【同步】高中物理一轮复习课后习题-第十四章第76课时　光的干涉、衍射和偏振

第76课时光的干涉、衍射和偏振课时精练(分值：60分)1~6题每小题5分，共30分1.将a、b两偏振片分别放于两只眼睛的前方，a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，b偏振片观察光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。观察到光的情况()A.a的亮暗交替变化B.b的亮暗交替变化C.a、b的亮暗均交替变化D.a、b的亮度保持不变答案B解析a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，自然光经过a偏振片后变为偏振光，当转动a偏振片时，透射光的强度不变，即当转动a偏振片时，a的亮度保持不变。由于自然光经过光滑桌面反射后的反射光为偏振光，当转动b偏振片时，透射光的强度发生变化，即当转动b偏振片时，b的亮暗交替变化，故选B。2.下列关于光的现象说法正确的是()A.水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象B.相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振C.泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性D.雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象答案C解析水面上漂着的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉现象，故A错误；相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉，故B错误；泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确；雨后天空出现的彩虹，是光的折射现象，故D错误。3.自然光照射下肥皂膜的前后表面反射光可形成干涉条纹，而窗户玻璃的前后表面反射光则不能形成干涉条纹，这是由于经窗户玻璃前后表面反射的同种色光叠加时()A.频率差不恒定 B.波长差不恒定C.相位差不恒定 D.光速差不恒定答案C解析形成稳定干涉条纹的条件是频率相同、相位差恒定、振动方向相同，依题意经窗口玻璃的前后表面反射的同种色光叠加时频率不变且振动方向相同，所以不能形成干涉条纹的原因是相位差不恒定。故选C。4.(2023·江苏卷·6)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的()A.13倍 B.12倍 C.2倍答案B解析根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx=Ldλ，由题图知Δx乙=2Δx甲，则d乙=12d甲，故选5.(2023·重庆卷·5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则()A.在空气中传播时，a光的波长比b光的大B.在水中传播时，a光的速度比b光的大C.在水中传播时，a光的频率比b光的小D.由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小答案D解析根据相邻两条亮条纹的间距计算公式Δx=ldλ，由此可知λa<λb，故A根据折射定律n=sinisinr，a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，则na根据光在介质中的传播速度与折射率的关系n=cv，可得在水中传播时，a光的速度比b光的小，故B在水中传播时，a光的折射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，故C错误；根据全反射临界角与折射率的关系sinC=1n，可得在水中传播时，a光的折射率比b光的大，a光的全反射临界角比b光的小，故D6.如图，波长为λ的单色光，照射到间距为d的双缝上，双缝到屏的距离为l(l≫d)，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移14lA.4∶3 B.3∶4 C.4∶5 D.5∶4答案C解析移动前屏上两相邻亮条纹中心的间距Δx1=ld移动后屏上两相邻亮条纹中心的间距Δx2=l+Δx1∶Δx2=4∶5，故选C。7~9题每小题7分，共21分7.彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成的。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。则下列说法正确的是()A.a光是红光，b光是紫光B.若用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距C.若遇到相同的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射D.在水滴中传播时，a光的速度大于b光的速度答案B解析太阳光从左侧射入球形水滴时，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律，可知na>nb，折射率大则频率高，则a光是紫光，b光是红光，A错误；由A可知λa<λb，根据Δx=ldλ可知，用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距，遇到相同的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射，B正确，C错误；由n=cv得va<vb，8.(2024·山东卷·4)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是()A.滚珠b、c均合格B.滚珠b、c均不合格C.滚珠b合格，滚珠c不合格D.滚珠b不合格，滚珠c合格答案C解析单色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的光程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的光程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。故选C。9.(多选)登山运动员在登雪山时要注意预防紫外线的过度照射，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。设计师利用薄膜干涉的原理在眼镜的表面涂上“增反膜”，增强反射以减少透射光的能量，于是就设计出了一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。已知选用的“增反膜”材料的折射率为32，真空中的光速为c，紫外线在真空中的频率为fA.紫外线进入“增反膜”后的频率为2B.紫外线进入“增反膜”后的波长为2C.从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的1D.“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的1答案BD解析紫外线进入“增反膜”后频率不变，选项A错误；紫外线进入“增反膜”后的速度v=cn，结合波长、波速和频率的关系可知，紫外线进入“增反膜”后的波长λ=vf=2c3f，选项B正确；为使从“增反膜”前后两个表面反射的光叠加后加强，两束反射光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的整数倍，选项C错误；两束反射光的光程差等于“增反膜”厚度的两倍，同时为了节省材料，故“增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”(9分)10.如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是()A.若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹B.若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹C.若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为Δx1，在月球表面观察到的水平直条纹的间距为Δx2，则Δx1<Δx2D.若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大答案C解析单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，当肥皂液膜竖直放置时，单色光垂直照射肥皂液膜，在前、后两面反射形成干涉条纹，若将该装置放在地球上观察，由于重力作用，在高度相等的位置的光程差相同，故可看到水平直条纹，故A错误；若将该装置放在空间站观察，由于处于完全失重状态，肥皂液膜厚度均匀，所以观察不