光的波動(dòng)性 電磁波(解析版)-2023年高考物理考試易錯(cuò)題

易錯(cuò)點(diǎn)35光的波動(dòng)性電磁波

錯(cuò)題糾正

例題1.如圖所示，用頻率為了的單色光（激光）垂直照射雙縫，在光屏的尸點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗

條紋，已知光速為c,則尸到雙縫Si、出的距離之差I(lǐng)n一刃應(yīng)為（）

【答案】D

【解析】

;；5c

出現(xiàn)第3條暗條紋，說明$、S至UP點(diǎn)距離之差為］（2〃-1）=1（2X3—1）=予，而

55c

所以忻一同=52=57，故D正確.

【誤選警示】

誤選ABC的原因：對(duì)明暗條紋的產(chǎn)生條件理解不到位，計(jì)算出錯(cuò)。

例題2.如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器

形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣（黑色部分表示亮條

紋）.在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是（）

mmIlinIIIIIIIIIIIII

1234

A.紅黃藍(lán)紫B.紅紫藍(lán)黃

C.藍(lán)紫紅黃D.藍(lán)黃紅紫

【答案】B

【解析】

雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、

寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋.相鄰亮條紋間距Ax=

夕，紅光波長比籃光波長長，則紅光干涉條紋間距大于籃光干涉條紋間距，即1、3分別對(duì)

應(yīng)紅光和藍(lán)光.而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長越長，衍射越明顯，即中央條紋

越寬越亮，黃光波長比紫光波長長，即2、4分別對(duì)應(yīng)紫光和黃光.綜上所述，1、2、3、4

四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確.

【誤選警示】

誤選ACD的原因：對(duì)干涉條紋的條紋間距與波長雙縫間距和縫與屏之間的距離的規(guī)律掌

握不清楚。

知識(shí)總結(jié)

雙縫干涉

(1)條紋間距：Ax=),對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大.

(2)明暗條紋的判斷方法：

如圖所示，相干光源Si、S2發(fā)出的光到屏上P點(diǎn)的路程差為加=力一小

當(dāng)△〃=〃"〃=(),1,2…)時(shí)，光屏上P'處出現(xiàn)明條紋.

當(dāng)加=(2"+1春〃=0,1,2…)時(shí)，光屏上P處出現(xiàn)暗條紋.

--薄膜干涉

(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射

到薄膜上時(shí)，從膜的前表面A4'和后表面84分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波,

并且疊加.

(2)明暗條紋的判斷方法：

兩個(gè)表面反射回來的兩列光波的路程差A(yù)r等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波長為九

在P、尸2處,=1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋.

在。處,Ar=(2n+1)^(M=0,1,2,3?■?)＞薄膜上出現(xiàn)暗條紋.

⑶應(yīng)用：增透膜、檢查平面的平整度.

三、光的衍射和偏振

1.光的衍射

發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸足夠小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯.

2.光的偏振

(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波

的強(qiáng)度都相同.

(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光.

(3)偏振光的形成

①讓自然光通過偏振片形成偏振光.

②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全

偏振光.

(4)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等.

(5)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波.

四、電磁波

1.電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，形成電磁波.

2.電磁波的特點(diǎn)：

(1)電磁波在空間傳播不需要介質(zhì)；

(2)電磁波是橫波：電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方

向垂直，因此電磁波是橫波.

(3)電磁波的波長、頻率、波速的關(guān)系：v=Af,在真空中，電磁波的速度c=3.0X108m/s.

(4)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象.

3.電磁波具有能量

電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換就是電場(chǎng)能量與磁場(chǎng)能量的轉(zhuǎn)換，電磁波的發(fā)射過程是輻射能量的過程，傳

播過程是能量傳播的過程.

易混點(diǎn):

1.光的顏色由光的頻率決定.

2.頻率不同的兩列光波不能發(fā)生干涉.

3.在“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是獲得相干光.

4.在“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是用“分光”的方法使兩列光的頻率相同.

5.陽光下茂密的樹林中，地面上的圓形亮斑是不光的衍射形成的而是小孔成像.

6.泊松亮斑是光的衍射形成的.

7.光遇到障礙物時(shí)都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象.

8.自然光不是偏振光.

9.LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，回路中電流最大.

10.電場(chǎng)周圍不一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍不一定存在電場(chǎng).

11.電磁波既可以傳遞能量，也可以用來傳遞信息.

舉一反三

1.（2020?浙江7月選考4）在抗擊新冠病毒的過程中，廣泛使用了紅外體溫計(jì)測(cè)量體溫，如圖

所示.下列說法正確的是（）

A.當(dāng)體溫超過37.3℃時(shí)人體才輻射紅外線

B.當(dāng)體溫超過周圍空氣溫度時(shí)人體才輻射紅外線

C.紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)發(fā)射紅外線來測(cè)體溫的

D.紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強(qiáng)度越大來測(cè)體溫的

【答案】D

【解析：1,

所有物體都會(huì)輻射出紅外線，故A、B錯(cuò)誤；紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體發(fā)射紅外線來測(cè)體溫

的，且人體溫度越高，輻射的紅外線強(qiáng)度越大，故C錯(cuò)誤，D正確.

2.下列說法中正確的是（）

A.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

B.偏振光的傳播方向與振動(dòng)方向不一定垂直

C.透過轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片觀察玻璃表面、光滑桌面反射來的陽光，能感覺到明暗的變化

D.透過轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片觀察陽光能感覺到明暗的變化

【答案】C

【解析】?

拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以消除反射光，故A錯(cuò)誤；偏振

光的傳播方向與振動(dòng)方向一定垂直，故B錯(cuò)誤；偏振片只允許某一■方向振動(dòng)的光通過，故透

過轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片觀察玻璃表面、光滑桌面反射來的陽光，能感覺到明暗的變化，故C正確；

透過轉(zhuǎn)動(dòng)的偏振片觀察陽光不能感覺到明暗的變化，因?yàn)殛柟鉃樽匀还猓蔇錯(cuò)誤.

3.（多選）關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）

A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)

B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波

C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直

D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸

【答案】ABC

【解析】

電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與頻率無關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和

磁場(chǎng)互相激發(fā)得到的，B正確；電磁波傳播方向與電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向均垂直，C正確；光

是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯(cuò)誤.

易錯(cuò)題通關(guān)

一、單選題

1.利用光在空氣薄膜的干涉可以測(cè)量待測(cè)圓柱形金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑差（約

為微米量級(jí)），實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。Ti和丁2是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，Ao為標(biāo)準(zhǔn)金屬

絲，直徑為Do;A為待測(cè)金屬絲，直徑為。；兩者中心間距為乙。實(shí)驗(yàn)中用波長為人的單

色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖乙所示，測(cè)得相鄰條紋的間距為△心則以

下說法正確的是（）

IIIIIIIH

△L

乙

B.A與Ao直徑相差越大，△心越大

C.輕壓心右端，若△L增大則有。

D.A與Ao直徑相等時(shí)可能產(chǎn)生圖乙中的干涉條紋

【答案】A

【解析】A.設(shè)標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃晶之間的夾角為由題可知，有

有空氣薄膜干涉的條件可知

2ALtan6=A

2

A￡=

2tan。

A正確;

B.由上述分析可知，A。與A直徑相差越大，。越大，AL越??；，B錯(cuò)誤;

C.輕壓Ti右端，若△入增大則有6減小，說明。＞2,C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)A與Ao直徑相等時(shí)，tan〃=O,形不成圖乙中的干涉條紋，D錯(cuò)誤。

故選Ao

2.如圖所示，圓形鐵絲圈上附有一層肥皂液膜，燈泡發(fā)出一種單色光。先后把鐵絲圈水平

擺放在燈泡上方的fl位置和豎直擺放在燈泡附近的b位置，則觀察到的干涉條紋是

()

A.a、b位置都是橫條紋B.a、6位置都是環(huán)形條紋

C.。位置是橫條紋，6位置是環(huán)形條紋D.。位置是環(huán)形條紋，6位置是橫條紋

【答案】D

【解析】單色光在光程差相同的位置干涉連成的線會(huì)形成條紋，在a位置，單色光垂直照

射肥皂液膜，在凸面和平面反射形成，可知距離圓心相等的位置的光程差相同，不同位置

在前后面的反符合牛頓環(huán)干涉的特點(diǎn)，故為環(huán)形條紋；在6位置，單色光垂直照射肥皂液

膜，同一條水平線上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，會(huì)形成干涉橫條紋。

故選D。

3.劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之

上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)某單色光垂

直入射后，從上往下看到亮暗相間的干涉條紋如圖乙所示。下面關(guān)于條紋的說法正確的是

()

A.任意相鄰暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差隨其厚度增加而增大

B.任意一條亮條紋所在位置對(duì)應(yīng)的空氣薄膜厚度不一定相等

C.若僅在圖甲裝置中抽去一張紙片，則圖乙所示干涉條紋將變密

D.若僅減小垂直入射的單色光頻率，則圖乙所示干涉條紋將變疏

【答案】D

【解析】A.根據(jù)=任意相鄰暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差隨其厚度增加而減小，A

錯(cuò)誤；

B.任意一條亮條紋所在位置對(duì)應(yīng)的空氣薄膜厚度一定相等，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)a若僅在圖甲裝置中抽去一張紙片，d變小，則圖乙所示干涉條紋間距變

a

大，條紋將變疏，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)若僅減小垂直入射的單色光頻率，波長增大，則圖乙所示干涉條紋間距

a

變大，條紋將變疏，D正確。

故選D。

4.有一種魔術(shù)道具稱為“穿墻而過"。其結(jié)構(gòu)是兩片塑料偏振片卷起來，放進(jìn)空心的透明圓

筒內(nèi)，中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊"擋板"，如圖甲所示。當(dāng)圓筒中的小球從

8端滾向A端，居然穿過了"擋板"，如圖乙所示。貝I()

B.該魔術(shù)對(duì)觀眾的觀察角度有要求

C.只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術(shù)

D.該魔術(shù)中對(duì)兩偏振片卷起來的方式無要求

【答案】A

【解析】A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故A正確；

B.任何角度的光都會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，故不同角度的觀眾看到的現(xiàn)象相同，故對(duì)觀察角度無

要求，故B錯(cuò)誤；

CD.偏振片的特點(diǎn)為當(dāng)偏振片偏振方向與偏振光的方向平行時(shí)，偏振光可以全部通過偏振

片，當(dāng)偏振片偏振方向與偏振光的方向垂直時(shí)，偏振光不能通過偏振片，則在中間區(qū)域的

放垂直偏振片和水平偏振片，將兩偏振片卷起來，且部分重合，自然光通過兩片偏振方向

互相垂直的偏振片時(shí)，光強(qiáng)減弱，形成黑影，看起來就像一道墻，一片偏振片無法完成實(shí)

驗(yàn)，故CD錯(cuò)誤。

故選Ao

5.下列關(guān)于光現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果說法正確的是()

A.在水面上的油膜常?？吹讲噬珬l紋是因?yàn)楣獾纳?/p>

B.全息照片用激光來拍攝利用了激光相干性好的特性

C.3D電影是利用了光的偏振現(xiàn)象，說明光是一種縱波

D.水中升起的氣泡看起來特別亮是因?yàn)楣庥蓺馀葸M(jìn)入海水時(shí)發(fā)生了全反射

【答案】B

【解析】A.水面上的油膜常?？吹讲噬珬l紋是由于油膜的上下表面對(duì)光的干涉造成的現(xiàn)

象，A錯(cuò)誤；

B.全息照片用激光來拍攝利用了激光相干性好的特性，B正確；

C.3D電影是利用了光的偏振現(xiàn)象，偏振是橫波特有的現(xiàn)象，說明光是一種橫波，C錯(cuò)

誤；

D.水中升起的氣泡看起來特別亮是因?yàn)楣庥珊ＫM(jìn)入氣泡時(shí)發(fā)生了全反射，D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.下列說法正確的是（）

A.在真空中傳播的電磁波，頻率越大，波長越長

B.讓藍(lán)光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，綠光形成的干涉條紋間距較小

C.要確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離需測(cè)出電磁波從發(fā)射到被雷達(dá)接收的時(shí)間3再根據(jù)x=c!求

解距離

D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)增透膜以減弱玻璃反射光的影響

【答案】C

【解析】A.根據(jù)

A=-

V

可知，在真空中傳播的電磁波，頻率越大，波長越小，故A錯(cuò)誤；

B.藍(lán)光比綠光頻率大，波長短，因此根據(jù)

Ax=—2

d

可知讓藍(lán)光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，綠光形成的干涉條紋間距較大，故B錯(cuò)誤；

C.雷達(dá)和目標(biāo)的距離為電磁波傳播路程的一半，因此距離為

t

x=-c

2

故C正確；

D.玻璃反射光屬于偏振光，加偏振片的作用是減弱玻璃反射光的強(qiáng)度，從而增大其他物

品透射光的強(qiáng)度，而增透膜是利用薄膜前后兩表面反射透射光，反射的兩路透射光光程差

恰好等于半波長的奇數(shù)倍，兩列波便產(chǎn)生相消干涉，振動(dòng)減弱，從而增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，

因此若加裝增透膜，不僅無法減弱玻璃的反射光，反而會(huì)增加玻璃反射光帶來的負(fù)面效

果，故D錯(cuò)誤。

故選Co

二、多選題

7.如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣

膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏

外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是（）

入射光

勿勿勿

甲乙

A.干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

B.干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

C.干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓?/p>

D.若使用半徑小一些的凸薄透鏡，則干涉條紋的間距要變小

【答案】ACD

【解析】AB.由于在凸透鏡和平板玻璃之間的空氣形成薄膜，所以形成相干光的反射面是

凸透鏡的下表面和平板玻璃的上表面，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的

干涉條紋，故C正確；

D.若使用半徑小一些的凸薄透鏡，則空氣薄膜上的厚度變化更快，則形成的干涉條紋的

間距要變小，故D正確。

故選ACDo

8.在抽制很細(xì)的金屬絲的過程中，可以用激光隨時(shí)監(jiān)測(cè)抽絲的粗細(xì)情況。其裝置如圖甲所

示，在抽絲機(jī)的細(xì)絲出口附近，用一束激光沿與細(xì)絲垂直的方向照射細(xì)絲，在細(xì)絲的另一

側(cè)用光屏接收激光。工作人員通過觀察光屏上明暗相間亮斑的情況（如圖乙所示為沿激光

傳播方向看到的光屏情況），便可知道抽制出的細(xì)絲是否合格。對(duì)于這種監(jiān)控抽絲機(jī)的裝

乙

A.這是利用光的直線傳播規(guī)律B.這是利用光的衍射現(xiàn)象

C.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲粗了D.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了

【答案】BD

【解析】A.由題意知條紋的形成屬單縫衍射，并非運(yùn)用光的直線傳播規(guī)律，而是利用光

的衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；

B.單縫衍射現(xiàn)象，其原理是利用光的衍射現(xiàn)象，B正確；

C.由單縫衍射知縫變窄而條紋寬度變寬，故如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲變細(xì)了，C錯(cuò)

誤；

D.屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了，D正確。

故選BD。

9.下列四種光學(xué)現(xiàn)象，對(duì)其原理解釋正確的是（）

A.圖甲為薄膜干涉的應(yīng)用，可檢驗(yàn)平面的平整度，條紋間距左窄右寬

B.圖乙為泊松亮斑，是光通過小圓板衍射形成的，說明光具有波動(dòng)性

C.圖丙為立體電影原理，和照相機(jī)鏡頭表面涂上的增透膜的原理相同

D.圖丁為水中明亮的氣泡，其原理與光導(dǎo)纖維的原理相同

【答案】BD

【解析】A.圖甲為薄膜干涉的應(yīng)用，可檢驗(yàn)平面的平整度，條紋間距相等，A錯(cuò)誤；

B.圖乙為泊松亮斑，是光通過小圓板衍射形成的，說明光具有波動(dòng)性，B正確；

C.圖丙中立體電影利用了光的偏振現(xiàn)象，而增透膜利用了光的干涉，C