们在真空中通过相同距离的时间tA________tB(选填“＝”或“≠”)。现使两种光分别通过双缝打到光屏上，则________光会产生更宽的光带(选填“A”或“B”)。 ＝ A 答案 解析 * 解析　两种光A、B在真空中的传播速度相等，则它们在真空中通过相同距离的时间相等，即tA＝tB。由λ＝eq \f(c,ν)以及νA<νB可知λA>λB，双缝干涉相邻亮条纹的间距为Δx＝eq \f(l,d)λ，可知A光会产生更宽的光带。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 27．(2022·海南高考)在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则 (1)a、b分别是________。 A．单缝和双缝 B．双缝和单缝 C．单缝和单缝 D．双缝和双缝 (2)如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光的波长是________(用x、d、L表示)。 A 答案 * eq \f(dx,5L) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　(1)在双缝干涉实验中，从光源发出的光经过滤光片后，先经单缝获得线光源，后经双缝获得相干光源，故a、b分别是单缝和双缝，A正确。 (2)由于第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则相邻两条亮纹间距Δx＝eq \f(x,5)，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(L,d)λ，解得光的波长λ＝eq \f(dΔx,L)＝eq \f(dx,5L)。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 题组三　模拟大题 28．(2023·山东省济宁市高三下三模)某 实验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的 波长。 (1)该实验小组以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节，观察实验现象后总结出以下几点，其中说法正确的是________。 A．干涉条纹与双缝垂直 B．若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变小 C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应将屏向远离双缝方向移动 D．若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致 D 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 (2)该实验小组调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮 纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的读数x1＝ ________ mm(如图乙所示)，接着再同方向转动手轮，使分划板中 心刻线与第6条亮纹中心对齐，并读出对应的读数x2＝11.550 mm。 (3)若实验小组所用装置的双缝间距为d＝0.2 mm，双缝到屏的距离为L＝70 cm，则所测光的波长λ＝________ nm。(保留三位有效数字) 1.517 573 答案 * 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　(1)根据双缝干涉原理，可知干涉条纹与双缝平行，A错误；根据干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(L,d)λ可知，若使用间距更小的双缝，即d变小，会使相邻明条纹中心间距离变大，B错误；若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小条纹间距，根据公式Δx＝eq \f(L,d)λ，应将屏向靠近双缝方向移动，使L减小，C错误；若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致，D正确。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * (2)根据图乙中固定刻度和可动刻度可知，手轮上的读数x1＝ 1.5 mm＋1.7×0.01 mm＝1.517 mm。 (3)根据题意可知，相邻亮纹间距为Δx＝eq \f(x2－x1,5)＝eq \f(11.550－1.517,5) mm＝2.0066 mm， 由相邻条纹间距公式Δx＝eq \f(L,d)λ，可得所测光的波长为λ＝eq \f(Δx,L)d＝eq \f(2.0066×10－3,70×10－2)×0.2×10－3 m＝5.73×10－7 m＝573 nm。 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ※29.(2022·江苏省泰州市高三下第三次调研测试)研究光的干涉现象原理图如图所示。光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光，经S1、S2传播到光屏上P点，S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有k条亮条纹，光由S1、S2传播到P点的时间差为t0。现紧贴S1放置厚度为d的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点的时间相等。已知光在真空中的速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。求： (1)单色光在真空中的波长λ； (2)玻璃片的厚度d。 答案 * 答案　(1)eq \f(ct0,k＋1)　(2)eq \f(ct0,n－1) 目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 解析 * 解析　(1)由题意知S2P－S1P＝(k＋1)λ 又S2P－S1P＝ct0 两式联立解得λ＝eq \f(ct0,k＋1)。 (2)设光在玻璃中的传播速度为v，则由题意得eq \f(d,v)－eq \f(d,c)＝t0 又v＝eq \f(c,n) 解得d＝eq \f(ct0,n－1)。 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R $$