练案74 第十四章 第74讲 光的干涉、衍射和偏振-【衡中学案】2026年高考物理一轮总复习练案

练案[74] 第74讲 光的干涉、衍射和偏振 C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生 基础巩固练 变化 题组一光的干涉 D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹 1.（2024·黑吉辽卷) 也会跟着转动90° 某同学自制双缝干 头发丝 题组二光的衍射和偏振 涉实验装置：在纸板 墙面 5.某研究性学习小组用激光束照射不同直径的圆孔和 上割出一条窄缝，于 光源 不透明圆板后，拍摄了许多屏上的图样，图甲和图乙 窄缝中央沿缝方向 是学习小组拍摄的图样中的两张，下列说法正确的是 固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平 行放置，如图所示。用绿色激光照射双缝，能够在墙 面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮 条纹中心间距变小的是 A.换用更粗的头发丝 B.换用红色激光照射双缝 甲 C.增大纸板与墙面的距离 A.图甲为著名的“泊松亮斑” D.减小光源与纸板的距离 B.图甲和图乙都是光线照射到圆孔后的衍射图样，图 2.激光作为单色性极好的光源而得到 甲中孔的直径较小 广泛应用。如图所示，用频率为v的 C.图甲和图乙都是光线照射到圆板后的衍射图样，图 激光照射双缝干涉实验装置，光屏上→S, 乙中板的直径较小 出现明暗相间的干涉条纹。图中的P D.图甲是光线照射到圆孔后的衍射图样，图乙是光线 点为第14级暗条纹的位置。已知真空中的光速为c, 照射到圆板后的衍射图样 则P点到双缝的距离之差2-为 ( 6.用单色红光通过不同形状的小孔，光屏上呈现出如图 A器 B29 2v C.14e D.Se 的图样，则小孔形状，判断正确的是 2v 3.(2024·山东卷)检测球形滚珠直径是否合格的装置 如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两 块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃， 形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚 珠的直径相等为合格，下列说法正确的是 A B C D 7.如图所示，人眼隔着偏振片B、 A去看一只电灯泡S,一束透米一 射光都看不到，那么，以下说法 图甲 图乙 中正确的是 A.滚珠b、c均合格 A.使A和B同时转过90°，能够看到透射光 B.滚珠b、c均不合格 B.单使B转过90°过程中，看到光先变亮再变暗 C.滚珠b合格，滚珠c不合格 C.单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮 D.滚珠b不合格，滚珠c合格 D.单使A转动时，始终看不到透射光 4.（2025·孝感联考)肥皂膜的干涉 条纹如图所示，竖直放置的肥皂膜 能力提升练 条纹间距上面宽、下面窄，下列说法 正确的是 8.（多选)(2024·湖南卷)1834年，洛埃利用平面镜得 A.肥皂膜上的条纹是前后表面反 到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿 射光形成的干涉条纹 OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时， B.肥皂膜上的条纹是前表面折射 平面镜意外倾斜了某微小角度6，如图所示。S为单色 光与后表面反射光形成的干涉条纹 点光源。下列说法正确的是 () —472 光屏 :11.(多选)(2025·河北省联考)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I、Ⅱ两 平面.A 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 () A.沿A0向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C.若0=0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间 距不变 D.若0=0°，沿A0向左略微平移平面镜，干涉条纹向 A处移动 9.如图所示，由波长为入1和入2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 A.I光的波长比Ⅱ光的长 经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条 B.I光在棱镜中的传播速度比Ⅱ光的小 纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P,和P2 C.图乙中a是Ⅱ光的干涉图样 分别是波长为入1和入2的光形成的距离O点最近的 D.图乙中c是I光的衍射图样 亮条纹中心位置，反射光入射到三棱镜一侧面上，从 12.如图所示，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖， ∠B=90°，一束频率为f=6×104Hz的光线从AB面 另一侧面M和N位置出射，则 ( 中点处垂直射入棱镜，在AC面发生全反射，从BC面 射出后，进入双缝干涉装置，已知AC长度L=0.3m, 半反半透镜 双缝间距d=0.2mm,光屏与双缝间距离l=1.0m, 入1入2 扩束器 光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s。求： 三棱镜 M】 A.入1<入2，M是波长为入1的光出射位置 光屏 B.入1<入2，N是波长为入1的光出射位置 (1)玻璃砖对该光线的折射率的最小值n; C.入1>入2，M是波长为入1的光出射位置 (2)光线在玻璃砖中传播的最短时间t; D.入1>入2，N是波长为入1的光出射位置 (3)光屏上相邻亮条纹的间距△x。 10.(多选)利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整 度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标 准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所 示，在样板的左端垫薄片，使标准玻璃板与被检查平 面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照 射，检查不同平面时可观察到图乙或图丙的干涉条 纹。下列说法正确的是 ( 样板 片 被检查平面 分 乙 丙 A.干涉条纹是样板的上下两个表面的反射光干涉形 成的 B.当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小 C.当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变 D.图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的 473练案[74] 光屏 1.A 换用更粗的头发丝，d↑→△x↓，A正确： 条纹间距「 换用红光，入↑一→△x↑，B错误； △x三入增大纸板与墙面的距离，1一→Ar,C错误 减小光源与纸板的距离，对△x无影响，D错误。 2.A由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当到双缝的距离之 差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差2一 9.D由双缝干涉条纹间距的公式△x=入可知，当两种色光通 1=(2k-1)分，其中k=1,2,3…为条纹的级数；所以当出现第 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 14级暗条纹时，取k=14,所以。-1=2，又因为6=，所以 纹的位置可知，入1>入2；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， 万器故选A项 则nw>nv;由于入1>入2，则f<方，n<n2,所以V是波长为 3.C单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃之间形成空气 的光出射位置，D正确，A、B、C错误。 膜，空气膜上，下表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成1(，BD干涉条纹是样板的下表面和被检查工件的上表面的反射 干涉条纹，光的路程差为两块玻璃距离的2倍，根据光的干涉知 光干涉形成的，A错误；如图(a)所示，当稍向右移动图甲中的 识可知，同一条干涉条纹位置处光的路程差相等，即滚珠α的直 薄片时，A,B两点之同的距离增大，根据△=子入，相当于双缝 径与滚珠b的直径相等，滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光 的路程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，滚珠c 之间的距离d塔大，条纹间距4：变小，B正确：根据△x=宁， 不合格。故C正确。 当换用频率更高的单色光照射时，波长入变短，条纹间距△x 4.A肥皂膜上的条纹是薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠 变小，C错误；如图(b)所示，在A、B两点的光程差相等，经过A 加形成的干涉条纹，故A正确，B错误；薄膜是等厚干涉，肥皂膜 点的两列相干光产生的亮条纹与经过B点的两列相干光产生 从形成到破裂，由于液体在向下流动，薄膜上部逐渐变薄，下部 的亮条纹是同一条亮条纹，所以图丙条纹弯曲处对应着被检 逐渐变厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹 查平面处是凹陷的，D正确。 的宽度和间距会发生变化，故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、表面张力和粘滞力等的作用， 肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转 90°，故D错误。 5.D圆孔衍射图样是中央大亮斑，周围为明暗相间的圆环，不透 被检查平面 明圆板衍射的图样是背后大阴影中心处有个亮斑，即“泊松亮 三B 斑”，因此图甲为光线照射到圆孔后的衍射图样，图乙为光线照 射到圆板后的衍射图样，且图乙为“泊松亮斑”，D正确。 11.AD由折射定律可得，Ⅱ光的折射角小，折射率大，所以Ⅱ光 6.B由图发现，横向的衍射现象比纵向的衍射现象更明显，根据 发生明显衍射的条件可知，横向的小孔长度应该小于纵向的小 的频率大，波长短，故A正确；由n=。得，I光在棱镜中的传 孔长度。故选B。 播速度比Ⅱ光的大，故B错误；干涉条纹间距与波长成正比 7.C原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S,无法 Ⅱ光的波长短，故题图乙中a是I光的干涉图样，故C错误：衍 看到透射光，说明两个偏振片正好相垂直。现在同时转动90 射图样中央亮条纹宽度与波长成正比，故题图乙中c是I光的 依然看不到，故A项错误；单使B转过90°过程中，看到光逐渐 衍射图样，故D正确。 变亮，故B项错误，C项正确；单使A转动时，渐渐看到透射光 12.(1)2(2)1×10-9s(3)2.5mm 先变亮再变暗，故D项错误。故选C。 [解析](1)由几何关系知，光线在AC面发生全反射的入射 8.BC根据题意画出光路图，如图甲所示，S发出的光与通过平面 角为45°，可知临界角C≤45°时，折射率有最小值，由sinC= 镜的反射光是同一列光分成的，满足相干光条件，所以实验中 的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝 得n≥反，即最小折射率为万 n 干涉，设S与S'间的距离为d,则d=2a,S到光屏的距离为l,代 人双缝干涉条纹间距公式4x=子A,可得△x=云A,则若0= (2)由几何关系可知，光战在玻璃砖中传播距离：-号L,光线 0°，沿OA向右或沿A0向左略微平移平面镜，对I和d均没有影 在玻璃砖中的传播速度：=。 n. 响，则干涉条纹间距不变，干涉条纹也不会移动，故C正确，D错 误：同理，若0≠0°，画出光路图，如图乙所示，沿OA向右略微平 传播时间t=丹 移平面镜，即将平面镜从图乙中①位置移至②位置，由图可看 代入数据解得最短时间t=1×10-9s。 出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿AO向左略微平移 平面镜，即将平面镜从图乙中②位置移至①位置，由图可看出 (3)由=宁，4= 干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。 联立代入数据解得△x=2.5mm。 -658