2024-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)：光的干涉與衍射（含解析）

2024—2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)光的干涉與衍射專練

-、單選題（本大題共6小題）

1.由兩個不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同點上，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，這是因

為（）

A.兩個光源發(fā)出光的頻率相同

B.兩個光源發(fā)出光的強度不同

C.兩個光源的光速不同

D.這兩個光源是彼此獨立的，不是相干光源

2.某一質(zhì)檢部門為檢測一批礦泉水的質(zhì)量，利用干涉原理測定礦泉水的折射率

o方法是將待測礦泉水填充到特制容器中，放置在雙縫與熒光屏之間（之前為空

氣），如圖所示（特制容器未畫出）。通過比對填充后的干涉條紋間距*2和填充

前的干涉條紋間距X1就可以計算出該礦泉水的折射率。則下列說法正確的是（設(shè)

空氣的折射率為1）（）

B.x2>X]

C.該礦泉水的折射率為五

%

D.該礦泉水的折射率為強

王

3.用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象.圖（a）是點燃酒精燈（在燈

芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈.將金屬絲圈

在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是

圖。圖方

A.當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30。時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30。

B.當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90°

C.當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60。時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30。

D.干涉條紋保持原來狀態(tài)不變

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4.如圖所示，用頻率為/"的單色光（激光）垂直照射雙縫，在光屏的尸點出現(xiàn)第3

條暗條紋，已知光速為G則P到雙縫H、尾的距離之差,-討應(yīng)為（）

5.如圖所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓形玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射

出后分成。、6兩束單色光。下列說法正確的是（）

A.玻璃磚對6光的折射率為亞

B.光束。、6通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，“光的相鄰條紋間距大

C.6光在玻璃中的傳播速度比。光在玻璃中的傳播速度大

D.光束。、6照射同一光電管，均可發(fā)生光電效應(yīng)，光束6產(chǎn)生的光電子動能

一定大

6.登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時

間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地損傷視力.有人想用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能

大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率〃=1.5,所要消

除的紫外線的頻率〃=8.1X1014應(yīng)，那么他設(shè)計的這種增反膜的厚度至少是（

）

A.9.25x10-81nB.1.85x1。.7m

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

二、多選題（本大題共4小題）

7.關(guān)于如圖所示的幾種情況，下列說法中正確的是（）

板

被檢測平面

丁

A.圖甲是一束復(fù)色光進入水珠后傳播的示意圖,其中a束光在水珠中傳播的

速度一定大于6束光在水珠中傳播的速度

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B.圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大

到某一值后不會再有光線從附,面射出

C.圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離￡,兩相鄰亮條紋間

距離將減小

D.圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條

紋說明被檢測的平面在此處是凸起的

E.圖戊中的M、N是偏振片，尸是光屏。當(dāng)"固定不動、緩慢轉(zhuǎn)動N時，光

屏尸上的光亮度將會發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波

8.關(guān)于下列四幅圖的說法正確的是（）

茂密樹葉間的

分子間距離的關(guān)系水蛭停在水面上海市蜃樓彩色光環(huán)

圖甲圖乙圖丙圖丁

A.由圖甲可知，在?由4變到馬的過程中分子力做負功

B.圖乙中水蛭是因為受到浮力作用

C.圖丙中是光的反射現(xiàn)象

D.圖丁是光的衍射現(xiàn)象

9.以下是對一些生活現(xiàn)象的解釋，你認為正確的是（）

A.太陽光下的肥皂泡呈現(xiàn)出五彩繽紛的顏色，是因為太陽光經(jīng)肥皂液薄膜發(fā)生

了干涉現(xiàn)象

B.“海市蜃樓”是因為大氣密度不均勻，物體反射的太陽光發(fā)生了色散現(xiàn)象

C.用手把兩片無色透明的玻璃片捏在一起，陽光下能看到彩色花紋，是因為光

產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象

D.雨后會出現(xiàn)彩虹，是因為發(fā)生了干涉現(xiàn)象

10.（多選）1801年，英國物理學(xué)家托馬斯?楊完成了著名的雙縫干涉實驗.如圖甲

所示為雙縫干涉實驗的原理圖，單縫So、屏上的辦點均位于雙縫Si和S2的中垂

線上?已知入射光在真空中的波長為九雙縫S1和必到P點的距離分別為打、X2,

若P點是暗條紋的中心，改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如乙圖上部分所示變

為乙圖下部分所示，下列說法中正確的是（）

，II”

A.若所改變實驗條件為由。光換為b光，a光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b

光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

B.所改變實驗條件可能為增大雙縫N和S2之間的距離

C.實驗時可以用白熾燈直接照射雙縫，在屏上可以得到等寬、等亮的干涉條紋

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D.X2~x\-n4（〃為整數(shù)）

三、實驗題（本大題共2小題）

11.在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫。若實驗中紅光

的波長為630nm,雙縫到屏幕的距離為1.00m,測得第1條到第6條亮條紋中心

間的距離為10.5nim,則雙縫之間的距離為mm。（lnm=10-9米，結(jié)果保留

3位有效數(shù)字。）

12.如圖，一束復(fù)色光從平行玻璃磚上表面入射，入射角為9,經(jīng)平行玻璃磚上

表面折射后，分成a、b兩束單色光。

（1）若增大入射角9,a、6兩束單色光在平行玻璃放下表面發(fā)生全

反射（填“能”或“不能”）；

（2）若用a、6兩束單色光分別在同一裝置中做雙縫干涉實驗，得到的條紋間距

較小的是單色光（填“a”或“6”）；

（3）若a、6兩束單色光與例V的夾角分別為30°和45°,則此時a、右兩束單

色光在平行玻璃磚中傳播的時間之比為ta：tb=?

四、解答題（本大題共2小題）

13.如圖所示，一束頻率為46X10i4Hz的綠光從截面為等腰直角三角形的三棱

鏡18面射入棱鏡，從/C面射出，方向平行于夕心已知三棱鏡對綠光的折射率

為n=五,不計二次反射。（光在真空中的速度c=3X108m/s）

（1）通過計算在圖上作出光束在射出三棱鏡前的光路圖；

（2）求光束在射出三棱中傳播的速度；

（3）用出射光做雙縫干涉實驗，通過計算判斷光屏上到兩縫距離之差為

△x7.5X10-7m的某點處出現(xiàn)的是明條紋還是暗條紋？

14.34.（15分）[物理——選修3-4]

（1）（5分）雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上

，雙縫S1和S2與單縫的距離相等,光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋

，屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，尸點是距O點最近的第一條亮條紋,如果將

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入射的單色光換成紅光或藍光，討論屏上。點及其上方的干涉條紋的情況是，則紅

光在。點是條紋,藍光在O點是條紋（填“亮”或"暗”）;光

的第一條亮條紋在尸點的上方（填“紅”或“藍”）。

雙縫

綠光照…己-------0

（2）（10分）如圖所示，實線是一列簡諧橫波在人=0時刻的波形，虛線是這列波在

力=0.5s時刻的波形。

⑴若這列波的周期T滿足37</2<47；波向右和向左傳播時，波速分別是多大；

（ii）若波速大小為74m/s,波傳播方向如何。

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參考答案

1.【答案】D

【詳解】A.題中兩光源發(fā)出的光都是白光，頻率不確定，沒法比較，選項A錯

誤；

B.光的強度對光的干涉沒有影響，選項B錯誤；

C.光速在真空中是確定的，它對光的干涉也沒有影響，選項C錯誤；

D.不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，所以不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，這樣的光源不是

相干光源，選項D正確。選D。

2.【答案】C

【詳解】AB.把空氣換成礦泉水后，入射光的頻率f不變，光在水中的傳播速度

減小，根據(jù)v=A/■可知，波長減小.根據(jù)干涉的條紋間距公式細可知，對

同一個裝置來說，波長減小，條紋間距減小，則/（玉，AB錯誤；

CD.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式加=）"n=-=4-可得網(wǎng)=44，

?vxa

》，=4彳=4，所以77=五，D錯誤，C正確。選C。

ddnx2

3.【答案】D

【詳解】

金屬絲圈的轉(zhuǎn)動，改變不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉

條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D項對.

4.【答案】D

【詳解】

雙縫到光屏上戶點的距離之差是半波長的奇數(shù)倍，會出現(xiàn)暗條紋，第三條暗條紋

55c

距離之差為5文=療，故〃正確，ABC錯誤；

故選D.

5.【答案】B

【詳解】A.根據(jù)光路圖及折射定律可知，玻璃磚對6光的折射率為

S=GA錯誤;

sin30

B.玻璃磚對6光的折射率大于玻璃磚對a光的折射率，則6光的頻率大于對a

光的頻率，而6光的波長小于對a光的頻波長，根據(jù)心=。2,可知，經(jīng)同一套

a

雙縫干涉裝置發(fā)生干涉，a光干涉條紋間距比6光更寬，B正確；

C.玻璃磚對6光的折射率大于玻璃磚對a光的折射率，根據(jù)〃=￡,可知，折射

V

率越大，在同種介質(zhì)中傳播速度越小，則6光在玻璃中的傳播速度比a光在玻璃

中的傳播速度小，C錯誤；

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D.由于光電管的截止頻率未知，無法判斷光束。、6照射時是否可發(fā)生光電效應(yīng)

，D錯誤；選Bo

6.【答案】C

【詳解】

為了減小紫外線對眼睛的傷害，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射的光

疊加后加強，則路程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）應(yīng)等于光在薄膜中的波長

，的整數(shù)倍，即2戶”，（淤1,2,…）.因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波

長的1/2.紫外線在真空中的波長是1=c4=3.7X10-7m,

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

故C正確，ABD錯誤.

故選C.

7.【答案】ACE

【詳解】A.甲圖中a束光折射角大，折射率小，根據(jù)v=￡,a束光在水珠中的

n

傳播速度大，選項A正確；

B.乙圖中，光束在啟面的折射角等于在附面的入射角，只要入射角，<90。，

帥面的入射角就小于臨界角，就不會發(fā)生全反射，選項B錯誤；

C.丙圖中根據(jù)心=）/可知，若只減小屏到擋板間的距離兩相鄰亮條紋間距

離將減小，選項c正確；

D.丁圖中的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹陷的，選項D錯誤；

E.有偏振現(xiàn)象的光波為橫波，選項E正確。選ACE。

8.【答案】AD

【詳解】A.由圖甲可知，在r由4變到4的過程中分子力為引力，做負功，A正

確；

B.圖乙中水蛭是因為液體的表面張力作用，B錯誤；

C.圖丙中是光的全反射現(xiàn)象，C錯誤；

D.圖丁是光的衍射現(xiàn)象，D正確。選AD。

9.【答案】AC

【詳解】

A.太陽光下的肥皂泡呈現(xiàn)出彩色條紋，這是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A正確；

B.海市蜃樓是光的折射現(xiàn)象，故B錯誤；

C.將兩塊平玻璃片緊緊捏在一起，會從玻璃片面上看到許多彩色花紋，這是薄

膜干涉現(xiàn)象，故C正確；

D.雨后會出現(xiàn)彩虹，是光的色散現(xiàn)象，故D錯誤。

故選ACo

10.【答案】AB

【詳解】雙縫條紋間距公式△*=4，，。為雙縫與光屏之間距離，"為雙縫

之間距離，1為光的波長，條紋間距變窄有以下情況：。變小，1增大，兒變小

，5正確；若所改變實驗條件為由。光換為6光，由圖知Aa>Ab,則。光頻率

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小于6光頻率，6光能量更大，故。光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，6光也可以

使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，N正確；白熾燈光發(fā)生干涉，不能得到等寬、等亮的干

涉條紋，C錯誤；尸為振動減弱點，故X2—肛=（2〃+1）|（"為整數(shù)），。錯誤

11.【答案】0.300

【詳解】測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm,則相鄰亮條紋間

距為Ax=*=mm=2.1mm,,根據(jù)Ax=§2,可得雙縫之間的距離為

6-1a

LA_1x630xl0-9

=3xl0_4m=0.300mm

五-2.卜10-3

12.【答案】不能；a,2：V3

【詳解】（1）[1]根據(jù)光路可逆原理，在平行玻璃磚下表面入射角一定小于臨

界角，不能發(fā)生全反射。

(2)[2]因為%>%,所以々<4,根據(jù)Ax=—,則a單色光形成的干涉條紋間

距較小。

（3）[3]設(shè)平行玻璃磚的厚度為d,折射角為廣，在平行玻璃中的傳播距離為

sin6>

s=-J，a、b兩束單色光折射率之比為可：%==sm：：0=VLl,傳播速

cospsindsin30°

sin45。

度v=g,t=-,得f所以傳播的時間之比為。4=2:8

nvcosp-c

13.【答案】（1）見解析；

（2）v=^^-xlO8m/s；

2

（3）暗條紋

【詳解】

（1）設(shè)綠光在/C面上的折射角為a,則

sina

n=----

sinr

得光在6。面上的入射角

產(chǎn)30°

由幾何關(guān)系可知，綠光在加7面上的反射角為75°。

因sin75°>-,故綠光在6c面上發(fā)生全反射，則綠光在26面上的折射角為

n

30°,入射角為45。。光路圖如圖所示

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A

B'iC

（2）由"=￡解得

V

8

v=￡==121121m/s=—xlOm/s

nV22

（3）綠光在空氣中的波長

-=5xl0~7m

f

由/尸1