第十二章专题2 光的干涉、衍射和偏振 专项练习-2027届高考物理一轮专题复习

**基本信息** 聚焦光的干涉、衍射和偏振，以命题视角为导向，通过基础巩固与高考过关分层训练，构建从现象分析到综合应用的知识逻辑链，渗透物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |干涉现象分析|2题|基础题，考查干涉条件、条纹间距及薄膜干涉应用|从双缝干涉原理（条件、间距公式）到薄膜干涉（增反膜），体现现象→原理→应用的逻辑| |衍射偏振应用|2题|情境题，结合细铜丝衍射、偏振片拼接等实际场景|从衍射图样判断到偏振方向应用，强化现象识别与科学推理| |综合光学应用|4题|高考模拟题，涉及折射、全反射与波动规律综合|几何光学（折射率、临界角）与物理光学（波长、频率）融合，构建跨模块知识网络|

课时2　光的干涉、衍射和偏振 课时作业 A级·基础巩固练 命题视角1　掌握光的干涉产生的条件,分析双缝干涉与薄膜干涉现象 1.(2025·台州一模)如图所示的装置可以发生光的干涉现象,S为单色光源,M为宽度一定的平面镜。S发出的光通过平面镜反射在光屏上,与S直接发出的光在光屏上发生干涉。若光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L,光的波长为λ。下列说法正确的是(　　) A.相邻两条亮条纹的中心间距Δx= B.光屏上的条纹关于平面镜上下对称 C.若将平面镜M右移一些,亮条纹数量不变 D.若将平面镜M左移一些,相邻亮条纹间距不变 解析:D　从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一光源发出的光,故是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,所以SS′之间的距离为2a,而光源S到光屏的距离可以看作双缝到光屏距离L,根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式可得Δx=λ,A错误;因光线不可能到达平面镜下方,可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方,B错误; 如图,若将平面镜M右移一些,从S发出的射到光屏的光的范围减小,则亮条纹数量减少,C错误;若将平面镜M左移一些,SS′之间的距离不变,L不变,则相邻亮条纹间距不变,D正确。 2.(多选)设计师利用薄膜干涉的原理在眼镜的表面涂上“增反膜”,于是就设计出了一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。已知选用的“增反膜”材料的折射率为,真空中的光速为c,紫外线在真空中的频率为f,下列说法正确的是(　　) A.紫外线进入“增反膜”后的频率为 B.紫外线进入“增反膜”后的波长为 C.从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的 D.“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的 解析:BD　紫外线进入“增反膜”后频率不变,A错误;紫外线进入“增反膜”后的速度v=,结合波长、波速和频率的关系可知,紫外线进入“增反膜”后的波长λ==,B正确;为使从“增反膜”前后两个表面反射的光叠加后加强,两束反射光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的整数倍,C错误;两束反射光的光程差又等于“增反膜”厚度的两倍,同时为了节省材料,故“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的,D正确。 命题视角2　考查衍射与偏振的现象判断、实际应用及原理辨析 3.柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝,这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置,用激光器照射细铜丝,对抽丝过程实施自动控制,则光屏上的图像可能是(　　) A B C D 解析:D　当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长时,会发生明显的衍射现象,该装置运用了光的衍射现象,与激光通过单缝看到的衍射条纹是相同的,即产生不等间距条纹,中央条纹特别宽,两侧条纹较窄,条纹对称分布,故只有D正确。 4.(2025·温州一模)某兴趣小组剪裁、拼接偏振片来显示偏振光的偏振方向。先将偏振片按图甲的虚线剪出18片顶角为20°的等腰梯形,偏振片透振方向与各个等腰梯形的对称轴均平行,后将其拼接成圆环如图乙,制作成了“新型偏振片”。将“新型偏振片”放置在液晶屏幕前,观察液晶屏幕发出的白色偏振光,可能观察到的现象是(　　) A B C D 解析:A　因为偏振片透振方向与各个等腰梯形的对称轴均平行,则假设沿某一方向偏振的光的偏振方向与该等腰梯形的偏振片的透振方向相同,则光线最强,与之共线对称的另一个等腰梯形透振方向也是与该偏振光平行的,光线也是最强的;与之垂直的两个等腰梯形的透振方向与该偏振光的方向垂直,则光线最暗,可知可能观察到的现象是A。 命题视角3　几何光学与物理光学的综合应用 5.如图所示,a、b混合光束从介质射向真空,发现只有b光从界面射出,反射光束用c表示,则下列说法正确的是(　　) A.c为a光 B.真空中,b光的光速比a光的大 C.真空中,b光的波长比a光的长 D.通过同一双缝干涉装置,a光的条纹间距比b光的大 解析:C　光在界面上均会发生反射,可知c为a、b混合光,故A错误;真空中光速一定,即在真空中,b光的光速等于a光的光速,故B错误;根据题图可知,以相同的入射角入射时,a光发生了全反射,b光没有发生全反射,则a光的临界角小于b光的临界角,根据n=可知,b光的折射率比a光的小,由于折射率越小,波长越长,则真空中,b光的波长比a光的长,故C正确;根据Δx=λ,由于b光的波长比a光的长,则通过同一双缝干涉装置,a光的条纹间距比b光的小,故D错误。 6.如图甲所示,每年夏季,我国多地会出现日晕现象,日晕是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是(　　) A.a光的频率比b光的频率小 B.在冰晶中,b光的传播速度较大 C.用同一装置做双缝干涉实验时,b光条纹间距更大 D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较小 解析:A　由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小,可知a光的波长比b光的波长大,a光的频率比b光的频率小,故A正确;冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大,根据v=可知,在冰晶中,b光的传播速度较小,故B错误;根据Δx=λ,b光波长小,则b光条纹间距更小,故C错误;同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小,根据sin C=可知,从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较大,故D错误。 B级·高考过关练 7.研究光的干涉现象的原理图如图所示。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发出的单色光,在空气中的波长为λ,经S1、S2传播到光屏上的P点,S1P垂直于光屏,P为某亮条纹中心,O、P之间还有4条亮条纹。现紧贴S1放置一厚度d=10λ的玻璃薄片,光从S1垂直穿过玻璃薄片传播到P点的时间与光从S2直接传播到P点的时间相等。已知光在空气中的速度为c,不考虑光在玻璃薄片内的反射,则(　　) A.未加玻璃薄片时,光从S1、S2传播到P点的时间差为 B.玻璃薄片对该单色光的折射率为1.4 C.光在玻璃薄片中的波长为 D.光在玻璃薄片中的传播速度为c 解析:C　由题意,未加玻璃薄片时,P为第5条亮条纹中心,则有S2P-S1P=5λ,又S2P-S1P=ct0,解得t0=,故A错误;设光在玻璃薄片中的传播速度为v,则-=t0,又v=,解得n=1.5, v=c,故B、D错误;在空气中有c=λf,在该玻璃薄片中有v=λ′f,联立解得λ′=λ,故C正确。 8.某光学组件的剖面如图所示,反光的滑块右侧为圆锥面,圆锥面与右侧玻璃片之间形成很薄的间隙,现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片。从右向左观察玻璃片时,下列说法正确的是(　　) A.会观察到环形衍射条纹 B.越接近玻璃片中心,相邻两条纹间的距离越小 C.滑块稍向左移的过程中,观察到的环形条纹会向内收缩 D.若改用紫光照射,条纹会变得更加稀疏 解析:C　滑块右侧是圆锥面,与玻璃片间形成的空气薄膜的等厚线是同心圆,红色平行光垂直入射,会发生薄膜干涉,从而观察到环形干涉条纹(牛顿环),故A错误;空气薄膜倾角不变,沿半径自内向外相同距离空气间隙厚度的变化相同,光程差相同,故相邻两条纹间的距离不变,故B错误;因同一条纹所对应的间隙厚度相同,滑块向左滑动时,沿着半径间隙厚度为某确定值的地方都向内侧移动,两列反射光的路程差为某确定值的地方都向内侧移动,因此所有环形条纹的半径都会变小, 即观察到的环形条纹会向内收缩,故C正确;紫光波长比红光短,根据干涉条纹间距与波长成正比,若改用紫光照射,条纹会变得更加密集,故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时2　光的干涉、衍射和偏振 课时作业 A级·基础巩固练 命题视角1　掌握光的干涉产生的条件,分析双缝干涉与薄膜干涉现象 1.(2025·台州一模)如图所示的装置可以发生光的干涉现象,S为单色光源,M为宽度一定的平面镜。S发出的光通过平面镜反射在光屏上,与S直接发出的光在光屏上发生干涉。若光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L,光的波长为λ。下列说法正确的是(　　) A.相邻两条亮条纹的中心间距Δx= B.光屏上的条纹关于平面镜上下对称 C.若将平面镜M右移一些,亮条纹数量不变 D.若将平面镜M左移一些,相邻亮条纹间距不变 2.(多选)设计师利用薄膜干涉的原理在眼镜的表面涂上“增反膜”,于是就设计出了一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。已知选用的“增反膜”材料的折射率为,真空中的光速为c,紫外线在真空中的频率为f,下列说法正确的是(　　) A.紫外线进入“增反膜”后的频率为 B.紫外线进入“增反膜”后的波长为 C.从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的 D.“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的 命题视角2　考查衍射与偏振的现象判断、实际应用及原理辨析 3.柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝,这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置,用激光器照射细铜丝,对抽丝过程实施自动控制,则光屏上的图像可能是(　　) A B C D 4.(2025·温州一模)某兴趣小组剪裁、拼接偏振片来显示偏振光的偏振方向。先将偏振片按图甲的虚线剪出18片顶角为20°的等腰梯形,偏振片透振方向与各个等腰梯形的对称轴均平行,后将其拼接成圆环如图乙,制作成了“新型偏振片”。将“新型偏振片”放置在液晶屏幕前,观察液晶屏幕发出的白色偏振光,可能观察到的现象是(　　) A B C D 命题视角3　几何光学与物理光学的综合应用 5.如图所示,a、b混合光束从介质射向真空,发现只有b光从界面射出,反射光束用c表示,则下列说法正确的是(　　) A.c为a光 B.真空中,b光的光速比a光的大 C.真空中,b光的波长比a光的长 D.通过同一双缝干涉装置,a光的条纹间距比b光的大 6.如图甲所示,每年夏季,我国多地会出现日晕现象,日晕是日光通过卷层云时,受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的是(　　) A.a光的频率比b光的频率小 B.在冰晶中,b光的传播速度较大 C.用同一装置做双缝干涉实验时,b光条纹间距更大 D.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较小 B级·高考过关练 7.研究光的干涉现象的原理图如图所示。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发出的单色光,在空气中的波长为λ,经S1、S2传播到光屏上的P点,S1P垂直于光屏,P为某亮条纹中心,O、P之间还有4条亮条纹。现紧贴S1放置一厚度d=10λ的玻璃薄片,光从S1垂直穿过玻璃薄片传播到P点的时间与光从S2直接传播到P点的时间相等。已知光在空气中的速度为c,不考虑光在玻璃薄片内的反射,则(　　) A.未加玻璃薄片时,光从S1、S2传播到P点的时间差为 B.玻璃薄片对该单色光的折射率为1.4 C.光在玻璃薄片中的波长为 D.光在玻璃薄片中的传播速度为c 8.某光学组件的剖面如图所示,反光的滑块右侧为圆锥面,圆锥面与右侧玻璃片之间形成很薄的间隙,现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片。从右向左观察玻璃片时,下列说法正确的是(　　) A.会观察到环形衍射条纹 B.越接近玻璃片中心,相邻两条纹间的距离越小 C.滑块稍向左移的过程中,观察到的环形条纹会向内收缩 D.若改用紫光照射,条纹会变得更加稀疏 学科网（北京）股份有限公司 $