第14章 微练75 光的干涉、衍射和偏振(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练75　光的干涉、衍射和偏振 　 一、选择题(1~6题为单项选择题，7~8题为多项选择题) 1.以下说法正确的是(　　) A.光的偏振现象说明光是一种纵波 B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑属于光的干涉现象 C.照相机镜头贴增透膜呈淡紫色属于光的衍射现象 D.用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环，这是圆孔衍射现象 2.2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家。下列激光的特性及其应用，正确的是(　　) A.实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高 B.医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性 C.激光束很容易给坚硬的材料打孔，是利用激光的平行度好 D.激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高 3.如图甲为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的竖直放置的金属线圈，由于重力作用，形成上薄下厚的楔形(如图乙所示)，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉现象，若实验中将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是(　　) A.干涉条纹保持不变 B.当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30° C.当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90° D.当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30° 4.如图所示为红光、蓝光经过狭缝装置得到的三个图样，狭缝宽度为a，下列说法不正确的是(　　) A.三个图均为衍射图样 B.三个图均为干涉图样 C.入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽 D.狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹的宽度越宽 5.某卡片由内外两层胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明、硬质塑料。由于两层间左下角张开进入空气，在激光照射下仔细观察会看到明暗相间的条纹(如图甲所示)。已知任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现对卡片左下角施加压力F，如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.条纹变疏，且向右上方移动 B.条纹变疏，且向左下方移动 C.条纹变密，且向左下方移动 D.条纹变密，且向右上方移动 6.光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193 nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是(　　) A.深紫外线进入液体后传播速度变大 B.传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长 C.深紫外线光子的能量在液体中更大 D.深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率 7.在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况)，便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置，下列说法正确的是(　　) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明细丝粗了 D.如果屏上条纹变宽，表明细丝细了 8.如图甲所示，等腰△ABC为一棱镜的横截面，AB=AC;一平行于BC边的细光束从AB边射入棱镜，在BC边经过一次反射后从AC边射出，出射光分成了不同颜色的甲、乙两束光。图乙是这两束光分别通过相同的双缝和单缝装置后形成的图样，下列说法正确的是(　　) 甲 A.甲光的波长比乙光的长 B.甲光在棱镜中的传播速度比乙光的小 C.图乙中a是乙光的干涉图样 D.图乙中c是甲光的衍射图样 二、非选择题 9.如图S为单色光源。S发出的光直接照在右侧光屏上，同时S发出的光还通过平面镜M反射在光屏上，从平面镜反射的光相当于镜中的虚像发出，与光源S形成相干光源在光屏上发生干涉。左侧为矩形和底角为30°等腰三角形组合在一起的棱镜，矩形和等腰三角形棱镜的材料相同，等腰三角形棱镜的腰长为2d，矩形棱镜的厚度为d，矩形棱镜的长边与等腰三角形棱镜的底边等长。设光源S到平面镜M的垂直距离和到光屏的距离分别为a和l，光的波长为λ。 (1)求右侧光屏上相邻两条亮条纹(或暗纹)间距离的表达式; (2)若将S改为平行光束水平向左发射垂直入射到矩形棱镜右表面，光束宽度与矩形棱镜长度相同。已知该单色光在该棱镜材料中的波长为λ，求该棱镜的折射率; (3)棱镜左端有一个足够长竖直木板，不考虑光在棱镜内部多次反射，求光束在木板上形成的光斑的长度。(tan 15°=2-) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 答案 微练75　光的干涉、衍射和偏振 1.D　解析　光的偏振现象说明光是一种横波，A项错误;不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑，这是光的衍射现象，B项错误;贴有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是因为增透膜对淡紫色光的透射较少，有一部分反射的紫光，C项错误;用点光源照射小圆孔，后面光屏上会出现明暗相间的圆环，这是圆孔衍射，D项正确。 2.A　解析　实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高，频率单一，相干性好的特点，A项正确;医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，B项错误;激光束很容易给坚硬的材料打孔，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，C项错误;激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好，D项错误。 3.A　解析　在缓慢旋转金属线圈的过程中，由于两层薄膜的厚度不变，故反射光形成的光程差也不会发生变化，故产生的干涉条纹仍保持原来的状态不变，A项正确。 4.B　解析　三个图均为衍射图样，A项正确，B项错误;由前两个图样比较可知，入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽，C项正确;红光的波长大于蓝光的波长，由第一个和第三个图样比较可知，狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹的宽度越宽，D项正确。 5.B　解析　内、外两层间形成空气劈尖，光线在空气膜的上、下表面反射，并发生干涉，形成明暗相间的条纹，设空气膜顶角为θ，两相邻亮条纹的间距为Δl，如图所示，两处光的路程差分别为δ1=2d1，δ2=2d2，由δ2-δ1=λ得d2-d1=，由几何关系得tan θ=，即Δl=，当用力按压左下角时，θ角减小，Δl增大，条纹变疏。又任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，可知条纹向左下方移动，B项正确。 6.B　解析　光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度v，深紫外线进入液体后传播速度变小，A项错误;设传播距离为L，在真空中的时间t=，在液体中所需的时间t'=，t'>t，B项正确; 深紫外线进入液体中频率不变，根据E=hν可知光子能量不变，C项错误;深紫外线进入液体中频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D项错误。 7.BD　解析　由题意知条纹的形成属于单缝衍射，所以这种装置是利用光的衍射现象，A项错误，B项正确;由单缝衍射可知，缝变窄条纹宽度变宽，故如果屏上条纹变宽，表明细丝变细了，C项错误，D项正确。 8.AD　解析　由折射定律和反射定律可得，乙光的折射角小，折射率大，所以乙光的频率大，波长小，A项正确;由折射率n=得，甲光在棱镜中的传播速度比乙光的大，B项错误;干涉条纹间距与波长成正比，乙光的波长小，故a是甲光的干涉图样，C项错误;衍射图样中央亮条纹宽度与波长成正比，故图乙中c是甲光的衍射图样，D项正确。 9.答案　(1)λ　(2)　(3)2.92d 解析　(1)根据平面镜成像特点(对称性)，先作出S在镜中的像，画出边缘光线，范围如图所示， 根据杨氏干涉实验中干涉条纹宽度与双缝间距、缝屏距离、光波波长之间的关系式 Δx=λ， d=2a， 所以Δx=λ。 (2)该棱镜的折射率n===。 (3)光射到圆锥面上的入射角i=30°， 且sin i<， 光会穿过圆锥面，且=， 解得r=45°， 且三角形底边长度为2d·cos 30°=d， 高为2d·sin 30°=d， 则光斑长度的一半满足 R=d-dtan(r-i)≈1.46d， 光束在木板上形成的光斑的长度2R=2.92d。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$