第40讲 光的干涉、衍射和偏振(复习讲义)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测

2026-08-30
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摘要:

该高中物理高考复习讲义聚焦光的干涉、衍射和偏振核心考点,按“干涉(杨氏双缝、薄膜干涉)—衍射—偏振”逻辑构建知识框架,通过核心知识解构、易错辨析、热点考向破译及真题溯源等环节,系统梳理条纹特征、公式应用及生活实例,帮助学生建立波动光学认知体系。 资料以“物理观念”和“科学思维”为导向,创新设计类杨氏双缝干涉模型分析、薄膜干涉检查平面等探究活动,通过例与变式训练分层突破考点。结合考情强调定性分析与现象辨析,助力学生高效掌握命题规律,为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

内容正文:

第40讲 光的干涉、衍射和偏振 内容导航 对标素养,研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架,构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点,归纳解题范式 403 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 光的干涉 4 核心知识·解构 4 一、产生干涉的条件 4 二、杨氏双缝干涉 4 三、薄膜干涉的理解和应用 4 易错辨析·AI命题 5 热点考向·破译 5 考向1 杨氏双缝干涉 5 考向2 类杨氏双缝干涉 6 考向3 薄膜干涉 7 考点二 光的衍射和偏振 8 核心知识·解构 8 一、光的衍射 8 二、光的偏振 9 易错辨析·AI命题 9 热点考向·破译 10 考向1 光的衍射 10 考向2 光的偏振 10 溯源真题逻辑,感知高考考向 1204 真题溯源·考向感知 命题透视·考情前瞻 ——对标素养,研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 光的干涉 2026·甘肃卷 2026·江苏卷 2026·河北卷 2025·天津卷 2025·重庆卷 2025·陕晋青宁卷 2025·山东卷 2024·广西卷 2024·湖南卷 2024·山东卷 2024·吉林卷 光的衍射 —— 2025·北京卷 —— 光的偏振 2026·江苏卷 2025·贵州卷 2024·江苏卷 考情分析 题型与考向:以选择题为主,极少计算题,偶尔设置实验填空小问。区分干涉、衍射条纹图样特点;双缝干涉条纹间距公式简单理解;偏振现象的应用辨析;结合薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射实例;辨析各类现象的物理本质,多为定性判断,一般不考复杂计算。 情境与立意:多以教材经典实验为基础,也结合生活科技情境:薄膜干涉(肥皂膜、增透膜)、衍射现象、偏振在摄影、3D 眼镜中的应用;部分给出条纹图像,以文字、图片呈现现象,无复杂推导背景。侧重现象识别与概念辨析,区分干涉、衍射、偏振的物理本质;考查提取图像信息的能力,认识波动在生产生活中的应用,落实物理观念,以基础性素养考查为主。 复习目标 1. 能准确区分干涉、衍射、偏振现象,熟记典型条纹特征与常见生活实例,厘清易混淆概念。 2. 理解双缝干涉条纹间距公式,会做简单定性分析,不纠结复杂计算。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架,构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 光的干涉 核心知识·解构 一、产生干涉的条件 两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样。 二、杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光:形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹。 光的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…),光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…),光屏上出现暗条纹。 ②白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式:Δx=λ。 三、薄膜干涉的理解和应用 (1)形成:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹。 (3)应用:干涉法检查平面如图所示,两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹;若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。 易错辨析·AI命题 1.发生光的干涉现象,两束光必须是相干光。( ) 2.双缝干涉实验中,光屏上一定是中间暗条纹,两侧为亮条纹。( ) 3.双缝干涉,增大双缝到光屏的距离,相邻亮条纹间距变大。( ) 4.用红光做双缝干涉,相比紫光,红光的相邻条纹间距更小。( ) 5.薄膜干涉可以用来检查平面的平整程度。( ) 热点考向·破译 考向1 杨氏双缝干涉 例1 如图所示的双缝干涉实验中,一束平行的单色光垂直射向两狭缝,O点为中央亮条纹,P点处也为亮条纹,且在OP之间还有3条亮条纹未画出,已知,,该单色光的频率为,光在真空中的速度为c、则下列说法正确的是(  ) A.若将狭缝a挡住,光屏上仍有明暗相间的条纹 B.P点到两狭缝的距离差为 C.光屏到双缝的距离为 D.若换用波长加倍的单色光实验,P点为暗条纹 【变式训练1-1·变考法】双缝干涉实验装置的截面图如图所示,线光源到双缝、的距离相等,点为,连线中垂线与光屏的交点,光源发出波长为的红色激光,经出射后垂直穿过玻璃片传播到点,经出射后直接传播到点,玻璃片厚度为,玻璃对该波长的光的折射率为1.5,空气中光速为,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是(  ) A.由到点与由到点,光传播的时间差 B.点出现亮条纹 C.若换成波长更短的绿光,点一定为亮条纹 D.若光屏向左移动少许,则光屏上条纹间距变大 【变式训练1-2·变考法】图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为L。某次实验时用红色激光照射,得到图乙所示的光照强度分布图,光照强度峰值处为各亮条纹中心。下列说法正确的是(  ) A.若双缝竖直,则光屏上可能出现一系列水平的明暗相间的条纹 B.如果用紫色激光重新实验,相邻亮纹间距会变大 C.只增加激光器的发射功率,相邻亮纹间距会变大 D.可算出该激光的波长为 考向2 类杨氏双缝干涉 例2利用洛埃镜也可以得到杨氏干涉的结果,洛埃镜的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一平面镜。某兴趣小组用波长为的单色光光源,在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹,已知光源与镜面延长线的距离为a,与光屏的距离为L。要使得条纹间距变大,下列说法正确的是(    ) A.增大a B.换用面积更大的平面镜 C.增加L D.将装置放入折射率为水中进行实验 【变式训练2·变考法】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OA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θ,如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是(  ) A.沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜,干涉条纹间距变大 C.若,沿OA向右略微平移平面镜,干涉条纹间距不变 D.若,沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹向A处移动 考向3 薄膜干涉 例3为检测两长方体工件、的上表面是否平行,检测人员将一块高精度的标准透明平板置于、上方,此时平板分别与、间形成了劈尖形空气薄层。当用单色光从平板上方向下照射时,可从平板上方观察到明暗相间的条纹,则下列说法正确的是(  ) A.条纹来自平板上、下表面反射光的干涉 B.条纹来自平板上表面与工件间空气薄层下表面反射光的干涉 C.若上方条纹比上方条纹间距宽,则上表面与平板间的夹角小 D.若上方条纹比上方条纹间距宽,则上表面与平板间的夹角大 【变式训练3-1·变考法】利用两板之间形成的楔形空气膜检查工件是否平整的原理图如图。用绿光从上向下照射,如果被检查的平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹。如果想要观察到的条纹间距变大,可以采取的措施是(  ) A.只把原来的绿光改为紫光 B.只增加薄片的厚度,位置不变 C.只把薄片向右平移 D.只增加被检查平面垂直纸面方向的长度 【变式训练3-2·变考法】某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上,其横截面如图乙所示,1、2分别为玻璃柱体的上、下表面,3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面,则(  ) A.干涉图样是单色光在2界面和3界面的反射光叠加后形成的 B.干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的 C.从上向下,能看到干涉图样是左右不对称的 D.若干涉图样在某个位置向中间弯曲,表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起 考点二 光的衍射和偏振 核心知识·解构 一、光的衍射 1.发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。 2.衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹,两侧为明暗相间的条纹,且越靠近两侧,亮条纹的亮度越弱,宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度越弱,宽度越小 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 二、光的偏振 1.偏振:光波只沿某一特定的方向振动。 2.自然光:太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫作自然光。 3.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。 4.偏振光的应用:应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 易错辨析·AI命题 1.光发生衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸跟光的波长相近或者比波长更小。( ) 2.单缝衍射图样是等间距、明暗均匀分布的条纹。( ) 3.自然光通过偏振片之后,就变成了偏振光。( ) 4.光的衍射现象说明光具有粒子性。( ) 5.拍摄玻璃橱窗内景物时,在镜头前加偏振片,可以减弱玻璃表面的反射光。( ) 热点考向·破译 考向1 光的衍射 例1某实验小组分别用a、b两种单色平行光照射同一挡板上一定宽度的狭缝,在离狭缝相同距离的光屏上形成如下图所示的甲、乙两幅图样。下列说法正确的是(    ) A.单色光b比单色光a更容易发生明显衍射 B.单色光a的频率比单色光b的频率大 C.如果仅调小狭缝的宽度,所看到的中央条纹将变宽 D.若将该挡板换成某一带三角形孔的挡板,用白光照射,光屏上一定会形成三角形光斑 【变式训练1·变考法】如图所示为测量金属膨胀系数的实验原理图,单缝活动片与待测金属及温控装置相连,激光器发射激光照射单缝,接收屏上就会得到明暗相间的条纹。当温度变化时,待测金属长度发生变化,使单缝活动片上、下移动,单缝的宽度变化,接收屏上得到的条纹也随之变化,下列说法正确的是(     ) A.该实验应用了光的干涉原理 B.接收屏上得到的条纹是等间距的 C.若单缝的宽度变小,则接收屏处条纹变宽 D.若增大入射光的频率,则接收屏处条纹变宽 考向2 光的偏振 例2图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验,下列说法正确的是(     ) A.图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B.图乙所示现象可以表明光波是横波 C.图甲所示现象是光线通过一个圆孔得到的衍射图样 D.图乙中的P、Q是偏振片,P固定不动,缓慢转动Q,射到光屏上的光亮度不变 【变式训练2·变考法】如图,立体电影放映时,左右两台放映机前各有一个偏振片,偏振片上画出的水平线条和竖直线条表示透振方向。下列图中画出的观众立体眼镜镜片透振方向正确的是(     ) A. B. C. D. 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑,感知高考考向 1.(2026·江苏·高考真题)如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹,下列说法正确的是(     ) A.是干涉现象,自上而下相邻条纹间距越来越小 B.是干涉现象,自上而下相邻条纹间距相同 C.是衍射现象,自上而下相邻条纹间距越来越小 D.是衍射现象,自上而下相邻条纹间距相同 2.(2026·甘肃·高考真题)(多选)如图,在双缝干涉测量光波长的实验中,用波长为的激光照射挡板上的双缝,测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。用待测激光照射该双缝,测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。则(     ) A.待测激光的波长为 B.待测激光的频率为 C.若向右平移挡板,条纹间距减小 D.若向上平移挡板,条纹间距不变 5 / 32 学科网(北京)股份有限公司 $ 第40讲 光的干涉、衍射和偏振 内容导航 对标素养,研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架,构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点,归纳解题范式 403 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 光的干涉 4 核心知识·解构 4 一、产生干涉的条件 4 二、杨氏双缝干涉 4 三、薄膜干涉的理解和应用 4 易错辨析·AI命题 5 热点考向·破译 5 考向1 杨氏双缝干涉 5 考向2 类杨氏双缝干涉 7 考向3 薄膜干涉 9 考点二 光的衍射和偏振 11 核心知识·解构 11 一、光的衍射 11 二、光的偏振 12 易错辨析·AI命题 12 热点考向·破译 13 考向1 光的衍射 13 考向2 光的偏振 14 溯源真题逻辑,感知高考考向 1604 真题溯源·考向感知 命题透视·考情前瞻 ——对标素养,研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 光的干涉 2026·甘肃卷 2026·江苏卷 2026·河北卷 2025·天津卷 2025·重庆卷 2025·陕晋青宁卷 2025·山东卷 2024·广西卷 2024·湖南卷 2024·山东卷 2024·吉林卷 光的衍射 —— 2025·北京卷 —— 光的偏振 2026·江苏卷 2025·贵州卷 2024·江苏卷 考情分析 题型与考向:以选择题为主,极少计算题,偶尔设置实验填空小问。区分干涉、衍射条纹图样特点;双缝干涉条纹间距公式简单理解;偏振现象的应用辨析;结合薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射实例;辨析各类现象的物理本质,多为定性判断,一般不考复杂计算。 情境与立意:多以教材经典实验为基础,也结合生活科技情境:薄膜干涉(肥皂膜、增透膜)、衍射现象、偏振在摄影、3D 眼镜中的应用;部分给出条纹图像,以文字、图片呈现现象,无复杂推导背景。侧重现象识别与概念辨析,区分干涉、衍射、偏振的物理本质;考查提取图像信息的能力,认识波动在生产生活中的应用,落实物理观念,以基础性素养考查为主。 复习目标 1. 能准确区分干涉、衍射、偏振现象,熟记典型条纹特征与常见生活实例,厘清易混淆概念。 2. 理解双缝干涉条纹间距公式,会做简单定性分析,不纠结复杂计算。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架,构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点,归纳解题范式 考点一 光的干涉 核心知识·解构 一、产生干涉的条件 两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,才能产生稳定的干涉图样。 二、杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)形成亮、暗条纹的条件 ①单色光:形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹。 光的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…),光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…),光屏上出现暗条纹。 ②白光:光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式:Δx=λ。 三、薄膜干涉的理解和应用 (1)形成:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时,在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处,两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍,即Δr=nλ(n=1,2,3,…),薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处,两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍,即Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3,…),薄膜上出现暗条纹。 (3)应用:干涉法检查平面如图所示,两板之间形成一楔形空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检查平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹;若被检查平面不平整,则干涉条纹发生弯曲。 易错辨析·AI命题 1.发生光的干涉现象,两束光必须是相干光。(√) 2.双缝干涉实验中,光屏上一定是中间暗条纹,两侧为亮条纹。(×) 3.双缝干涉,增大双缝到光屏的距离,相邻亮条纹间距变大。(√) 4.用红光做双缝干涉,相比紫光,红光的相邻条纹间距更小。(×) 5.薄膜干涉可以用来检查平面的平整程度。(√) 热点考向·破译 考向1 杨氏双缝干涉 例1 如图所示的双缝干涉实验中,一束平行的单色光垂直射向两狭缝,O点为中央亮条纹,P点处也为亮条纹,且在OP之间还有3条亮条纹未画出,已知,,该单色光的频率为,光在真空中的速度为c、则下列说法正确的是(  ) A.若将狭缝a挡住,光屏上仍有明暗相间的条纹 B.P点到两狭缝的距离差为 C.光屏到双缝的距离为 D.若换用波长加倍的单色光实验,P点为暗条纹 【答案】A 【详解】A.若将狭缝挡住,双缝干涉实验变为单缝衍射实验,光屏上仍会出现明暗相间的衍射条纹,故A正确; B.点为中央亮条纹,点也为亮条纹,且、之间还有3条亮条纹,说明点为第4级亮条纹,根据亮条纹条件可知,点到两狭缝的距离差为,又有,则P点到两狭缝的距离差为,故B错误; C.由B分析可知,点为第4级亮条纹,则有,又有,解得, 故C错误; D.若换用波长加倍的单色光实验,则有,则P点为亮条纹,故D错误。故选A。 【变式训练1-1·变考法】双缝干涉实验装置的截面图如图所示,线光源到双缝、的距离相等,点为,连线中垂线与光屏的交点,光源发出波长为的红色激光,经出射后垂直穿过玻璃片传播到点,经出射后直接传播到点,玻璃片厚度为,玻璃对该波长的光的折射率为1.5,空气中光速为,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是(  ) A.由到点与由到点,光传播的时间差 B.点出现亮条纹 C.若换成波长更短的绿光,点一定为亮条纹 D.若光屏向左移动少许,则光屏上条纹间距变大 【答案】B 【详解】AB.玻璃对该波长的光的折射率为1.5,则光在该玻璃中的传播速度为 设光由到点的时间为,由到点的时间为,由题意可知到点的距离等于到点的距离,将其设为,则有,,光传播的时间差为,代入可得,光程差为,两列光在点得到加强,出现亮条纹,故A错误,B正确; C.换用绿光后,其中不一定为整数,所以点不一定为亮条纹,故C错误; D.根据双缝干涉条纹间距公式,光屏向左移动则变小,光屏上条纹间距变小,故D错误。故选B。 【变式训练1-2·变考法】图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为L。某次实验时用红色激光照射,得到图乙所示的光照强度分布图,光照强度峰值处为各亮条纹中心。下列说法正确的是(  ) A.若双缝竖直,则光屏上可能出现一系列水平的明暗相间的条纹 B.如果用紫色激光重新实验,相邻亮纹间距会变大 C.只增加激光器的发射功率,相邻亮纹间距会变大 D.可算出该激光的波长为 【答案】D 【详解】A.干涉条纹的走向总是平行于双缝的取向,若双缝竖直,则光屏上出现的是一系列竖直的明暗相间的条纹,故A错误; B.根据可知如果用紫色激光重新实验,变小,相邻亮纹间距会变小,故B错误; C.根据可知,增加激光器的发射功率,条纹间距不变,相邻光照强度峰值处水平间距不变,但光照强度的峰值变大,故C错误; D.由图可得,代入解得,故D正确;故选D。 考向2 类杨氏双缝干涉 例2利用洛埃镜也可以得到杨氏干涉的结果,洛埃镜的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一平面镜。某兴趣小组用波长为的单色光光源,在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹,已知光源与镜面延长线的距离为a,与光屏的距离为L。要使得条纹间距变大,下列说法正确的是(    ) A.增大a B.换用面积更大的平面镜 C.增加L D.将装置放入折射率为水中进行实验 【答案】C 【分析】光源S直接照射到光屏上的光和通过平面镜反射的光在光屏上相遇,发生干涉,呈现干涉条纹该情况与双缝干涉相似;光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离L,光源S到S在平面镜中虚像的间距看作双缝的间距,大小为。 【详解】ABC.如图 根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式,因为,所以相邻两条亮纹(或暗纹)间距离 与平面镜的面积无关,故C正确,AB错误; D.若将装置放入折射率为水中进行实验,折射率变大,波长变小,根据,则屏上的条纹间距会变小,故D错误。故选C。 【变式训练2·变考法】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OA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θ,如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是(  ) A.沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜,干涉条纹间距变大 C.若,沿OA向右略微平移平面镜,干涉条纹间距不变 D.若,沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹向A处移动 【答案】C 【详解】CD.若,根据题意画出光路图,如图甲所示 S发出的光与通过平面镜反射的光(可以等效成虚像发出的光)是相干光,可以发生“双缝”干涉,设S到光屏的距离为l,光源S与平面镜间的竖直距离为a,S与的距离为d,则 根据双缝干涉条纹间距公式,可得干涉条纹间距,沿OA向右(或沿AO向左)略微平移平面镜,对l和a均没有影响,则干涉条纹间距不变,分析知干涉条纹也不会移动,故C正确,D错误; B.若,且保持θ不变时,画出光路图如图乙所示 沿OA向右略微平移平面镜,可看出S与的距离d增大,S与到光屏的距离l近似不变,则干涉条纹间距减小,故B错误; A.沿AO向左略微平移平面镜,S与的距离d减小,S与到光屏的距离l近似不变,则干涉条纹间距增大,又平面镜延长线与光屏的交点沿光屏向上移动,则干涉条纹向上移动,故A错误。故选C。 考向3 薄膜干涉 例3为检测两长方体工件、的上表面是否平行,检测人员将一块高精度的标准透明平板置于、上方,此时平板分别与、间形成了劈尖形空气薄层。当用单色光从平板上方向下照射时,可从平板上方观察到明暗相间的条纹,则下列说法正确的是(  ) A.条纹来自平板上、下表面反射光的干涉 B.条纹来自平板上表面与工件间空气薄层下表面反射光的干涉 C.若上方条纹比上方条纹间距宽,则上表面与平板间的夹角小 D.若上方条纹比上方条纹间距宽,则上表面与平板间的夹角大 【答案】C 【详解】AB.当用单色光从平板上方向下照射时,是平板与工件间空气薄层上、下表面反射光发生干涉,从而形成明暗相间的条纹。因为平板是标准透明平板,其自身上、下表面平行,不会产生这种干涉条纹,所以条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉,故AB不符合题意; CD.根据劈尖干涉条纹间距公式(其中是条纹间距,是光的波长,θ是劈尖夹角,n为透明介质折射率),可知波长一定时,θ越小,条纹间距越大,故若上方条纹比上方条纹间距宽,则上表面与平板间的夹角小,故C符合题意,D不符合题意。故选C。 【变式训练3-1·变考法】利用两板之间形成的楔形空气膜检查工件是否平整的原理图如图。用绿光从上向下照射,如果被检查的平面是平整光滑的,我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹。如果想要观察到的条纹间距变大,可以采取的措施是(  ) A.只把原来的绿光改为紫光 B.只增加薄片的厚度,位置不变 C.只把薄片向右平移 D.只增加被检查平面垂直纸面方向的长度 【答案】C 【详解】A.设标准样板下表面和被检查平面的夹角为,从空气膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为空气层厚度的2倍,当光程差时出现亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为,相邻亮条纹之间的距离,紫光的波长比绿光的波长短,将绿光改为紫光会使条纹间距变小,故A项错误; B.增加薄片厚度,变大,由可知条纹间距变小,故B项错误; C.把薄片向右平移,变小,由条纹间距变大,故C项正确; D.增加被检查平面垂直纸面方向的长度,对条纹间距无影响,故D项错误。故选C。 【变式训练3-2·变考法】某同学从圆柱形玻璃砖上截下图甲所示部分柱体平放在平板玻璃上,其横截面如图乙所示,1、2分别为玻璃柱体的上、下表面,3、4分别为平板玻璃的上、下表面。现用单色光垂直照射玻璃柱体的上表面,则(  ) A.干涉图样是单色光在2界面和3界面的反射光叠加后形成的 B.干涉图样是单色光在1界面和2界面的反射光叠加后形成的 C.从上向下,能看到干涉图样是左右不对称的 D.若干涉图样在某个位置向中间弯曲,表明平板玻璃上表面在该位置有小凸起 【答案】A 【详解】AB.该实验是玻璃柱下表面2和平板玻璃上表面3之间的空气薄膜干涉,发生干涉的两束反射光,是经2界面(空气膜上表面)和3界面(空气膜下表面)反射的光叠加形成的,因此A正确,B错误; C.玻璃柱的下表面2是圆柱面,空气膜的厚度从中间向左右对称递增,同一级干涉条纹对应相同的空气膜厚度,因此干涉图样关于中间左右对称,C错误; D.同一级干涉条纹对应相同的空气膜厚度,本题中空气膜厚度越靠近中间越小: 若平板玻璃上表面某位置有小凸起,该位置的空气膜厚度比同位置(同一水平处)正常厚度更小,原来厚度较小的条纹本应更靠近中间,因此相同厚度的条纹会向外侧(远离中间)弯曲;若条纹向中间弯曲,说明该位置是凹陷。因此D错误。故选A 。 考点二 光的衍射和偏振 核心知识·解构 一、光的衍射 1.发生明显衍射的条件:只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象才会明显。 2.衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹,两侧为明暗相间的条纹,且越靠近两侧,亮条纹的亮度越弱,宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度越弱,宽度越小 ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增加而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光、离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射) 当光照射到不透明的半径很小的圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 二、光的偏振 1.偏振:光波只沿某一特定的方向振动。 2.自然光:太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫作自然光。 3.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后,就得到了偏振光。 4.偏振光的应用:应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。 易错辨析·AI命题 1.光发生衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸跟光的波长相近或者比波长更小。(√) 2.单缝衍射图样是等间距、明暗均匀分布的条纹。(×) 3.自然光通过偏振片之后,就变成了偏振光。(√) 4.光的衍射现象说明光具有粒子性。(×) 5.拍摄玻璃橱窗内景物时,在镜头前加偏振片,可以减弱玻璃表面的反射光。(√) 热点考向·破译 考向1 光的衍射 例1某实验小组分别用a、b两种单色平行光照射同一挡板上一定宽度的狭缝,在离狭缝相同距离的光屏上形成如下图所示的甲、乙两幅图样。下列说法正确的是(    ) A.单色光b比单色光a更容易发生明显衍射 B.单色光a的频率比单色光b的频率大 C.如果仅调小狭缝的宽度,所看到的中央条纹将变宽 D.若将该挡板换成某一带三角形孔的挡板,用白光照射,光屏上一定会形成三角形光斑 【答案】C 【详解】A.波长越长的光,单缝衍射的中央亮纹越宽,衍射现象越明显。由图可知光中央亮纹更宽,因此,说明光更易发生明显衍射,故A错误; B.由光速关系,波长越长频率越小,因此,故B错误; C.单缝衍射中,仅调小狭缝宽度时,衍射现象更明显,中央衍射条纹会变宽,故C正确; D.只有三角形孔的尺寸远大于光的波长时,光屏才会形成三角形光斑;若孔的尺寸很小,会发生明显衍射,不会形成三角形光斑,因此“一定会形成三角形光斑”的结论错误,故D错误。故选C。 【变式训练1·变考法】如图所示为测量金属膨胀系数的实验原理图,单缝活动片与待测金属及温控装置相连,激光器发射激光照射单缝,接收屏上就会得到明暗相间的条纹。当温度变化时,待测金属长度发生变化,使单缝活动片上、下移动,单缝的宽度变化,接收屏上得到的条纹也随之变化,下列说法正确的是(     ) A.该实验应用了光的干涉原理 B.接收屏上得到的条纹是等间距的 C.若单缝的宽度变小,则接收屏处条纹变宽 D.若增大入射光的频率,则接收屏处条纹变宽 【答案】C 【详解】A.该实验应用了光的衍射原理,A错误; B.衍射条纹是不等间距的,中间条纹最宽,两侧条纹变窄,B错误; C.根据单缝衍射规律,单缝宽度越小,衍射现象越明显,条纹越宽,因此单缝宽度变小时,接收屏处条纹变宽,C正确。 D.入射光频率增大,根据,知入射光波长减小,根据单缝衍射规律,入射光波长越长,衍射现象越明显,条纹越宽,故接收屏处条纹变窄,D错误。故选C。 考向2 光的偏振 例2图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验,下列说法正确的是(     ) A.图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的 B.图乙所示现象可以表明光波是横波 C.图甲所示现象是光线通过一个圆孔得到的衍射图样 D.图乙中的P、Q是偏振片,P固定不动,缓慢转动Q,射到光屏上的光亮度不变 【答案】B 【详解】AC.图甲正中央的亮点是由于光通过不透明小圆板发生光的衍射得到的,故AC错误; B.只有横波才能产生偏振现象,图乙所示现象可以表明光波是横波,故B正确; D.图乙中的P、Q是偏振片,P固定不动,缓慢转动Q,透振方向的夹角不断变化,射到光屏上的光亮度发生变化,故D错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】如图,立体电影放映时,左右两台放映机前各有一个偏振片,偏振片上画出的水平线条和竖直线条表示透振方向。下列图中画出的观众立体眼镜镜片透振方向正确的是(     ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】由图可知左边的放映机前的偏振片透振方向是水平方向,观众立体左边眼镜镜片透振方向应该是水平方向;右边的放映机前的偏振片透振方向是竖直方向,观众立体右边眼镜镜片透振方向应该是竖直方向,故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑,感知高考考向 1.(2026·江苏·高考真题)如图所示为在重力作用下肥皂膜上出现的条纹。关于该条纹,下列说法正确的是(     ) A.是干涉现象,自上而下相邻条纹间距越来越小 B.是干涉现象,自上而下相邻条纹间距相同 C.是衍射现象,自上而下相邻条纹间距越来越小 D.是衍射现象,自上而下相邻条纹间距相同 【答案】A 【详解】肥皂膜上的条纹是薄膜干涉现象,由肥皂膜前后两个表面的反射光叠加干涉形成。 竖直放置的肥皂膜受重力作用,液体向下流动,形成上薄下厚的结构:越靠下,肥皂膜厚度随竖直高度的增加越快(单位竖直距离的厚度变化量越大)。 根据薄膜干涉规律,相邻亮纹(或暗纹)对应的厚度差固定为(λ为入射光波长),厚度变化率越大,相邻条纹的竖直间距越小,因此自上而下(从上到下)相邻条纹间距越来越小。故选A。 2.(2026·甘肃·高考真题)(多选)如图,在双缝干涉测量光波长的实验中,用波长为的激光照射挡板上的双缝,测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。用待测激光照射该双缝,测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。则(     ) A.待测激光的波长为 B.待测激光的频率为 C.若向右平移挡板,条纹间距减小 D.若向上平移挡板,条纹间距不变 【答案】ACD 【详解】A.根据相邻亮条纹间距公式,可得 则待测激光的波长为,故A正确; B.待测激光的频率为,故B错误; C.若向右平移挡板,则减小,根据可知,条纹间距减小,故C正确; D.若向上平移挡板,由于、不变,根据可知,条纹间距不变,故D正确。 故选ACD。 5 / 32 学科网(北京)股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第40讲光的干涉、衍射和偏振 考点精讲•靶向突破 一一拆解核心考点,归纳解题范式 ●考点一光的干涉 热点考向破译 考向1 杨氏双缝干湖重 例工 【答案】A 【变式训练1-1变考法】【答案】B 【变式训练1-2变考法】【答案】D 考向2:类杨氏双缝干涉重 例2【答案】C 【变式训练2变考法】【答案】C 考向3薄膜干涉重 例3【答案】C 【变式训练3-1·变考法】【答案】C 【变式训练3-2变考法】【答案】A 1/3 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 考点二光的衍射和偏振 ●热点考向破译 考向1光的衍射 例1【答案】C 【变式训练1变考法】【答案】C 考向2光的偏振 例2【答案】B 【变式训练2变考法】【答案】C 213 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 真题溯源·考向感知 一一朔源真题逻辑,感知高考考向 1.【答案】A 2.【答案】ACD 3/3

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第40讲 光的干涉、衍射和偏振(复习讲义)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测
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