13.2 光的干涉 衍射和偏振 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦光的波动性核心内容，通过概念辨析、实验探究与综合计算构建知识网络，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|7单选+3多选|以现象对比（干涉/衍射图样）、条件判断（临界角/折射率）为主|从光的波粒二象性切入，通过双缝干涉公式推导波长、频率、波速关系，建立光的属性认知链| |实验探究|2实验题|涵盖双缝干涉测光波长（数据处理/误差分析）、薄膜干涉应用（牛顿环/平整度检查）|遵循“原理→操作→数据→结论”探究流程，衔接光程差计算与条纹间距公式| |综合应用|3解答题|结合增透膜设计、干涉条纹计算等实际问题|整合波动光学公式（Δx=Lλ/d）与折射率公式（n=c/v），体现物理观念在技术应用中的迁移|

13.2光的干涉 衍射和偏振专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．某同学用单色光a、b分别照射同一双缝干涉实验装置，双缝到光屏的距离保持不变，在光屏上出现的干涉图样分别如图所示，下列关于两单色光说法正确的是（     ） A．单色光a比单色光b更容易发生明显衍射 B．单色光a的光子能量大于单色光b的光子能量 C．单色光a、b分别照射同一光电管，a的遏止电压低 D．在同一玻璃砖中单色光a的传播速度比b大 2．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，最后射到Q右侧的光屏上，P、Q可以从图示位置开始转动。下列说法正确的是（　　） A．P、Q都旋转90 °后光屏上的亮度保持不变 B．Q旋转任意角度后光屏不会变亮 C．横波无法通过P D．白炽灯光为纵波 3．某同学采用如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。用同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了如图乙、丙所示的图样。下列说法正确的是（　　） A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，不发生衍射 B．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，则P点处一定是亮条纹 C．照射两条狭缝时，增大l，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距减小 D．遮住一条狭缝，增大另一狭缝宽度，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度变小 4．如图所示为“泊松亮斑”图样，这种现象属于光的（     ） A．偏振现象 B．衍射现象 C．折射现象 D．全反射现象 5．“雨色映日而为虹……背日喷乎水，成虹霓之状。”霓的形成原理与彩虹大致相同，太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是经过水珠的两次折射和两次反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中甲、乙是两种不同频率的单色光，水珠为球形，则（　　） A．甲、乙两光经过水珠的两次反射均是全反射 B．在水珠中，甲光的传播速度大于乙光的传播速度 C．甲、乙两光分别照射同一狭缝，甲光通过狭缝时的衍射现象更明显 D．从水中射入空气时，乙光发生全反射的临界角大于甲光发生全反射的临界角 6．如图所示为某同学设计的力光-微小形变显示装置的截面图，该装置主要有圆筒和柱体两部分，圆筒顶部为一平面玻璃，圆筒内装有柱体（柱体顶部为曲面），柱体顶部和平面玻璃之间存在空气薄膜。现用单色光竖直向下照射玻璃，同时对柱体底部施加竖直向上的推力，当推力发生改变时，玻璃表面处的干涉圆环形条纹会发生移动。下列说法正确的是（     ） A．推力不变时，圆环形条纹从里向外变得越来越密 B．推力不变时，改用太阳光照射，每个圆环形条纹的内缘为红色 C．当推力逐渐增加时，条纹整体向里收缩 D．当推力逐渐增加时，条纹分布保持不变 7．如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出颜色不同的a、b两种光，在水面上形成了光亮的区域，俯视图如图乙所示，中间小圆区域射出a光和b光，外环状区域只射出b光。已知水对a光的折射率为，对b光的折射率为。以下说法中正确的是（　　） A．小于 B．在水中，a光速度大于b光速度 C．在水中，a光的临界角小于b光的临界角 D．用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更大 二、多选题 8．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源O，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（如图乙）。设b光的折射率为nb，下列说法正确的是（　　） A．在水中，a光的波长比b光大 B．在水中，a光的传播速度比b光小 C．复色光圆形区域的面积为 D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，b光的干涉条纹间距比a光大 9．利用薄膜干涉原理检查工件平整度实验装置如图甲所示，a为标准样板，b为待检测平面，某次实验时，发现干涉图样如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．图乙中向左弯曲部分说明该处平面凹陷 B．图乙中向左弯曲部分说明该处平面凸起 C．若装置右侧再垫一块薄片，则条纹间距变大 D．若装置右侧再垫一块薄片，则条纹间距变小 10．1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A．沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B．沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C．若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D．若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动 三、实验题 11．某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，光源正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)该同学在测量相邻亮条纹的间距时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个亮条纹的间距再求出。下列测量采用了类似方法的是（　　） A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量 B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量 C．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 (2)该同学转动手轮，使测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时手轮上的示数如图乙所示为_______mm。 (3)若相邻亮条纹的间距为、单缝与屏的距离为，双缝与屏的距离为，单缝宽为，双缝间距为，则光的波长用上述部分物理量可表示为________。 (4)关于此实验，下面几种说法正确的是（　　） A．仅将单缝移近双缝，光屏上观察到的条纹数变少 B．仅撤掉滤光片，光屏上不能观察到干涉图样 C．仅撤掉双缝，光屏上可能观察到明暗相间的条纹 12．(1)利用甲图所示装置研究光的某些现象，下列说法正确的是________。 A．若光源和光屏间放置的只是单缝挡板，则在光屏上得到的图样如（b）图所示 B．若光源和光屏间放置的有双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，图样的条纹宽度会变宽 C．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则红光最有可能照射不到光屏上 D．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则紫光最有可能照射不到光屏上 (2)某同学用如图乙所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第六亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示。则： 　 图丙的读数x1=________mm，图丁的读数x2=________mm，实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm，可得实验中测出的光的波长λ=________nm。 (3)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上（图戊），让单色光从上方射入（示意图如图己，其中R为凸透镜的曲率半径），从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成图庚所示的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将________（选填“变大”“变小”或“不变”）；如果换一个曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 四、解答题 13．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，得到如图所示的干涉条纹，测得其中两条纹间的距离为a。已知双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d，空气的折射率近似为1。求： (1)该单色光的波长； (2)该单色光在折射率为n的介质中的波长。 14．某实验小组用一单色光做双缝干涉实验，所用的双缝间距为d，在距离双缝为l处的光屏上，测量得到第1条亮纹中心至第5条亮纹中心之间的距离为x。 (1)求该单色光的波长； (2)现需在眼镜镜片上镀膜，以增强对该单色光的透射。已知膜对该光的折射率为n，求膜的最小厚度h。 15．为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。求： (1)增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的时间； (2)为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，绿光在空气中的波长，求增透膜的最小厚度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D B D A C AC AD BC 11．(1)C (2)11.652 (3) (4)C 12．(1)AD (2) 1.15 8.95 520 (3) 变大 变大 13．(1) (2) 【详解】（1）由图可得，相邻亮条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式 解得 （2）介质中光速 光在传播过程中频率不变，由波长、频率、光速关系可知 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）第一条亮纹到第五条亮纹间距是x，则相邻亮条纹间距为 根据公式 可得单色光的波长是 （2）要很好地通过这种波长的光，须前后两次反射光应为振动削弱，即光的路程差为半波长，即 根据波长与波速的关系，有 在介质中有 在介质中的速度为 联立可得膜的最小厚度 15．(1) (2)100nm 【详解】（1）单色光在增透膜中的传播速度满足 单色光在光学元件中的传播速度满足 解得 （2）增透膜上下两个表面的反射光因发生干涉而相互抵消，则光程差要等于半波长的奇数倍，设绿光在增透膜中的波长为，则 又 解得 当时增透膜厚度最小 代入数据解得 学科网（北京）股份有限公司 $