5 单元检测卷(五)　光的干涉、衍射和偏振-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

单元检测卷(五)　光的干涉、衍射和偏振 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是(　　) A.光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理 B.光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的 C.光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点 D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果 答案：D 解析：光的干涉现象和光的衍射现象都是波的特有现象，都是光波叠加的结果，光的干涉条纹是彩色的，光的衍射条纹也是彩色的，只是条纹间距特点及亮度特点不同而已，故选D。 2.在某次军事演习中，红方欲用激光武器击毁蓝方位于空中的虚拟空间站，则应将激光武器(　　) A.瞄高些 B.瞄低些 C.直接瞄准 D.若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些 答案：C 解析：空间站反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光武器发出的光通过大气层射向空间站也要发生折射，根据光路可逆知，两者的光路相同。因此，A、B错误，C正确。D项中空间站是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知应瞄低些方能射中，故D错误。 3.在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论正确的是(　　) A.实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样 B.干涉条纹的分布上疏下密 C.将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一小角度θ，条纹也旋转θ角 D.若换用紫光照射，则条纹间距将变大 答案：B 解析：薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故实验者应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确；将铁丝圈在竖直平面缓慢旋转一小角度θ，肥皂膜仍然是上薄下厚，所以条纹不旋转，故C错误；如果换成紫光照射，则波长变小，条纹间距将变小，故D错误。故选B。 4.某次光的衍射实验中，观察到如图所示的明暗相间的图样，则障碍物为(　　) A.很小的不透明圆板 B.中间有较小圆孔的不透明挡板 C.很大的不透明圆板 D.中间有较大圆孔的不透明挡板 答案：B 解析：用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；用光照射中间有较小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，故B正确；用光照射很大的不透明圆板时后面是一片阴影，故C错误；在做衍射实验中，如果不透明挡板中间的圆孔比较大时，不会发生衍射现象，或者衍射现象不明显，观察不到明暗相间的图样，故D错误。 5.激光具有相干性好、方向性强、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛，下面关于激光的叙述正确的是(　　) A.激光是纵波 B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C.两束频率不同的激光能产生干涉现象 D.利用激光方向性强的特点可以测量月球到地球的距离 答案：D 解析：激光是横波，A错误；由公式v＝λf及v＝可知，频率相同的激光在不同介质中的波长不同，B错误；产生干涉现象的条件是两列波的频率相同，C错误；测距利用的是激光的方向性强的特点，D正确。 6.如图所示的是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是(　　) A.到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 B.到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 C.到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 D.到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 答案：B 解析：根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，起偏器和检偏器的透振方向是相同的。光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过检偏器的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小，故B正确。 7.如图所示的是双缝干涉的实验装置，其光屏上P处发现明条纹，则双缝到光屏上P点的距离之差为(　　) A.光波的半波长的奇数倍 B.光波的波长的奇数倍 C.光波的半波长的偶数倍 D.光波的波长的偶数倍 答案：C 解析：在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时，该点为加强点，出现亮条纹；光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时，该点为减弱点，出现暗条纹。因为P点为亮条纹，则双缝到光屏上P点的距离之差应为半波长的偶数倍；又因为波长为半波长的2倍，则双缝到光屏上P点的距离之差可能是波长的奇数倍，也有可能是波长的偶数倍，即B、D两项均可能错误，故A、B、D错误，C正确。 8.如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　) A.a、b是光的干涉图样 B.c、d是光的干涉图样 C.形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短 D.形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短 答案：A 解析：干涉条纹是等间距的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A正确，B错误；由公式Δy＝λ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D错误。 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 9.下列属于光的干涉现象的是(　　) 答案：BC 解析：图A属于单缝衍射，A错误；图B属于薄膜干涉，B正确；图C属于薄膜干涉，C正确；图D属于白光折射产生的色散，D错误。 10.(2024·上海杨浦区期末)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源的问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。如图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为光屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是(　　) A.N应选用遮光屏1 B.N应选用遮光屏3 C.O应选用遮光屏2 D.O应选用遮光屏4 答案：AC 解析：在双缝干涉实验中，光线要先通过单缝，再通过双缝，形成相干光源，因此N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2，A、C正确。 11.对于光的衍射现象，下列说法正确的是(　　) A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相当，甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象 B.衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射 C.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论 D.光的衍射现象说明了光具有波动性 答案：AD 解析：光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，在障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相当，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象比较明显，只有在光的波长比障碍物或孔的尺寸小的情况下，光才可以看成是沿直线传播的，所以光的衍射现象和光沿直线传播是不矛盾的，它们是光在不同条件下产生的两种现象，衍射现象是波特有的现象，故正确的选项是A、D。 12.(多选)在光的干涉实验中，除了我们熟悉的双缝干涉外，还有“洛埃镜干涉”，其实验原理截面图如图所示，线状光源S位于平面镜外侧距平面镜很近处，则垂直于平面镜的光屏上某个区域会有S直接发出的光和S发出的光经镜面反射后的光重叠，从而产生干涉，S和其经平面镜所成的虚像S'相当于双缝干涉中的双缝，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失。若光源发出的光的波长为λ，S到平面镜的距离很近，S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，则下列说法中正确的是(　　) A.若光屏上某点到S和S'的路程差为2λ，则该点出现亮条纹 B.若光屏上某点到S和S'的路程差为2λ，则该点出现暗条纹 C.若将平面镜向右平移少许，则光屏上条纹间距变大 D.若将S向平面镜靠近少许，则光屏上条纹间距变大 答案：BD 解析：从光源直接发出的光和被平面镜反射的光是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，但经平面镜反射光会有半个波长的路程损失，光屏上某点到S和S'的路程差Δr＝nλ(n＝0，1，2，3，…)，其中n为偶数时光屏上出现暗条纹，n为奇数时光屏上出现亮条纹，故A错误，B正确；S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离，光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离l，光源S到平面镜中虚像S'的间距看作双缝的间距d，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式Δy＝λ，若将平面镜向右平移少许，则l不变，则光屏上条纹间距不变，故C错误；由Δy＝λ，可知将S向平面镜靠近少许，d变小，故条纹间距变大，故D正确。故选BD。 三、非选择题(本题共6小题，共60分) 13.(6分)如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中： (1)若实验中双缝之间的距离为1.50 mm，双缝到屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第4条亮条纹中心间的距离为0.980 mm，则该光的波长为　　　　nm。 (2)若实验中，将单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴的位置稍微向上移动，如图乙所示，则　　　　。 A.不会出现干涉条纹 B.仍然产生干涉条纹，且中央亮条纹的位置不变 C.仍然产生干涉条纹，且中央亮条纹的位置略上移 D.仍然产生干涉条纹，且中央亮条纹的位置略下移 答案：(1)490　(2)D 解析：(1)x＝0.980 mm＝9.80×10－4 m，d＝1.50 mm＝1.50×10－3 m，l＝1.00 m，由公式Δx＝λ＝，得λ＝＝＝4.90×10－7 m＝490 nm。 (2)在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，如图中S'所示。通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮条纹的位置经过S1、S2到S'的路程差仍等于0，S'S1＜S'S2，S'S1＋S1P'＝S'S2＋S2P'，那么S1P'＞S2P'，中央亮条纹P'的位置略向下移，故D正确，A、B、C错误。 14.(8分)在利用双缝干涉测定光波波长的实验时，将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数如图乙所示，已知双缝间距为2.0×10－4 m，双缝到屏的距离为0.700 m。 (1)甲图所示读数为　　　　mm，乙图所示读数为　　　　mm； (2)相邻亮纹的间距Δy为　　　　mm； (3)计算波长的公式λ＝　　　　，求得的波长值是　　　　m。 答案：(1)2.320 　13.870　(2)2.310 (3)Δy　6.6×10－7 解析：(1)图甲中固定刻度读数为2.0 mm，可动刻度读数为0.01×32.0 mm＝0.320 mm。 所以最终读数为2.320 mm； 图乙中固定刻度读数为13.5 mm， 可动刻度读数为0.01×37.0 mm＝0.370 mm。 所以最终读数为13.870。 (2)Δy＝＝ mm＝2.310 mm。 (3)根据Δy＝λ得：λ＝Δy， 代入数据得：λ＝ m＝6.6×10－7 m。 15.(8分)飞机黑匣子是用来记录飞行数据和驾驶舱语音的电子设备。一旦飞机失事黑匣子入水，水敏开关启动水下超声波脉冲发生器工作，通过金属外壳把频率为37.5 kHz的超声波信号发射到周围水域，已知超声波在水中传播速度为1500 m/s，则该波在水中的波长约为多少？超声波能不能发生偏振现象？ 答案：0.04 m　不能发生偏振现象 解析：超声波的波长： λ＝＝ m＝0.04 m 超声波是纵波，不能发生偏振现象。 16.(10分)如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m。 (1)在这里出现的应是什么条纹？ (2)现改用波长为6.30×10－7 m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如何变化？ 答案：(1)暗条纹　(2)变宽 解析：(1)由＝＝3可知，波程差是半波长的奇数倍，在这里出现的应是暗条纹。 (2)由Δy＝λ可知，λ变大，Δy变宽。 17.(12分)某种激光雷达测距软件可以同时显示两列波形，当激光器发射激光时，在电脑液晶显示器上显示一个正的波形，而接收器接收到反射回来的光波时又会显示一个负的波形。某次实际测量时显示器上显示的图像如图所示，已知激光器每秒钟发射激光脉冲数为N＝7.5×103，被测物与测量者之间的距离小于10 km，光在真空中的传播速度c取3×108 m/s，则被测物与测量者之间的距离为多少？ 答案：5 km 解析：发射相邻两个激光脉冲的时间间隔为Δt1＝＝×10－4 s 由题图可看出从发射激光到接收到反射光波所需的时间为Δt2＝(n＋)Δt1＝×10－4 s(n＝0，1，2，3，…) 则被测物与测量者之间的距离为d＝＝×104 m(n＝0，1，2，3，…) 由于d＜10 km，所以n只能取0，可得d＝5 km。 18.(16分)手机屏会发出一种对眼睛危害较大的蓝光。某同学用所学知识为眼镜设计“增反膜”来减小蓝光对眼睛的伤害，制作前他利用如图甲所示的装置测量蓝光的波长，光源架在铁架台的上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器，接收到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出干涉图像的条纹信息如图乙所示，根据x轴上的光强分布可以算出光的波长。已知双缝间距d，双缝到光传感器的距离L，选用的薄膜材料对蓝光的折射率为n。求： (1)被测蓝光的波长λ； (2)镜片表面所镀“增反膜”的最小厚度。 答案：(1)　(2) 解析：(1)由题图乙可知，相邻两个波峰之间的距离为，即相邻两条亮条纹中心的距离Δx＝ 根据双缝干涉条纹的间距公式有Δx＝λ 可得被测蓝光的波长λ＝。 (2)当蓝光在膜中的光程差恰好等于光在薄膜中的波长即Δr＝2d'＝λ'时，出现亮条纹，此时镜片表面所镀“增反膜”的厚度最小，为该蓝光在膜中波长的一半，即d'＝ 又因为λ'＝ 联立可得，镜片表面所镀“增反膜”的最小厚度为d'＝。 学科网（北京）股份有限公司 $