第5章 光的干涉、衍射和偏振 章末检测试卷(五)（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（鲁科版）

本讲义聚焦光的波动性核心知识点，系统梳理光的干涉、衍射、偏振等基本现象，从双缝干涉条纹规律、薄膜干涉原理到偏振光应用，构建从基础概念到实验探究再到实际应用的完整学习支架。 该资料通过对比分析（如干涉与衍射原理辨析）、实验数据处理（如双缝干涉测光波长）等设计，培养科学思维与科学探究能力。结合彩虹雪花、3D电影等生活实例，课中辅助教师深化概念教学，课后助力学生通过典型例题查漏补缺，强化知识应用。

章末检测试卷(五) (满分：100分) 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1.利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，其中有一种“彩虹”雪花，中间部分有一个夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹。下列现象的原理与之相同的是(　　) A.泊松亮斑 B.阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹 C.利用光导纤维传递信息，实现光纤通信 D.电影院放映3D影片，佩戴立体眼镜，形成立体效果 答案　B 解析　该现象是光的干涉现象。泊松亮斑是光的衍射，原理与该现象不相同，选项A错误；阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉，原理与该现象相同，选项B正确；利用光导纤维传递信息，实现光纤通信，是全反射现象，原理与该现象不相同，选项C错误；电影院放映3D影片，佩戴立体眼镜，形成立体效果，是光的偏振，原理与该现象不相同，选项D错误。 2.用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是(　　) A.白炽灯发出的光是纵波 B.偏振片Q起到检偏的作用 C.光束Ⅱ中光振动方向与偏振片P的透振方向垂直 D.将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将消失 答案　B 解析　白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，A错误；当白炽灯光经偏振片P后成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，B正确；光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中光振动方向与偏振片P的透振方向平行，C错误；将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将会减弱，D错误。 3.用不同颜色的单色光或白光做双缝干涉实验，在相同实验条件下可得到如图所示的实验结果(从上到下依次是蓝光、红光和白光的干涉条纹)，下列说法正确的是(　　) A.题中所说的相同实验条件是指双缝间的距离d以及单缝光源到屏的距离L一定 B.光的干涉条纹与衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从狭缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的 C.光通过一条狭缝会发生衍射，光通过平行的两条宽度相等狭缝只发生干涉 D.当用白光作为光源时，光屏的中央为彩色条纹，两边是白色条纹 答案　B 解析　题中所说的相同实验条件是指双缝间的距离d以及双缝到屏的距离L一定，A项错误；光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从狭缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的，B项正确；光通过一条狭缝会发生衍射，光通过平行的两条宽度相等的狭缝同样会发生衍射，C项错误；当用白光作为光源时，光屏上出现彩色的干涉条纹，这是由于白光是由不同颜色的单色光复合而成，各色光产生的条纹间距不同，在光屏上叠加在一起，中央明纹为白色，两边出现彩色条纹，D项错误。 4.利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，装置如图甲所示，在标准样件和待测样件的右端间夹入了两张纸片，当单色光从上向下垂直照射后，看到的干涉图样如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A.干涉条纹是由标准样件的上下表面反射光叠加而成的 B.图乙的干涉图样是从下往上看到的 C.若图乙中有部分条纹向右弯曲，表明待测样件上有凹陷部分 D.撤走一张纸片，图乙的干涉条纹间距会增大 答案　D 解析　干涉条纹是由标准样件的下表面与待测样件的上表面反射光叠加而成的，相当于由从空气薄膜上下表面反射光叠加而成，A错误；图乙的干涉图样是从上往下看到的，B错误；若图乙中有部分条纹向右弯曲，说明亮条纹滞后出现，表明待测样件上有凸起部分，C错误；经空气薄膜上下表面分别反射的两列光是相干光源，其光程差Δx=2d，即光程差是空气层厚度的2倍，当光程差Δx=nλ，此处出现亮条纹，因此相邻亮条纹之间的空气层厚度差一定为，撤走一张纸片后，空气层的倾角变小，则相邻亮纹(或暗纹)之间的间距变大，因此图乙的干涉条纹间距会增大，D正确。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5.为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法中正确的是(　　) A.镀膜使图像清晰是因为利用了光的偏振 B.镀膜的目的是使入射的红外线透射 C.镀膜的厚度最小是红外线在空气中波长的四分之一 D.镀膜的厚度最小是红外线在薄膜中波长的四分之一 答案　BD 解析　镀膜使图像清晰是利用了光的干涉，薄膜前、后两个表面的反射光发生干涉而减弱，从而增加透射光的强度，故A错误；镀膜的目的是使红外线透射，使红外线之外的光反射，使红外线图像更加清晰，故B正确；红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差应为半波长的奇数倍即Δx=2d=(2n+1)(n=0，1，2…)，为了增加红外线的透射程度，镀膜的厚度应该取最薄的值，即红外线在薄膜中波长的四分之一，故C错误，D正确。 6.如图(a)所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上、下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝色，红光波长大于蓝光波长，则(　　) A.完成操作1后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹 B.完成操作1后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹 C.完成操作2后，光屏上出现的是图(b)图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹 D.完成操作2后，光屏上出现的是图(c)图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹 答案　AD 解析　题图(b)中的条纹为等间距的明暗相间条纹，是干涉图样。题图(c)为中间最宽且不等间距的明暗相间条纹，是衍射图样。操作1是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光屏上出现题图(b)图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙为蓝色条纹，A正确；操作2是单缝衍射，条纹间距不相等，光屏上为题图(c)图案，再结合波长关系可知D正确。 7.抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是(　　) A.这里应用的是光的直线传播现象 B.这里应用的是光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 答案　BD 解析　当障碍物的尺寸与光的波长相当，或小于光的波长，会发生明显衍射现象，该装置的原理是应用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则纤维细丝变细，故B、D正确，A、C错误。 8.一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图甲。单色光从上方垂直玻璃的上表面射向玻璃体，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是(　　) A.条纹是以顶点为圆心的同心圆，且中间疏、边缘密 B.看到的条纹越多，说明圆锥形玻璃体与标准板间的空气膜越厚 C.换用频率更大的光照射，条纹间距变大 D.若出现乙图所示条纹，则说明玻璃体侧面上有凸起 答案　BD 解析　产生干涉的两束光是来自玻璃体的下表面和标准板上表面的反射光，即空气膜的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，而其是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因圆锥形玻璃体压在标准板上，以顶点为圆心的各点空气薄膜间距相等且随半径的方向均匀变化，因此可以看到条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀，故A错误；看到的条纹越多，说明相邻亮条纹间距越小，说明空气膜的厚度越厚，故B正确；换用频率更大的光照射，波长变短，则条纹间距变小，选项C错误；空气薄层干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相同，若出现乙图所示条纹，说明该处光的路程差与内侧的路程差相等，即该处出现凸起，选项D正确。 三、非选择题：本题共7小题，共60分。 9.(6分)杨氏干涉实验证明光是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，即两列光　　　　相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在　　　　(选填“A” “B”或“C”)点会出现暗条纹。  答案　频率　C 解析　产生光的干涉前提是两列光的频率相等。波峰与波峰或者波谷与波谷相叠加振动加强，所以A、B出现亮条纹，波峰与波谷叠加振动减弱，所以C点处产生暗条纹。 10.(6分)(2025·三明市高二期末)双缝干涉实验中，光的波长越长，干涉条纹的间距　　　　　(选填“越大”“越小”或“不变”)。如图所示，用波长为λ的单色光垂直照射双缝S1、S2，点P处出现第2条暗条纹，则P到S1、S2的路程差r2-r1=　　　　　。  答案　越大　1.5λ 解析　双缝干涉实验中，根据Δy=λ可知，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 用波长为λ的单色光垂直照射双缝S1、S2，点P处出现第2条暗条纹，暗条纹处的波程差为半波长的奇数倍，则Δr=(2n-1)(n=1，2，3…)，则P到S1、S2的路程差r2-r1=×3=1.5λ。 11.(4分)(2024·河北卷)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 x1/mm x6/mm 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为　　　　　　　　(填“红光”或“绿光”)。  答案　绿光 解析　根据Δx=λ，可得λ= 由图表代入数据可知 Δx1= mm=1.608 mm， Δx2= mm=1.928 mm 故Δx1<Δx2，则λ1<λ2，绿光的波长小于红光波长，则单色光1是绿光。 12.(8分)我们用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测光的波长”的实验。 (1)(2分)将实验仪器按要求安装在光具座上，则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是　　　　。  A.A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C.A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 (2)(2分)若在实验中，某同学观察到图乙图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差，所以需要对仪器进行调整，使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，下面操作中可行的有　　　　　。  A.调节拨杆方向 B.其他不动，测量头旋转一个较小角度 C.将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度 (3)(4分)已知双缝间距离d=0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0 cm，如图丙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丁所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示，则图己游标卡尺上的读数为　　　　　　 mm。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是　　　　　　 m。  答案　(1)D　(2)B　(3)9.6　 6.2×10-7 解析　(1)为获取两个单色线光源，A处应为单缝、B处应为双缝，滤光片在凸透镜和A之间。故选D。 (2)因为有清晰的干涉图样，所以不用调节拨杆方向，题中问题是分划板中心刻线与干涉条纹不平行，所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，所以其他不动，将测量头旋转一个较小角度。A、C错误，B正确。 (3)题图戊游标卡尺的读数为3×0.1 mm=0.3 mm，同理，题图己游标卡尺的读数为9 mm+6×0.1 mm=9.6 mm 根据双缝干涉的条纹间距公式可得λ= 得λ=m=6.2×10-7m。 13.(10分)如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，O点处出现中央亮条纹，光屏上的P点到双缝的距离之差r2-r1=，已知光速为c，从O点向上数，P点处应出现什么条纹？ 答案　第三条暗条纹 解析　单色光的波长为λ=，光屏上的P点到双缝的距离之差为r2-r1==λ，可知P点处应出现第三条暗条纹。 14.(12分)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1=5.0×1014 Hz和f2=7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断P点应出现明条纹还是暗条纹？分别为第几条明条纹或暗条纹？(光在真空中的传播速度c=3×108 m/s) 答案　见解析 解析　双缝S1、S2到光屏上P点的路程之差Δr等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现明条纹；当Δr等于单色光半波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点互相抵消，出现暗条纹。 频率为f1的单色光的波长 λ1== m=0.6×10-6 m=0.6 μm 频率为f2的单色光的波长 λ2== m=0.4×10-6 m=0.4 μm 即Δr=λ1，Δr=λ2。 可知，用频率为f1的单色光照射时，P处应出现明条纹，且为第一条明条纹(不包含中间明条纹)；用频率为f2的单色光照射时，P处应出现暗条纹，且为第二条暗条纹。 15.(14分)如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验。 (1)(5分)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m，那么用A光照射时在P点出现亮条纹还是暗条纹？ (2)(5分)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，那么用B光照射时在P点出现亮条纹还是暗条纹？(sin 37°=0.6) (3)(4分)若用A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。 答案　(1)暗条纹　(2)亮条纹　(3)在光屏上不会出现干涉条纹，但光屏上仍有光亮 解析　(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2 由n=得λ1=nλ2=1.5×4×10-7 m=6×10-7 m 根据光程差Δr=2.1×10-6 m=λ1知，用A光照射时在P点出现暗条纹。 (2)设B光在空气中波长为λ3，在介质中波长为λ4，由n'=得λ3=n'λ4。 又临界角C=37°，故n'= λ3== m=5.25×10-7 m 根据光程差Δr=2.1×10-6 m=4λ3知，用B光照射时在P点出现亮条纹。 (3)A、B两光的波长不同，则频率不同，所以在光屏上不会出现干涉条纹，但光屏上仍有光亮。 学科网（北京）股份有限公司 $