第十四章 第2讲　光的波动性 专项练习 -2027届高考物理一轮复习考点精讲

**基本信息** 聚焦光的波动性核心考点，通过干涉（双缝/劈尖/牛顿环）、偏振、衍射的阶梯式题型设计，构建从现象到应用的知识逻辑链，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|4|双缝条纹变化、劈尖凹陷判断、牛顿环半径影响|干涉条件→条纹形成原理→实验应用分析| |偏振应用|3|偏振片转动影响、魔术道具原理|横波特性→偏振现象→生活场景应用| |定量计算|2|条纹间距计算、介质中光速推导|公式推导→定量关系→多场景迁移| |实验与生活融通|2|肥皂膜干涉、光强分布图像|实验现象观察→科学推理→STSE联系|

[课时通关精练(三十六)]　光的波动性 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.(2025·山东高考)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO'轴对称，光屏垂直于OO'轴放置。将偏振片P1垂直于OO'轴置于双缝左侧，单色平行光沿OO'轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于双缝右侧，P1、P2透振方向平行。保持P1不动，将P2绕OO'轴转动90°的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是(　　) A.条纹间距不变，亮度减小 B.条纹间距增大，亮度不变 C.条纹间距减小，亮度减小 D.条纹间距不变，亮度增大 解析：选A。初始时P2与P1的透振方向平行，则光屏上的干涉条纹亮度最大，P2绕OO'轴转动90°的过程中，亮度逐渐减小，B、D错误；转动P2不会影响光的波长λ、双缝间距d和光屏到双缝的距离L，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，条纹间距不变，A正确，C错误。 2.如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮条纹的中心，P1为第一级亮条纹的中心。在其他条件不变的情况下，若将D屏向右平移一段距离，则(　　) A.屏上O点可能为暗条纹的中心 B.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心 C.屏上P1位置可能为暗条纹的中心 D.屏上干涉条纹间距将变小 解析：选C。屏上O点到两个光源的距离相等，仍然为中央亮条纹，A错误；根据Δx＝λ，屏向右平移，L增大，可知相邻干涉条纹间距离增大，原来屏上P1位置是第一级亮条纹的中心，现在第一条亮条纹向外移动，P1位置可能是暗条纹的中心，不可能是亮条纹中心，B、D错误，C正确。 3.在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的路程差为5.0×10－2 m，现用频率为6×1014 Hz的单色光照射双缝，下列说法正确的是(　　) A.该单色光的波长是2×10－7 m，P点出现暗条纹 B.该单色光的波长是2×10－7 m，P点出现亮条纹 C.该单色光的波长是5×10－7 m，P点出现暗条纹 D.该单色光的波长是5×10－7 m，P点出现亮条纹 解析：选D。由c＝λf有λ＝＝ m＝5×10－7 m，光的路程差跟光波长之比为n＝＝＝1×105，即路程差为光的半个波长的偶数倍，因此，两束光在P点振动加强，出现光的亮条纹，D正确。 4.如图所示，劈尖干涉是一种薄膜干涉，可用于检查工件表面的平整度。某次检测发现待检测工件表面某处发生凹陷，从上向下可以观察到的干涉条纹是(　　) 解析：选B。劈尖干涉是一种薄膜干涉，同一条纹处空气膜的厚度相同，可知亮暗条纹垂直于MN方向。某处发生凹陷，则该处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，即该处条纹与后面条纹相同，B正确。 5.(2025·南京模拟)如图甲所示，将一个平凸透镜放置在另一个玻璃平面上，让单色光从上方竖直向下射入，这时可以看到如图乙所示的亮暗相间的同心圆，这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫作牛顿环。对于图甲所示的装置，下列做法中能使得同一级牛顿环的半径变大的是(　　) A.减小入射光的频率 B.增大入射光的光强 C.将平凸透镜缓慢地向上提起 D.将平凸透镜和玻璃平面置于水中观察干涉条纹 解析：选A。牛顿环产生的原理是薄膜干涉：从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，光程差等于空气膜厚度的两倍。减小入射光的频率导致光波长变长，因为光程差为波长的整数倍时是亮条纹，波长整数倍变大相邻亮条纹距离将变大，同一级牛顿环的半径变大，A正确；增大入射光的光强没有改变光程差，无法改变牛顿环的半径，B错误；将平凸透镜缓慢地向上提起，空气薄膜厚度增加导致光程差增大，原亮条纹需向更小半径处移动以满足光程条件，C错误；将平凸透镜和玻璃平面置于水中观察干涉条纹，水中光波长变短，波长整数倍变小，相邻亮条纹距离将变小，同一级牛顿环的半径变小，D错误。 6.下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的是(　　) 解析：选C。干涉图样的条纹间距相等，衍射图样的中央条纹最宽，所以C是光的双缝干涉图样，A是圆孔衍射图样，B是泊松亮斑，是光的衍射图样，D是光的单缝衍射图样。即A、B、D是光的衍射图样，C是光的干涉图样，原理与其他三幅图不同，C正确。 7.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.白炽灯光为纵波 B.横波无法通过P C.Q旋转任意角度后光屏不会变亮 D.P、Q都旋转90°后光屏变亮 解析：选D。光的偏振现象是横波特有的现象，当波的振动方向与P或Q的透振方向一致时，波能通过偏振片，A、B错误；Q旋转一定的角度，与P的透振方向平行时，光波依然能够通过偏振片，照亮光屏，C错误；P、Q都旋转90°后，透振方向依然平行，光波可以通过偏振片照亮光屏，D正确。 8.老师的手机里保存了一张用竖直平面内肥皂膜观察酒精灯焰的照片，如图所示。则下列说法正确的是(　　) A.为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰应位于肥皂膜的两侧 B.照片上条纹间距不等，说明这是光的衍射图样 C.照片上的竖直条纹，是条纹跟着肥皂膜在竖直平面内转过90°后形成的 D.由图可知肥皂膜从c往a，变厚的越来越快 解析：选D。为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰应位于肥皂膜的同侧，A错误；照片上由于光源为复色光且各波长不等，从而导致光在不同的位置进行干涉，出现条纹间距不等的现象，依然说明这是光的干涉图样，B错误；照片上的竖直条纹，是照片在竖直平面内转过90°后形成的，条纹不会随着肥皂膜转动，C错误；由图可知肥皂膜从c往a，间距越来越小，则膜变厚的越来越快，D正确。 9.某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性，A处为狭缝片，B处为光强传感器，光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示，下列判断中可能正确的是(　　) A.A处为单缝，甲图对应的缝宽小 B.A处为单缝，甲图对应的光源频率高 C.A处为双缝，甲图对应的双缝间距大 D.A处为双缝，甲图对应的AB距离大 解析：选D。从图中甲、乙的光强分布看，都出现了一系列间距几乎均匀的明暗相间条纹，这更符合“双缝干涉”而非“单缝衍射”特征(单缝衍射往往中央亮条纹最宽、最亮，旁侧亮条纹迅速减弱)，因此A处为双缝，甲图条纹间距大于乙图，说明甲图对应光源频率低或者双缝间距小，A、B错误；双缝干涉的相邻亮条纹间距满足 Δx＝，其中d为双缝中心间距、l为屏(或传感器)到双缝的距离、λ为光的波长。甲图相邻亮条纹间距大于乙图，光的频率不变的情况下：若双缝间距不变，甲图对应的AB距离大；若AB距离不变，则甲图对应的双缝间距小，D正确，C错误。 10.(生产生活融通题)有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示，则可以实现的是(　　) A.两偏振片的透振方向相同 B.两偏振片的透振方向互相垂直 C.两偏振片同时旋转90°“挡板”会消失 D.将一片塑料偏振片旋转90°“挡板”依然存在 解析：选B。偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域放垂直偏振片和水平偏振片，将两偏振片卷起来，自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来就像一块“挡板”，A错误，B正确；两偏振片同时旋转90°， 偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直，所以光不能通过两偏振片，“挡板”不会消失，C错误；将一片塑料偏振片旋转90°，偏振片偏振方向与偏振光的方向平行，偏振光可以全部通过偏振片，“挡板”消失，D错误。 11.(2025·镇江高三期中)如图所示，一束频率为f的光线进入置于真空中的双缝干涉装置。已知双缝间距为d，光屏距双缝的距离为L，光在真空中的传播速度为c。 (1)求第一级亮纹距光屏中心点O的距离Δx； (2)将该双缝干涉装置放置于某种液体中，仍用该光照射，发现第二级亮纹恰好位于装置真空时的第一级亮纹处，求光在该液体中的传播速度v。 解析：(1)根据条纹间距表达式可知 Δx＝λ 其中的c＝λf 第一级亮纹距光屏中心点O的距离 Δx＝。 (2)放在液体中时Δx'＝λ' 由题意可知Δx'＝Δx 可得λ'＝λ 光在该液体中的传播速度v＝λ'f＝c。 答案：(1)　(2)c 学科网（北京）股份有限公司 $ [课时通关精练(三十六)]　光的波动性 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1.(2025·山东高考)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝S1、S2关于OO'轴对称，光屏垂直于OO'轴放置。将偏振片P1垂直于OO'轴置于双缝左侧，单色平行光沿OO'轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片P2置于双缝右侧，P1、P2透振方向平行。保持P1不动，将P2绕OO'轴转动90°的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是(　　) A.条纹间距不变，亮度减小 B.条纹间距增大，亮度不变 C.条纹间距减小，亮度减小 D.条纹间距不变，亮度增大 2.如图为杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮条纹的中心，P1为第一级亮条纹的中心。在其他条件不变的情况下，若将D屏向右平移一段距离，则(　　) A.屏上O点可能为暗条纹的中心 B.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心 C.屏上P1位置可能为暗条纹的中心 D.屏上干涉条纹间距将变小 3.在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的路程差为5.0×10－2 m，现用频率为6×1014 Hz的单色光照射双缝，下列说法正确的是(　　) A.该单色光的波长是2×10－7 m，P点出现暗条纹 B.该单色光的波长是2×10－7 m，P点出现亮条纹 C.该单色光的波长是5×10－7 m，P点出现暗条纹 D.该单色光的波长是5×10－7 m，P点出现亮条纹 4.如图所示，劈尖干涉是一种薄膜干涉，可用于检查工件表面的平整度。某次检测发现待检测工件表面某处发生凹陷，从上向下可以观察到的干涉条纹是(　　) 5.(2025·南京模拟)如图甲所示，将一个平凸透镜放置在另一个玻璃平面上，让单色光从上方竖直向下射入，这时可以看到如图乙所示的亮暗相间的同心圆，这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫作牛顿环。对于图甲所示的装置，下列做法中能使得同一级牛顿环的半径变大的是(　　) A.减小入射光的频率 B.增大入射光的光强 C.将平凸透镜缓慢地向上提起 D.将平凸透镜和玻璃平面置于水中观察干涉条纹 6.下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的是(　　) 7.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.白炽灯光为纵波 B.横波无法通过P C.Q旋转任意角度后光屏不会变亮 D.P、Q都旋转90°后光屏变亮 8.老师的手机里保存了一张用竖直平面内肥皂膜观察酒精灯焰的照片，如图所示。则下列说法正确的是(　　) A.为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰应位于肥皂膜的两侧 B.照片上条纹间距不等，说明这是光的衍射图样 C.照片上的竖直条纹，是条纹跟着肥皂膜在竖直平面内转过90°后形成的 D.由图可知肥皂膜从c往a，变厚的越来越快 9.某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性，A处为狭缝片，B处为光强传感器，光从A的正上方向下射向B。仅改变一个量，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示，下列判断中可能正确的是(　　) A.A处为单缝，甲图对应的缝宽小 B.A处为单缝，甲图对应的光源频率高 C.A处为双缝，甲图对应的双缝间距大 D.A处为双缝，甲图对应的AB距离大 10.(生产生活融通题)有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示，则可以实现的是(　　) A.两偏振片的透振方向相同 B.两偏振片的透振方向互相垂直 C.两偏振片同时旋转90°“挡板”会消失 D.将一片塑料偏振片旋转90°“挡板”依然存在 11.(2025·镇江高三期中)如图所示，一束频率为f的光线进入置于真空中的双缝干涉装置。已知双缝间距为d，光屏距双缝的距离为L，光在真空中的传播速度为c。 (1)求第一级亮纹距光屏中心点O的距离Δx； (2)将该双缝干涉装置放置于某种液体中，仍用该光照射，发现第二级亮纹恰好位于装置真空时的第一级亮纹处，求光在该液体中的传播速度v。 学科网（北京）股份有限公司 $