2024-2025年高考物理一轮复习：光的干涉与衍射（含解析）

2024—2025年高考物理一轮复习光的干涉与衍射专练

-、单选题（本大题共6小题）

1.由两个不同光源所发出的两束白光落在同点上，不会产生干涉现象，这是因

为（）

A.两个光源发出光的频率相同

B.两个光源发出光的强度不同

C.两个光源的光速不同

D.这两个光源是彼此独立的，不是相干光源

2.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率

o方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间（之前为空

气），如图所示（特制容器未画出）。通过比对填充后的干涉条纹间距*2和填充

前的干涉条纹间距X1就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是（设

空气的折射率为1）（）

B.x2>X]

C.该矿泉水的折射率为五

%

D.该矿泉水的折射率为强

王

3.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图（a）是点燃酒精灯（在灯

芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.将金属丝圈

在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是

图。图方

A.当金属丝圈旋转30。时干涉条纹同方向旋转30。

B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°

C.当金属丝圈旋转60。时干涉条纹同方向旋转30。

D.干涉条纹保持原来状态不变

第1页，共9页

4.如图所示，用频率为/"的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的尸点出现第3

条暗条纹，已知光速为G则P到双缝H、尾的距离之差,-讨应为（）

5.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射

出后分成。、6两束单色光。下列说法正确的是（）

A.玻璃砖对6光的折射率为亚

B.光束。、6通过同一装置发生双缝干涉，“光的相邻条纹间距大

C.6光在玻璃中的传播速度比。光在玻璃中的传播速度大

D.光束。、6照射同一光电管，均可发生光电效应，光束6产生的光电子动能

一定大

6.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时

间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能

大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率〃=1.5,所要消

除的紫外线的频率〃=8.1X1014应，那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（

）

A.9.25x10-81nB.1.85x1。.7m

C.1.24xl0-7mD.6.18xl0^m

二、多选题（本大题共4小题）

7.关于如图所示的几种情况，下列说法中正确的是（）

板

被检测平面

丁

A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的

速度一定大于6束光在水珠中传播的速度

第2页，共9页

B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大

到某一值后不会再有光线从附,面射出

C.图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离£,两相邻亮条纹间

距离将减小

D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条

纹说明被检测的平面在此处是凸起的

E.图戊中的M、N是偏振片，尸是光屏。当"固定不动、缓慢转动N时，光

屏尸上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波

8.关于下列四幅图的说法正确的是（）

茂密树叶间的

分子间距离的关系水蛭停在水面上海市蜃楼彩色光环

图甲图乙图丙图丁

A.由图甲可知，在?由4变到马的过程中分子力做负功

B.图乙中水蛭是因为受到浮力作用

C.图丙中是光的反射现象

D.图丁是光的衍射现象

9.以下是对一些生活现象的解释，你认为正确的是（）

A.太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生

了干涉现象

B.“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象

C.用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光

产生了干涉现象

D.雨后会出现彩虹，是因为发生了干涉现象

10.（多选）1801年，英国物理学家托马斯•杨完成了著名的双缝干涉实验.如图甲

所示为双缝干涉实验的原理图，单缝So、屏上的办点均位于双缝Si和S2的中垂

线上•已知入射光在真空中的波长为九双缝S1和必到P点的距离分别为打、X2,

若P点是暗条纹的中心，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图上部分所示变

为乙图下部分所示，下列说法中正确的是（）

，II”

A.若所改变实验条件为由。光换为b光，a光能使某种金属发生光电效应，则b

光也能使该金属发生光电效应

B.所改变实验条件可能为增大双缝N和S2之间的距离

C.实验时可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹

第3页，共9页

D.X2~x\-n4（〃为整数）

三、实验题（本大题共2小题）

11.在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝。若实验中红光

的波长为630nm,双缝到屏幕的距离为1.00m,测得第1条到第6条亮条纹中心

间的距离为10.5nim,则双缝之间的距离为mm。（lnm=10-9米，结果保留

3位有效数字。）

12.如图，一束复色光从平行玻璃砖上表面入射，入射角为9,经平行玻璃砖上

表面折射后，分成a、b两束单色光。

（1）若增大入射角9,a、6两束单色光在平行玻璃放下表面发生全

反射（填“能”或“不能”）；

（2）若用a、6两束单色光分别在同一装置中做双缝干涉实验，得到的条纹间距

较小的是单色光（填“a”或“6”）；

（3）若a、6两束单色光与例V的夹角分别为30°和45°,则此时a、右两束单

色光在平行玻璃砖中传播的时间之比为ta：tb=«

四、解答题（本大题共2小题）

13.如图所示，一束频率为46X10i4Hz的绿光从截面为等腰直角三角形的三棱

镜18面射入棱镜，从/C面射出，方向平行于夕心已知三棱镜对绿光的折射率

为n=五,不计二次反射。（光在真空中的速度c=3X108m/s）

（1）通过计算在图上作出光束在射出三棱镜前的光路图；

（2）求光束在射出三棱中传播的速度；

（3）用出射光做双缝干涉实验，通过计算判断光屏上到两缝距离之差为

△x7.5X10-7m的某点处出现的是明条纹还是暗条纹？

14.34.（15分）[物理——选修3-4]

（1）（5分）双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上

，双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹

，屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，尸点是距O点最近的第一条亮条纹,如果将

第4页，共9页

入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上。点及其上方的干涉条纹的情况是，则红

光在。点是条纹,蓝光在O点是条纹（填“亮”或"暗”）;光

的第一条亮条纹在尸点的上方（填“红”或“蓝”）。

双缝

绿光照…己-------0

（2）（10分）如图所示，实线是一列简谐横波在人=0时刻的波形，虚线是这列波在

力=0.5s时刻的波形。

⑴若这列波的周期T满足37</2<47；波向右和向左传播时，波速分别是多大；

（ii）若波速大小为74m/s,波传播方向如何。

第5页，共9页

参考答案

1.【答案】D

【详解】A.题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，没法比较，选项A错

误；

B.光的强度对光的干涉没有影响，选项B错误；

C.光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没有影响，选项C错误；

D.不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干涉现象，这样的光源不是

相干光源，选项D正确。选D。

2.【答案】C

【详解】AB.把空气换成矿泉水后，入射光的频率f不变，光在水中的传播速度

减小，根据v=A/■可知，波长减小.根据干涉的条纹间距公式细可知，对

同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，则/（玉，AB错误；

CD.根据双缝干涉条纹的间距公式加=）"n=-=4-可得网=44，

«vxa

》，=4彳=4，所以77=五，D错误，C正确。选C。

ddnx2

3.【答案】D

【详解】

金属丝圈的转动，改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉

条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D项对.

4.【答案】D

【详解】

双缝到光屏上户点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹

55c

距离之差为5文=疗，故〃正确，ABC错误；

故选D.

5.【答案】B

【详解】A.根据光路图及折射定律可知，玻璃砖对6光的折射率为

S=GA错误;

sin30

B.玻璃砖对6光的折射率大于玻璃砖对a光的折射率，则6光的频率大于对a

光的频率，而6光的波长小于对a光的频波长，根据心=。2,可知，经同一套

a

双缝干涉装置发生干涉，a光干涉条纹间距比6光更宽，B正确；

C.玻璃砖对6光的折射率大于玻璃砖对a光的折射率，根据〃=£,可知，折射

V

率越大，在同种介质中传播速度越小，则6光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃

中的传播速度小，C错误；

第6页，共9页

D.由于光电管的截止频率未知，无法判断光束。、6照射时是否可发生光电效应

，D错误；选Bo

6.【答案】C

【详解】

为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光

叠加后加强，则路程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）应等于光在薄膜中的波长

，的整数倍，即2户”，（淤1,2,…）.因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波

长的1/2.紫外线在真空中的波长是1=c4=3.7X10-7m,

在膜中的波长是1'=44=2.47X10-7m,故膜的厚度至少是1.24X10-7m,

故C正确，ABD错误.

故选C.

7.【答案】ACE

【详解】A.甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v=£,a束光在水珠中的

n

传播速度大，选项A正确；

B.乙图中，光束在启面的折射角等于在附面的入射角，只要入射角，<90。，

帅面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；

C.丙图中根据心=）/可知，若只减小屏到挡板间的距离两相邻亮条纹间距

离将减小，选项c正确；

D.丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误；

E.有偏振现象的光波为横波，选项E正确。选ACE。

8.【答案】AD

【详解】A.由图甲可知，在r由4变到4的过程中分子力为引力，做负功，A正

确；

B.图乙中水蛭是因为液体的表面张力作用，B错误；

C.图丙中是光的全反射现象，C错误；

D.图丁是光的衍射现象，D正确。选AD。

9.【答案】AC

【详解】

A.太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的薄膜干涉现象，故A正确；

B.海市蜃楼是光的折射现象，故B错误；

C.将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，这是薄

膜干涉现象，故C正确；

D.雨后会出现彩虹，是光的色散现象，故D错误。

故选ACo

10.【答案】AB

【详解】双缝条纹间距公式△*=4，，。为双缝与光屏之间距离，"为双缝

之间距离，1为光的波长，条纹间距变窄有以下情况：。变小，1增大，儿变小

，5正确；若所改变实验条件为由。光换为6光，由图知Aa>Ab,则。光频率

第7页，共9页

小于6光频率，6光能量更大，故。光能使某种金属发生光电效应，6光也可以

使该金属发生光电效应，N正确；白炽灯光发生干涉，不能得到等宽、等亮的干

涉条纹，C错误；尸为振动减弱点，故X2—肛=（2〃+1）|（"为整数），。错误

11.【答案】0.300

【详解】测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则相邻亮条纹间

距为Ax=*=mm=2.1mm,,根据Ax=§2,可得双缝之间的距离为

6-1a

LA_1x630xl0-9

=3xl0_4m=0.300mm

五-2.卜10-3

12.【答案】不能；a,2：V3

【详解】（1）[1]根据光路可逆原理，在平行玻璃砖下表面入射角一定小于临

界角，不能发生全反射。

(2)[2]因为%>%,所以々<4,根据Ax=—,则a单色光形成的干涉条纹间

距较小。

（3）[3]设平行玻璃砖的厚度为d,折射角为广，在平行玻璃中的传播距离为

sin6>

s=-J，a、b两束单色光折射率之比为可：%==sm：：0=VLl,传播速

cospsindsin30°

sin45。

度v=g,t=-,得f所以传播的时间之比为。4=2:8

nvcosp-c

13.【答案】（1）见解析；

（2）v=^^-xlO8m/s；

2

（3）暗条纹

【详解】

（1）设绿光在/C面上的折射角为a,则

sina

n=----

sinr

得光在6。面上的入射角

产30°

由几何关系可知，绿光在加7面上的反射角为75°。

因sin75°>-,故绿光在6c面上发生全反射，则绿光在26面上的折射角为

n

30°,入射角为45。。光路图如图所示

第8页，共9页

A

B'iC

（2）由"=£解得

V

8

v=£==121121m/s=—xlOm/s

nV22

（3）绿光在空气中的波长

-=5xl0~7m

f

由/尸1