2026版《金版教程》高考一轮复习物理第6节 光的干涉、衍射和偏振 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 电磁波与电磁振荡

高考总复习首选用卷物理第6节光的干涉、衍射和偏振实验：用双缝干涉实验测量光的波长电磁波与电磁振荡考点一光的干涉1．(2023·北京高考)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于()A．偏振现象 B．衍射现象C．干涉现象 D．全反射现象答案：C解析：阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是液膜前后两个面反射的光相互叠加干涉形成的，这种现象属于薄膜干涉现象，C正确，A、B、D错误。2.(2023·江苏高考)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.eq\f(1,3)倍 B.eq\f(1,2)倍C．2倍 D．3倍答案：B解析：双缝干涉的条纹间距公式为Δx＝eq\f(l,d)λ，由题图知Δx乙＝2Δx甲，而由题意可知，双缝与屏的间距l和单色光波长λ均不变，可得d乙＝eq\f(1,2)d甲，故选B。3．(2025·河北省邢台市高三上12月月考)小南同学通过查阅资料在家中完成了双缝干涉实验。其实验操作过程如下：首先，他在纸板上割出一条窄缝，在窄缝中央沿平行缝的方向固定一根拉直的头发丝。然后，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。最后，他用红色激光照射双缝，在墙面上观察到干涉条纹。已知双缝干涉实验中两狭缝自身宽度不影响条纹间距，若他想使条纹间距变大，下列操作可行的是()A．换用绿色激光照射双缝B．减小纸板与墙面的距离C．换用更细的头发丝D．换用更粗的头发丝答案：C解析：双缝干涉条纹间距的表达式为Δx＝eq\f(L,d)λ，由于绿光的波长小于红光的波长，可知换用绿色激光照射双缝时，λ变小，条纹间距变小，故A错误；减小纸板与墙面的距离L，条纹间距变小，故B错误；由实验原理可知，头发丝的直径等于双缝的间距d，若使条纹间距变大，应减小d，即换用更细的头发丝，故C正确，D错误。4．(2023·河北高考)制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是()A．上述现象与彩虹的形成原理相同B．光在薄膜的下表面发生了全反射C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色答案：C解析：在自然光照射下硅片呈现深紫色，是由于自然光中的深紫光在薄膜上下表面的反射光发生了薄膜干涉，使深紫光振动加强，而彩虹的形成原理主要是光的折射引起的色散，故A、B错误，C正确；根据光的干涉中亮条纹的形成条件，可知当薄膜的厚度发生变化时，深紫光在薄膜的上下表面的反射光相遇时，并不总是加强，故薄膜厚度发生变化，硅片并不是总呈现深紫色，故D错误。5．(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一面平一面凸的薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的答案：AC解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，A正确，B错误。由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的空气膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，C正确，D错误。6.(2024·山东高考)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，上玻璃下表面与下玻璃上表面的反射光发生干涉，形成题图乙所示的干涉条纹，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的路程差相等，不同的干涉条纹位置处光的路程差不同，则滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，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。考点二光的衍射与偏振7.如图所示，P是一偏振片，它的透振方向为竖直方向(图中用带箭头的实线表示)。现用四种入射光束分别照射P时，不能在P的另一侧观察到透射光的是()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光答案：C解析：太阳光包含在垂直传播方向沿各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A不符合题意；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B不符合题意；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，故C符合题意；沿与竖直方向成45°角振动的光能部分通过偏振片，故D不符合题意。8．(2023·天津高考)下列哪个现象可以说明光是横波()答案：C解析：横波和纵波都能发生全反射，不能因此确定光是横波还是纵波，故A不符合题意；干涉和衍射是所有波的特性，光能发生干涉和衍射，说明光具有波动性，但不能因此确定光是横波还是纵波，故B、D不符合题意；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，故C符合题意。9．(2022·上海高考)在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则光屏上()A．条纹变宽，光强增强 B．条纹变窄，光强增强C．条纹变宽，光强减弱 D．条纹变窄，光强减弱答案：C解析：根据单缝衍射实验规律可知，单缝的宽度越小，衍射现象越明显，光屏上中央亮条纹越宽；通过单缝的光越少，光屏上光强越弱。因此在单缝衍射实验中，仅减小单缝的宽度，则光屏上条纹变宽，光强减弱，C正确。10．(2024·江苏高考)用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到()A．两镜片都变亮B．两镜片都变暗C．两镜片没有任何变化D．左镜片变暗，右镜片变亮答案：D解析：立体眼镜的左、右两镜片为透振方向相互垂直的偏振片，开始时左镜片明亮、右镜片暗，则手机液晶屏幕发出的光的振动方向与左镜片的透振方向一致，现在将手机屏幕旋转90度，其屏幕发出的光的振动方向与右镜片的透振方向一致，则左镜片变暗，右镜片变亮，D正确。考点三实验：用双缝干涉实验测量光的波长11．(2024·江西高考)(多选)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是()A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件B．透镜的作用是使光更集中C．单缝的作用是获得线光源D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多答案：BC解析：为达到实验目的，应使单色光先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，所以光具座上的双缝应该在单缝和遮光筒之间，A错误，C正确；透镜的作用是使光更集中，B正确；根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，双缝间距d越小，则相邻亮(暗)条纹的中心间距Δx越大，测量头中观察到的条纹数目越少，D错误。12．某实验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的波长。(1)该实验小组以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节，观察实验现象后总结出以下几点，其中说法正确的是________。A．干涉条纹与双缝垂直B．若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变小C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应将屏向远离双缝方向移动D．若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致(2)该实验小组调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的读数x1＝________mm(如图乙所示)，接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，并读出对应的读数x2＝11.550mm。(3)若实验小组所用装置的双缝间距为d＝0.2mm，双缝到屏的距离为L＝70cm，则所测光的波长λ＝________nm。(保留三位有效数字)答案：(1)D(2)1.517(3)573解析：(1)根据双缝干涉原理，可知干涉条纹与双缝平行，A错误；根据干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，若使用间距更小的双缝，即d变小，会使相邻明条纹中心间距离变大，B错误；若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小条纹间距，根据公式Δx＝eq\f(L,d)λ，应将屏向靠近双缝方向移动，使L减小，C错误；若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致，D正确。(2)根据图乙中固定刻度和可动刻度可知，手轮上的读数x1＝1.5mm＋1.7×0.01mm＝1.517mm。(3)根据题意可知，相邻亮纹间距为Δx＝eq\f(x2－x1,5)＝eq\f(11.550－1.517,5)mm＝2.0066mm，由相邻条纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，可得所测光的波长为λ＝eq\f(Δx,L)d＝eq\f(2.0066×10－3,70×10－2)×0.2×10－3m＝5.73×10－7m＝573nm。13．(2025·湖北省武汉市高三上期末)利用双缝干涉实验测光的波长，实验装置如图甲所示。(1)已知单缝到双缝之间的距离是100mm，双缝到屏的距离为1.0m，双缝之间的距离为0.30mm，干涉图样如图乙所示，分划板的中心刻线在A位置时螺旋测微器的读数为1.234mm，在B位置时读数如图丙所示，为________mm，则该光的波长为________nm(计算结果保留三位有效数字)。(2)某同学观察到图丁所示图像，即测量头中的分划板的中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。在这种情况下测出干涉条纹的间距Δx，则波长的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)其实际值。(3)下列操作能够使(2)问中的干涉条纹与分划板的中心刻线在同一方向上的是________(单选)。A．仅转动透镜 B．仅转动双缝C．仅转动手轮 D．仅转动测量头答案：(1)14.538665(2)大于(3)D解析：(1)图丙中的读数为14.5mm＋3.8×0.01mm＝14.538mm；A、B间距为x＝xB－xA＝13.304mm，其间有6个条纹间隔，相邻条纹间距为Δx＝eq\f(x,6)，根据Δx＝eq\f(L,d)λ可知，所测光的波长为λ＝eq\f(dΔx,L)＝0.6652×10－6m≈665nm。(2)条纹间距的实际值Δx实＝Δx测cosθ，其中θ为条纹与分划板的中心刻线间的夹角，故条纹间距的测量值Δx测大于实际值Δx实。由λ＝eq\f(d,L)Δx可知，波长的测量值大于其实际值。(3)旋转测量头，分划板的中心刻线随之旋转，可使分划板的中心刻线与干涉条纹在同一方向上，故选D。考点四电磁波与电磁振荡14．(2024·福建省福州市高三上第一次质量检测)(多选)有关电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()A．适量的紫外线照射有利于人体健康B．红外线和X射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体C．电磁波是横波，且可以在真空中传播D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失答案：AC解析：适量的紫外线照射，会促进人体对钙的吸收，有利于人体健康，故A正确；X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体，红外线的穿透能力较弱，不能用于透视人体，故B错误；电磁波是横波，且可以在真空中传播，故C正确；电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波还会继续传播，故D错误。15．下列说法正确的是()A．在空气中，可见光和超声波传播速度相同B．电磁波和机械波都需要介质才能传播C．无线电波和紫外线都可以发生偏振现象D．红外线的波长比X射线的波长短答案：C解析：在空气中可见光的传播速度约为3×108m/s，超声波的传播速度约为340m/s，两者不相同，A错误；电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，B错误；无线电波和紫外线都属于横波，都可以发生偏振现象，C正确；从电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长长，D错误。16．关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的是()A．为了将信号发射出去，先要进行调谐B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制C．为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频D．为了将信号发射出去，必须使用开放电路答案：D解析：要将信号发射出去，必须使用开放电路，且先要进行调制；要从各个电台发出的电磁波中将需要的信号选出来，要进行的是调谐；要从高频电流中把声音信号取出来，要进行的是解调。故D正确，A、B、C错误。17.在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，电流计G可视为理想电表，先将开关S置于a处，待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时，电感线圈L和电容器C组成振荡电路，其振荡周期为T。下列说法正确的是()A．开关S刚移至b处，电流计G中将有从左向右的电流经过B．0～eq\f(T,4)过程中，电容器C放电，电容减小C．t＝eq\f(T,4)时刻，电感线圈L中磁场能最大D.eq\f(3T,4)～T过程中，电流计G的读数逐渐变大答案：C解析：开关S置于a处时，电容器C上极板接电源正极，电路稳定后上极板带正电，开关S移至b处瞬间，电容器C开始放电，电流计G中将有从右向左的电流经过，A错误；0～eq\f(T,4)过程中，电容器C放电，带电量q减小，但是其电容不会发生变化，B错误；t＝eq\f(T,4)时刻，电容器放电完毕，电容器极板上没有电荷，电场能全部转化为磁场能，所以此时电感线圈L中磁场能最大，C正确；eq\f(3T,4)～T过程是电容器充电过程，此时电路中的电流逐渐变小，所以电流计G的读数逐渐变小，D错误。18．关于光现象的叙述，以下说法正确的是()A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的干涉D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象答案：A解析：太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，A正确；雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的，属于折射现象，B错误；通过笔间狭缝观看工作着的日光灯管出现彩色条纹，属于单缝衍射，C错误；阳光下树影中呈现的小圆形光斑，是树叶间形成的小孔成像，属于光的直线传播现象，D错误。19.如图所示，把线圈(内阻不计)、电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器(图中未画出)的两端连在电容器的两个极板M、N上。先把开关置于a侧，一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时，电压uMN随时间t变化的图像正确的是()答案：C解析：由于电路有能量损耗，有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，故电压振幅会减小，直至为0，而由T＝2πeq\r(LC)可知，电容器C和电感L组成的振荡电路的振荡周期不变，故uMN的变化周期不变，且t＝0时，uMN为正，数值最大，故C正确。20．(2021·湖北高考)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置，反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则()A．λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置B．λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置D．λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置答案：D解析：由双缝干涉条纹间距的公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知，λ1＞λ2；反射光经过三棱镜后分成两束色光，由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，则nM>nN；由于λ1＞λ2，则f1<f2，n1＜n2，所以N是波长为λ1的光出射位置。D正确，A、B、C错误。21.(2021·浙江6月选考)(多选)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是()A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°答案：AB解析：肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，肥皂膜上的条纹是来自肥皂膜前后表面的反射光形成的干涉条纹，B正确；若过肥皂膜最高和最低点的截面是梯形，则干涉条纹间距相等，而肥皂膜的干涉条纹间距上面宽、下面窄，则肥皂膜从上到下厚度增加得越来越快，过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形，A正确；肥皂膜从形成到破裂的过程中，液膜上面越来越薄，液膜下面越来越厚，则膜上同一位置来自前后表面反射光的路程差发生变化，故亮条纹和暗条纹的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力的作用，肥皂膜稳定后仍会上薄下厚，因此条纹并不会跟着转动90°，D错误。22．(多选)煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A中充满干净的空气，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是()A．若屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大答案：BC解析：如果容器A、B中空气成分相同，则折射率相同，经过双缝的光到屏中央的相位相同，所以屏的正中央为亮纹；若容器A、B中空气成分不相同，但经过双缝的光到屏中央的相位恰好相同，则中央处也为亮纹。综上所述，若屏的正中央是亮纹，则B中的气体可能含有瓦斯，也可能不含瓦斯，A错误；如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，即B中的气体与A中的空气成分不相同，即B中的气体可能含有瓦斯，故B正确；干涉条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，说明B中的气体瓦斯含量不稳定，C正确；用频率更大的单色光照射单缝时，入射光波长变短，屏上出现的干涉条纹间距变小，D错误。23．(2025·河南省新乡市高三模拟)洛埃在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S′。(1)通过洛埃镜实验在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，________相当于另一个“缝”；(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15mm，单缝到光屏的距离D＝1.2m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm，则该单色光的波长λ＝________m(结果保留三位有效数字)；(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离________；A．将平面镜稍向上移动一些B．将平面镜稍向右移动一些C．将光屏稍向右移动一些D．将光源由红色光改为绿色光(4)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。答案：(1)S′(2)6.33×10－7(3)AC(4)暗条纹解析：(1)S在平面镜中的虚像S′“发出”的光与S发出的光的波长、相位均相同，因此S′相当于另一个“缝”。(2)第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm，则相邻亮条纹中心的间距为Δx＝eq\f(22.78×10－3,12－3)m＝2.53×10－3m，等效双缝间的距离为d＝2h＝0.30mm＝3.0×10－4m，根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝eq\f(D,d)λ，则有λ＝eq\f(dΔx,D)＝eq\f(3.0×10－4×2.53×10－3,1.2)m≈6.33×10－7m。(3)根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝eq\f(D,d)λ，可知，将平面镜稍向上移动一些，h减小，d减小，则Δx增大，A正确；将平面镜稍向右移动一些，D、d、λ均不变，Δx不变，B错误；将光屏稍向右移动一些，D增大，则Δx增大，C正确；将光源由红色光改为绿色光，λ减小，则Δx减小，D