2025年高考物理光学实验观察技巧试卷及答案

2025年高考物理光学实验观察技巧试卷及答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在进行杨氏双缝干涉实验时，若将单色光源从红色改为蓝色，则干涉条纹的间距将如何变化？A.变大B.变小C.不变D.无法确定2.光的衍射现象中，下列哪项描述是正确的？A.只有障碍物尺寸与光的波长相当时才会发生衍射B.衍射会使光线沿直线传播C.衍射条纹的亮度随距离增加而迅速减弱D.衍射仅发生在透镜表面3.在单缝衍射实验中，若增大缝宽，则中央亮纹的宽度将如何变化？A.变宽B.变窄C.不变D.先变宽后变窄4.光的偏振现象说明光是什么性质的波？A.纵波B.横波C.横电磁波D.静电波5.在迈克尔逊干涉仪实验中，若动镜移动距离为λ/2，则干涉条纹将移动多少条？A.1条B.2条C.0.5条D.4条6.光的相干条件中，哪项是必须满足的？A.光源强度足够大B.光源具有单一频率C.两束光相位差恒定D.光源必须垂直照射7.在牛顿环实验中，若透镜与平板间存在空气，则形成的干涉条纹是？A.中心亮斑B.中心暗斑C.等距直条纹D.斜向条纹8.光的衍射极限公式θ≈λ/a中，a代表什么？A.光源距离B.观察屏距离C.缝宽D.波长9.在偏振实验中，若两偏振片的偏振方向垂直，则透射光强度为多少？A.0B.I₀/2C.I₀/4D.I₀10.光的干涉条纹间距公式Δx=λL/d中，d代表什么？A.光源到屏的距离B.双缝间距C.屏到双缝的距离D.光源宽度二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距为0.5mm，屏到双缝距离为1m，使用绿光（λ=546nm）照射，则相邻条纹间距为______mm。2.单缝衍射中央亮纹的宽度是其他亮纹宽度的______倍。3.光的偏振现象说明光波振动方向是______的。4.迈克尔逊干涉仪中，若动镜移动0.1mm，使用λ=632.8nm的红光，则观察到条纹移动______条。5.牛顿环实验中，若透镜曲率半径为1m，空气间隙最大处直径为2mm，则对应光的波长为______μm。6.光的衍射极限公式θ≈λ/a中，λ代表______。7.两束光发生干涉的条件是______和______。8.偏振片的作用是______光波的振动方向。9.光的相干条件包括______、______和______。10.光的干涉条纹间距与______成正比，与______成反比。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝干涉实验中，增大光源宽度会提高条纹清晰度。（×）2.单缝衍射的中央亮纹亮度最大。（√）3.光的偏振现象说明光波是横波。（√）4.迈克尔逊干涉仪中，动镜移动λ/4，条纹移动1条。（√）5.牛顿环实验中，空气间隙越大，干涉条纹越密。（√）6.光的衍射现象仅发生在小孔或狭缝处。（×）7.两束光只要频率相同就能发生干涉。（×）8.偏振片可以改变光的波长。（×）9.光的相干条件包括频率相同、相位差恒定和振动方向相同。（√）10.光的干涉条纹间距与光源到屏的距离成正比。（√）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述杨氏双缝干涉实验的原理及其主要现象。2.解释单缝衍射的成因及其对实验条件的要求。3.说明偏振现象的观察方法及其在生活中的应用。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.在杨氏双缝干涉实验中，使用λ=589.3nm的钠光灯照射，双缝间距为0.1mm，屏到双缝距离为1m。求：（1）相邻条纹间距；（2）若将实验改为使用紫光（λ=400nm），相邻条纹间距变为多少？2.在单缝衍射实验中，缝宽为0.2mm，使用λ=500nm的光照射，观察屏距离为1m。求：（1）中央亮纹的宽度；（2）若将缝宽增大一倍，中央亮纹宽度如何变化？【标准答案及解析】一、单选题1.B（蓝光波长小于红光，间距变小）2.A（衍射与波长和障碍物尺寸有关）3.B（缝宽增大，衍射减弱，中央亮纹变窄）4.B（偏振说明光波是横波）5.A（移动λ/2，条纹移动1条）6.C（相位差恒定是相干条件）7.B（空气间隙形成中心暗斑）8.C（a代表缝宽）9.C（两偏振片垂直，透射光强度为I₀/4）10.C（d代表屏到双缝的距离）二、填空题1.1.09（Δx=λL/d=546×10⁻⁹×1/0.5×10⁻³=1.09mm）2.2（中央亮纹宽度是其他亮纹宽度的2倍）3.线性（偏振说明振动方向是线性的）4.317（移动0.1mm，条纹移动0.1/λ=0.1/632.8×10⁻⁹=317条）5.0.63（牛顿环公式r²=λR/(2d)，d=0时r=0，最大处d=R/2，r=R/2=1mm，λ=2rR=2×10⁻³×1=0.63μm）6.波长（λ代表光的波长）7.频率相同，相位差恒定8.控制（偏振片控制光波振动方向）9.频率相同，相位差恒定，振动方向相同10.光源到屏的距离，双缝间距（Δx=λL/d）三、判断题1.×（增大光源宽度会降低条纹清晰度）2.√（中央亮纹亮度最大）3.√（偏振说明光波是横波）4.√（动镜移动λ/4，条纹移动1条）5.√（空气间隙越大，条纹越密）6.×（衍射与光源位置无关）7.×（还需相位差恒定）8.×（偏振片不改变波长）9.√（相干条件包括频率相同、相位差恒定、振动方向相同）10.√（Δx=λL/d，L成正比，d成反比）四、简答题1.杨氏双缝干涉实验原理：单色光通过双缝后形成两束相干光，在屏上发生干涉。主要现象：屏上出现明暗相间的条纹，相邻条纹间距Δx=λL/d。2.单缝衍射成因：光通过狭缝时发生弯曲传播。实验条件要求：缝宽a与波长λ相当，观察屏距离足够远。3.偏振现象观察方法：使用偏振片，旋转偏振片观察透射光强度变化。应用：液晶显示器、偏振眼镜等。五、应用题1.（1）Δx=λL/d=589.3