（讲练测）高考物理一轮复习 专题53 光的干涉、衍射和偏振现象（测）（含解析）.doc

专题53 光的干涉、衍射和偏振现象（测）【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1下列说法正确的是： （ ）a自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能获得偏振光b只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高c全息照片往往用激光拍摄，主要是利用了激光的高相干性d将两个固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一个音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听到未被敲击的音叉发出声音，这是声波的干涉现象【答案】c【名师点睛】题考查生活中的光学及声音现象，要知道自然界中的反射光等均属于偏振光；只有声源相对观察者在运动时才能感到频率变化；激光具有相干性；相同频率的物体可以产生共振现象，要学会注意观察总结并能会解释相关现象。2关于光的现象，下列说法正确的是： （ ）a波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波不会产生多普勒效应b无影灯利用的是光的衍射原理c阳光下肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象d雨后的彩虹是光的干涉现象【答案】c【解析】 波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波也会产生多普勒效应故a错误；光源较大时，本影很小，无影灯是利用光的直线传播原理制成的故b错误；肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的故c正确；雨后的彩虹是光的折射现象，不是干涉现象故d错误故选c。【名师点睛】本题主要考查的是光的多普勒效应、光的干涉与衍射以及光沿直线传播现象的应用；此题涉及的光学知识比较多，是一道综合性的题目，但是难度不大。3下列说法正确的是： （ ）a、光纤通信依据的原理是光的折射，且内芯比包层的折射率大b、光的色散现象表明了同一介质对不同色光的折射率不同，但各色光在同一介质中的光速相同c、用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象d、照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象【答案】d【名师点睛】本题中泊松亮斑与光导纤维学生容易接受并掌握的知识点，理解利用薄膜干涉检查光学平面的平整程度和增透膜的原理是该题的关键。4有关光现象的应用技术，下列叙述中不正确的是： （ ）a立体电影的制作与观看是应用光的偏振现象b相机镜头表面镀上一层增透膜是应用光的衍射现象c光导纤维是应用光的全反射原理d利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离【答案】b【解析】 立体电影是应用了两个偏振片，是光的偏振现象，故a正确；照相机镜头上的增透膜，是利用光的干涉原理，对反射光进行振动减弱，从而导致透射光增加，故b错误；用光导纤维束传送图象是利用光的全反射，故c正确；激光方向集中，也就是平行度好，可用于测量月球到地球的距离，故d正确。本题选择错误的，故选b。【名师点睛】检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象；增透膜是利用光的干涉现象；光导纤维传播信号是光的全反射应用；过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射色散现象，从而即可各项求解。5如图所示为一显示薄膜干涉及现象的实验装置，p是附有肥皂膜的铁丝圈，s是一点燃的酒精灯往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉图象应是图中的： （ ）abcd【答案】d【名师点睛】该实验通过光在膜的前后表面的反射光在前表面叠加，形成干涉，产生干涉条纹，路程差为半波长的偶数倍，出现明条纹，路程差为半波长的奇数倍，出现暗条纹6把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆环，对这些亮暗圆环的相关阐释合理的是： （ ）a远离中心点处亮环的分布较疏b用白光照射时，不会出现干涉形成的圆环c是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的d与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的【答案】d【解析】 远离中心点处亮环的分布较密，a错；用白光照射时，仍能出现干涉形成的圆环，b错；是空气膜也即透镜曲面上反射光与玻璃平面上的反射光干涉形成的，c错；当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，与同一亮环相对应的各处空气薄膜的厚度是相同的，故d正确。【名师点睛】光的干涉和衍射比较内容干涉衍射现象在光重叠区域出现加强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或小得多典型实验杨氏双缝干涉实验单缝衍射、圆孔衍射、不透明圆盘衍射图样特点不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹7如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是： （ ）aa、b是光的干涉图样bc、d是光的干涉图样c形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短dc、d中央条纹为暗纹【答案】a【名师点睛】本题考查了干涉图样的特点，条纹间距与光波的波长成正比干涉条纹的间距是相等的，条纹间距大的光波波长长8用a、b、c、d表示四种单色光，若a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大用b和d在相同条件下分别做单缝衍射实验，d的现象明显则可推断a、b、c、d可能分别是： （ ）a紫光、蓝光、红光、橙光b蓝光、紫光、红光、橙光c紫光、蓝光、橙光、红光d紫光、橙光、红光、蓝光【答案】a【解析】 根据临界角c、折射率，由a的临界角小于b的临界角，可知nanb，根据色散规律可知a的频率大于b即ab；根据双缝干涉条纹间距，由c的条纹间距最大可知b、c和d中c的波长最长，故c的频率最小；用b和d在相同条件下分别做单缝衍射实验，d的现象明显，可知d的波长较b大，d的频率较b小；综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为abdc，故a正确故选a【名师点睛】要判定四种光的频率大小关系，需要一一进行比较：从同一介质射向空气折射率越大临界角越小，频率越大；根据双缝干涉图样的条纹间距可知条纹间距越大波长越长，频率越小。9下列说法中正确的是： （ ）a在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽b太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理c交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理。这一技术应用了多普勒效应d托马斯杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波【答案】abc【名师点睛】该题中掌握了双缝干涉的条纹间距与l、d和之间的关系，是解决本题的关键所在其他的几个知识点都是记忆性的知识点，比较简单10.两束单色光a和b沿如图所示方向射向等腰三棱镜的同一点o，已知b光在底边界面处发生全反射，两束光沿相同方向射出，则： （ ）a在棱镜中a光的传播速度较大b用a光检查光学平面的平整度时，呈现的明暗相见条纹比b光呈现的条纹要密c若a、b两种色光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大d用a、b光分别做单缝衍射实验时，b光衍射条纹宽度更大【答案】ac【解析】 若两束单色光a和b都沿着出射光线方向入射，则b光将发生全反射，而a光发生折射，则知a光的临界角大于b光的临界角，由临界角公式得知，玻璃对a光的折射率较小，由分析得知，a光的速度比b光大故a正确；a光的波长大于b光，故根据光的干涉知识可知，用a光检查光学平面的平整度时，呈现的明暗相见条纹间距较大，即a光比b光呈现的条纹要疏，选项b错误；b光的折射率比a光大，则若a、b两种色光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大，选项c正确；a光的波长大于b光，则用a、b光分别做单缝衍射实验时，a光衍射条纹宽度更大，选项d错误；故选ac【名师点睛】本题的解题关键是运用光路可逆性原理，分析折射率的大小，再进一步分析两光束波长、频率关系，即可分析光的衍射和干涉现象。注意折射率大的光的频率较大，波长较小。11下列说法正确的是： （ ）a机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象b泊松亮斑是光的干涉现象中的加强区c全息照相的拍摄利用了光的干涉原理d在光的双缝千涉实验中，条纹间距与缝的宽度成反比e波速公式vf说明波速只与波长、频率有关，与介质无关【答案】acd【名师点睛】只要是波均能发生干涉与衍射；泊松亮斑光的衍射现象；光的偏振与光是横波有关；机械波的波速与介质有关；“彩超”利用多普勒效应原理，测血流速度，从而即可求解。12下列说法正确的是： （ ）a光纤通信是利用了全反射的原理b水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的c障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象d人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样e水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故【答案】ade【解析】 光纤通信是利用了光的全反射原理制成的，故a正确；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的，故b错误；障碍物的尺寸比光的波长大得多时，也会发生衍射现象；只不过不明显，故c错误；人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样，故d正确；气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故e正确。【名师点睛】本题考查了全反射、干涉、衍射、电磁波等基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点。二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）用波长为0.75m的红光做双缝干涉实验，双缝间的距离是0.05mm，缝到屏的距离是1m，相邻两条纹间的距离是多大?【答案】【解析】 根据双缝干涉实验条纹间距公式，则：。【名师点睛】本题关键能够根据双缝干涉实验条纹间距公式列式求解。14（10分）在杨氏干涉实验中，若单色光的波长=58910-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离=2m求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距【答案】1178102 m【考点定位】光的双缝干涉【方法技巧】重点考查条纹间距的公式。15（15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21106 m，分别用a、b两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问p点在下面两种情况中，是亮条纹还是暗条纹？（1）已知a光在折射率为n15的介质中波长为4107 m（2）已知b光在某种介质中波长为315107 m，当b光从这种介质射向空气时，临界角为37【答案】（1）暗条纹 （2）亮条纹【解析】 （1）设a光在空气中波长为1，在介质中波长为2，由，得1n2154107 m6107 m根据路程差r21106 m，所以由此可知，从s1和s2到p点的路程差是波长1的35倍，所以p点为暗条纹（2）根据临界角与折射率的关系得由此可知，b光在空气中波长2为：2n介315107 m525107 m由路程差r和波长的关系可见，用b光做光源，p点为亮条纹【名师点睛】解决本题的关键掌握形成明条纹或暗条纹的条件、折射率与波长的关系等等知识，要知道到两个双缝的距离之差等于波长的整数倍时出现亮纹；到两个双缝的