第13章 第2课时 光的干涉、衍射和偏振 激光 演练知能提升(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

**基本信息** 聚焦波动光学核心考点，通过13道典型题构建"现象辨析-公式应用-综合迁移"的递进训练体系，强化物理观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |双缝干涉|5题（1/3/4/6/13）|条纹间距公式应用、装置变式分析|以Δx=Lλ/d为核心，关联波长、介质折射率与装置参数的定量关系| |光的衍射|3题（2/5/6）|单缝/薄膜衍射现象辨析|通过干涉与衍射图样对比，建立波的叠加原理认知框架| |全反射与色散|3题（7/11/12）|临界角计算、折射率比较|基于折射定律，推导频率、波长、波速的内在关联| |综合应用|2题（8/10）|实际情境问题解决|整合干涉、衍射、偏振知识，培养科学探究中的证据分析能力|

1．(2026·黑龙江省名校协作体模拟)双缝干涉实验的原理图如图所示，虚线为双缝a、b的中垂线且垂直交光屏于O点，单缝也位于虚线上。单色红光沿虚线从单缝射入，在光屏上形成稳定的干涉图样。下列说法正确的是(　　) A．保持单缝、双缝、光屏的位置不变，若在光屏与双缝间充满水，则光屏上的条纹间距会变大 B．保持单缝、光屏的位置不变，若将双缝向单缝靠近，则光屏上的条纹间距会变大 C．若将a缝挡住，则光屏上不再呈现明暗相间的条纹 D．若将b缝挡住，则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在O点 解析：选B。保持单缝、双缝、光屏的位置不变，若在光屏与双缝间充满水，根据v＝λf，v＝可知，单色红光经过双缝后在水中的波长变小，根据Δx＝λ可知，光屏上条纹间距会变小，故A错误；保持单缝、光屏位置不变，若将双缝向单缝靠近，则双缝到光屏的距离l变大，根据Δx＝λ可知，光屏上的条纹间距会变大，故B正确；若将a缝挡住，则单色红光经过b缝衍射后仍能形成明暗相间的条纹，故C错误；若将b缝挡住，则光屏上衍射图样中央亮纹的中心在a缝与单缝连线在光屏上的交点，即在O点上方，故D错误。 2．(2026·天津红桥区期末)下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述，说法正确的是(　　) A.图(a)是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，利用了光的全反射 B．图(b)是阳光下观察的肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置 C．图(c)是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D．图(d)是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 解析：选A。题图(a)是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，利用了光的全反射，故A正确；题图(b)是阳光下观察的肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜不一定需要水平放置，故B错误；题图(c)是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，故C错误；题图(d)是用偏振眼镜观看立体电影，偏振是横波的特点，光的偏振现象说明光是横波，故D错误。 3．(2026·河北承德市期末)用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色滤光片，下列说法正确的是(　　) A．干涉条纹消失 B．中央条纹变成蓝色 C．中央条纹变成暗条纹 D．彩色条纹中的蓝色条纹消失 解析：选B。当用自然光做干涉实验时，频率相同的色光相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹。当在光源与单缝之间加上蓝色滤光片后，只有蓝光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成蓝色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成蓝色亮条纹。 4．(2026·山东潍坊市模拟)歼-20的光学着陆系统中用到了双缝干涉的知识。某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做双缝干涉实验，通过目镜观察到屏上的条纹如图乙所示。只改变一个条件，使观察到的条纹如图丙所示，则改变的条件是(　　) A．换用长度更长的遮光筒 B．增大单缝到双缝的距离 C．换用间距更小的双缝 D．红色滤光片换成紫色滤光片 解析：选D。根据相邻条纹间距公式Δx＝λ可知，若要减小条纹间距Δx，则可以减小光屏到双缝的距离L，减小波长λ，增大双缝间距d，由于红光波长比紫光更长，所以可以将红色滤光片换成紫色滤光片，减小波长，故选D。 5．(2026·江苏镇江中学模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象(　　) A．前者是光的衍射现象，后者是光的折射现象 B．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 C．前者是光的干涉现象，后者时光的折射现象 D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象 解析：选B。两玻璃板间形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉，由于是白光，产生了彩色干涉条纹，而从狭缝观察到彩色条纹是光的衍射现象。 6．(2026·广东省一模)如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点(黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽)可以得出的正确结论是(　　) A．a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样 B．a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样 C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短 D．在同种介质中，形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大 解析：选B。双缝干涉图样的条纹是等间距的，而衍射条纹间距不相等，则a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A错误，B正确；根据Δx＝λ可知，光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；波长越长，频率越小，折射率越小，形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，则形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率小，故D错误。 7．(2026·四川成都市诊断) 如图所示，一束复色光由真空从P点射入玻璃球经折射后分解为a、b两束单色光。下列说法正确的是(　　) A．a光频率大于b光频率 B．a光在玻璃球中传播时间大于b光在玻璃球中传播时间 C．若a光能使某金属发生光电效应，b光也能使该金属发生光电效应 D．a、b两束光用同一装置进行双缝干涉实验，b光干涉条纹间距更大 解析：选C。由题图知，b光的偏折程度大于a光，则b光折射率大于a光，b光频率大于a光频率，A错误；根据v＝可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光，且a光的传播距离小于b光，可知a光在玻璃球中传播时间小于b光在玻璃球中传播时间，B错误；因为b光频率大于a光频率，若a光能使某金属发生光电效应，b光也能使该金属发生光电效应，C正确；因b光波长比a光短，则根据Δx＝λ，可知a、b两束光用同一装置进行双缝干涉实验，b光干涉条纹间距更小，D错误。 8．(2026·山东日照市模拟)为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱体上表面水平，如图甲所示。用波长为λ的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图乙的P点观察到亮条纹。下列说法正确的是(　　) A．从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹 B．若将玻璃柱体向上移动距离Δd＝λ，P点再次出现亮条纹 C．若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则P点亮条纹可能消失 D．若用紫光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽 解析：选B。由于空气膜等厚处是条形的，因此形成的干涉条纹是条形的，由于空气膜的厚度越向外增加得越快，因此条纹间距越来越小，条纹越来越密，故A错误；在题图乙的P点观察到亮条纹，则有P点的光程差Δx＝2d＝Nλ，若将玻璃柱体向上移动距离Δd＝λ，则光程差Δx′＝2×(d＋λ)＝2d＋λ＝(N＋1)λ，所以P点再次出现亮条纹，故B正确；P点亮条纹与折射率无关，故C错误；若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，由于紫光波长小于红光波长，条纹间距变窄，故D错误。 9．(2026·河南五市联考)如图所示的是一透明薄膜的横截面，现用平行单色光照射该透明薄膜，形成的明暗相间的条纹图像正确的是(　　) 解析：选B。由薄膜干涉知识可知，薄膜厚度随距离减小得越来越快，自左向右条纹间距越来越小，故选B。 10.(2026·山西晋中市模拟)a、b两束平行光照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面呈一束复色光射出，如图所示。下列判断正确的是(　　) A．a光的频率大于b光的频率 B．a光在玻璃砖中的速度比b光大 C．当从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较大 D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距 解析：选A。由题图可知光射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，a光的频率较大，根据v＝可知a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度，故A正确，B错误；由全反射临界角公式n＝可知，从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小于b光的临界角，故C错误；根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，由于a光的频率较大，则a光的波长较小，用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故D错误。 11.(多选)(2026·湖南湘西自治州期末质检)“日晕”是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图所示的是一束太阳光照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光更容易发生明显衍射现象 B．a光在冰晶中的传播速度大于b光在冰晶中的传播速度 C．a、b两束光分别用同一双缝干涉实验装置，b光相邻的两条纹间距更大 D．a、b两束光可以发生干涉现象 解析：选AB。光从空气进入同一种介质时，频率越大，折射率越大，由题图中光的偏折程度可知，b的折射率大于a的折射率，故b光频率大于a光频率，a光的波长大于b光波长，故a光更容易发生明显衍射现象，故A正确；根据n＝，可得在冰晶中，a的传播速度大于b的传播速度，故B正确；根据Δx＝λ可知，a光条纹间距大于b，故C错误；干涉的条件是两束光频率相同，a、b两束光频率不同，故不能发生干涉现象，故D错误。 12．(多选)(2026·广东潮州市模拟)如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出的两种不同颜色的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(如图乙所示)。下列说法正确的是(　　) A．在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光宽 B．若两种光照射某种金属均能产生光电效应现象，则a光产生的光电子最大初动能更大 C．由点光源s垂直于水面发出的光，a光在水中的传播时间比b光长 D．在水中，a光的波长比b光的长 解析：选AD。在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知a光的临界角较大，根据sin C＝可知，水对a光的折射率比b光的小，则a光的频率较小，波长较长，D正确；在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，根据Δx＝λ可知，因为a光波长长，则a光条纹间距比b光宽，A正确；因为a光的频率较小，则若用a、b两种光照射某种金属均可以发生光电效应现象，根据Ek＝hν－W逸出功，可知用b光照射该金属时产生的光电子最大初动能更大，B错误；由v＝知，因a光的折射率比b光的小，则a光在水中的速度较大，则由点光源s垂直于水面发出的光，a光在水中的传播时间比b光短，C错误。 13.1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。实验基本装置如图所示，单色光源S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个相干光源。设光源S到平面镜所在平面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。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距Δx的描述正确的是(　　) A．平面镜水平向左移动少许，Δx将变小 B．平面镜竖直向下移动少许，Δx将变小 C．光屏向左移动少许，Δx将变大 D．点光源S由红色换成绿色，Δx将变大 解析： 选B。从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，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d，而光源S到光屏的距离可以看作双缝到光屏的距离L，双缝干涉的相邻条纹之间的距离Δx＝λ，因为d＝2a，所以相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx＝λ，平面镜水平向左移动少许，Δx不变；平面镜竖直向下移动少许，a变大，Δx将变小；光屏向左移动少许，L变小，Δx将变小；点光源S由红色换成绿色，波长变小，Δx将变小。 学科网（北京）股份有限公司 $