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高考物理一轮复习讲练测(全国通用)16.2光的干涉、衍射和偏振(练)(原卷版+解析)
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这是一份高考物理一轮复习讲练测(全国通用)16.2光的干涉、衍射和偏振(练)(原卷版+解析)，共30页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄
C．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
2．下列关于光的说法正确的是（ ）
A．机械波能产生多普勒效应，而光波不能产生多普勒效应
B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
C．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
D．做双缝干涉实验时，当两个狭缝到屏上某处的路程差是波长的奇数倍时该处出现暗条纹
3．下列关于光的现象说法正确的是（ ）
A．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是光的全反射现象
B．“闻其声而不见其人”是因为光不能发生衍射
C．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽
D．泊松亮斑的产生是因为光的偏振现象
二、多选题
4．水面下深h处有一点光源S，发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图所示，小圆内为由a、b两种单色光构成的复合光区域，环状区域只有a光，小圆和大圆的半径分别为r和R，以下说法中正确的是（ ）
A．a光在水中的折射率
B．a光和b光在水中传播速度之比
C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大
D．若光源竖直向上运动，两圆半径之差（R−r）逐渐减小
5．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是横波
B．变化的磁场一定产生变化的电场
C．照相机的镜头呈淡紫色是因为发生了薄膜干涉
D．声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率变低
6．将一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图所示。一束单色光从上方垂直玻璃上表面射向玻璃体。则下列说法正确的是（ ）
A．观察者应从玻璃体右侧观察干涉图样
B．产生的干涉条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀
C．产生干涉的两束光是来自玻璃体下表面和标准板上表面的反射光
D．若换用频率更大的单色光照射，条纹间距将变大
7．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹的间距比a光的大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
8．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）。
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
9．2022年7月1日，庆祝香港回归祖国25周年大会隆重举行，世界各地观众都能收看到大会实况，是因为电视信号可通过卫星覆盖全球。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大
B．当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失
C．电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号
D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同
一、单选题
1．(2023·天津市西青区杨柳青第一中学高三阶段练习）如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应
C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
2．(2023·江苏南通·高三开学考试）下列说法中正确的是（ ）
A．全息照片往往用激光来拍摄，是利用了激光的相干性
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置，会时而出现明条纹、时而出现暗条纹
C．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
D．为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长的
3．(2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．太阳镜表面的增反膜，利用了薄膜干涉原理
B．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为波长奇数倍处呈现暗条纹
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率一定大于驱动力频率
4．(2023·江苏南京·高三开学考试）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
5．(2023·江苏南京·高三阶段练习）如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．相同条件下，a光比b光衍射明显
C．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
6．(2023·山东青岛·高三开学考试）某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率。让一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，P处是光屏上中央亮条纹O上方的第2条暗条纹。已知从双缝和发出的两束相干光到P点的路程差为，光速 s，则实验所使用单色光的频率为（ ）
A．B．C．D．
7．(2023·江苏镇江·高三开学考试）甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显
B．甲光光子的动量大于乙光
C．两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小
D．光强相同的甲乙两光，甲光单位时间内发射的光子数较少
8．(2023·浙江·高三开学考试）利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（ ）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
9．(2023·江苏省响水中学高三开学考试）如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度
B．a、b两束光遇到障碍物时，a光更容易发生衍射
C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光
D．a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
10．(2023·广东·高三开学考试）北京时间2022年5月12日晚9点，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A·（SgrA·）的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
B．电磁波是纵波，不能发生偏振现象
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．电磁波在任何介质中传播的速度都相等
11．(2023·山东·济南三中模拟预测）一纳光灯放在一空箱子左侧的双缝前如图，在右壁上产生干涉图样，如图所示。现给箱子灌满油（不考虑溢油），浸入油中的条纹怎样变化（ ）
A．条纹间距变宽B．条纹间距变密
C．条纹间距不变D．条纹消失
二、多选题
12．(2023·广东·盐田高中高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
13．(2023·山西省翼城中学校高三开学考试）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与行射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是亮条纹
一、单选题
1．(2023·北京·高考真题）下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．光的衍射现象B．光的折射现象
C．光的偏振现象D．光的干涉现象
2．(2023·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
3．(2023·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102mB．3 × 102mC．6 × 102mD．9 × 102m
4．(2023·江苏·高考真题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A．B．C．D．
5．(2023·湖北·高考真题）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
6．(2023·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
二、多选题
7．(2023·山东·高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
8．(2023·福建·高考真题）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
专题16.2 光的干涉、衍射和偏振
一、单选题
1．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄
C．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
答案:C
解析：A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象，选项A错误；
B．在光的双缝干涉实验中若仅将入射光由绿光改为黄光，因黄光的波长大于绿光，根据
可知，则条纹间距变宽，选项B错误；
C．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，选项C正确；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。
故选C。
2．下列关于光的说法正确的是（ ）
A．机械波能产生多普勒效应，而光波不能产生多普勒效应
B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
C．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
D．做双缝干涉实验时，当两个狭缝到屏上某处的路程差是波长的奇数倍时该处出现暗条纹
答案:C
解析：A．机械波和光波都能产生多普勒效应，故A错误；
B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光方向性好的特点，故B错误；
C．光波是横波，振动方向与传播方向垂直，一束自然光通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致偏振片的透振方向变化，则透射光的强度会发生变化，故C正确；
D．从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的整数倍时，出现亮条纹，为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，故D错误。
故选C。
3．下列关于光的现象说法正确的是（ ）
A．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是光的全反射现象
B．“闻其声而不见其人”是因为光不能发生衍射
C．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽
D．泊松亮斑的产生是因为光的偏振现象
答案:C
解析：A．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是钱反射出的光线被碗侧壁挡住，人看不见钱了，倒入一些水后，钱反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线方向，人眼逆着折射光线看去，看到的是变高的钱的像，是光的折射现象，选项A错误；
B．“闻其声而不见其人”说明声音能发生衍射现象，光没有发生明显的衍射现象。光在一定条件下也能发生衍射，故B错误。
C．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，因黄光波长较长，根据
可知，用黄光时得到的条纹间距更宽，选项C正确；
D．泊松亮斑的产生是因为光的衍射现象，选项D错误。
故选C。
二、多选题
4．水面下深h处有一点光源S，发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图所示，小圆内为由a、b两种单色光构成的复合光区域，环状区域只有a光，小圆和大圆的半径分别为r和R，以下说法中正确的是（ ）
A．a光在水中的折射率
B．a光和b光在水中传播速度之比
C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大
D．若光源竖直向上运动，两圆半径之差（R−r）逐渐减小
答案:AD
解析：A．a光照射的面积较大，知a光的临界角较大
折射率
故A正确；
B．同理可求b光折射率
根据
故B错误；
C．a光在水中传播的速度较大，则a光的波长较长，根据
用同一套装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更大，故C错误；
D．a光临界角的正切值
b光临界角的正切值
若光源竖直向上运动，h减小，两圆半径之差（R−r）逐渐减小，故D正确。
故选AD。
5．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是横波
B．变化的磁场一定产生变化的电场
C．照相机的镜头呈淡紫色是因为发生了薄膜干涉
D．声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率变低
答案:AC
解析：A．光的偏振现象说明光是横波，故A正确；
B．均匀变化的磁场产生恒定电场，故B错误；
C．照相机的镜头呈淡紫色是因为发生了薄膜干涉，故C正确；
D．声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率增大，故D错误。
故选AC。
6．将一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图所示。一束单色光从上方垂直玻璃上表面射向玻璃体。则下列说法正确的是（ ）
A．观察者应从玻璃体右侧观察干涉图样
B．产生的干涉条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀
C．产生干涉的两束光是来自玻璃体下表面和标准板上表面的反射光
D．若换用频率更大的单色光照射，条纹间距将变大
答案:BC
解析：AC．薄膜干涉是由前后两个面的反射光叠加产生，应从入射光的同侧位置观察，故A错误，C正确；
B．由于以顶点为圆心的各点空气薄膜间距相等且随半径的方向均匀变化，因此可以看到条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀，故B正确；
D．频率大的光，则波长小，由干涉条纹间距公式可知，条纹间距将变小，故D错误。
故选BC。
7．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹的间距比a光的大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
答案:AD
解析：A．由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知a光的波长比b光的波长大，a光的频率比b光的频率低，A正确；
B．冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据
可知在冰晶中，b光的传播速度较小，B错误；
C．根据
b光波长小，则b光条纹间距更小，C错误；
D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，根据
可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，D正确；
故选AD。
8．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）。
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
答案:AC
解析：A．，用单色光从标准平面上面照射，从楔形空气薄膜上下表面分别反射的两列光波频率相同，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；
B．出现亮条纹时光程差应满足
将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，则光程差变化较快，条纹变密，B错误；
CD．在空气层厚度d相等的地方，光程差2d相等，属于同一条纹，图中条纹向左弯曲，条纹提前出现，表明被测表面弯曲对应位置向下凹，C正确，D错误。
故选AC。
9．2022年7月1日，庆祝香港回归祖国25周年大会隆重举行，世界各地观众都能收看到大会实况，是因为电视信号可通过卫星覆盖全球。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大
B．当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失
C．电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号
D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同
答案:BD
解析：A．电磁波在真空中的传播速度是光速，与频率，能量无关，故A错误；
B．一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源消失后只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，故B正确；
C．电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，电磁波既能传递声音信号，又能传递图像信号，故C错误；
D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同，故D正确。
故选BD。
一、单选题
1．(2023·天津市西青区杨柳青第一中学高三阶段练习）如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应
C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
答案:A
解析：A．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式
可得a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，故A正确；
B．光电效应方程为
若b光照射某金属可发生光电效应，则c照射该金属不一定能发生光电效应，因为c光的折射率小频率低，b光的折射率大频率高，故B错误；
C．c光的波长最长，a光的波长最短，由于干涉条纹的间距与波长成正比，则a光的干涉条纹间距最小，故C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式
可得a的临界角最小，c的临界角最大，若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光一定没有发生全反射，故D错误。
故选A。
2．(2023·江苏南通·高三开学考试）下列说法中正确的是（ ）
A．全息照片往往用激光来拍摄，是利用了激光的相干性
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置，会时而出现明条纹、时而出现暗条纹
C．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
D．为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长的
答案:A
解析：A．全息照片主要是利用了激光的单色性，即相干性来拍摄照片的，故A正确；
B．光的双缝干涉条纹图样是稳定的，故B错误；
C．水中的气泡看起来特别明亮，这是因为光线从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，故C错误；
D．为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长的，故D错误。
故选A。
3．(2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．太阳镜表面的增反膜，利用了薄膜干涉原理
B．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为波长奇数倍处呈现暗条纹
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率一定大于驱动力频率
答案:A
解析：A．太阳镜的增反膜利用了薄膜干涉的原理，故A正确；
B．由全反射条件知光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B错误；
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为半波长奇数倍处呈现暗条纹，故C错误；
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率等于驱动力频率，故D错误。
故选D。
【点睛】由全反射条件知光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大；杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为半波长奇数倍处呈现暗条纹。
4．(2023·江苏南京·高三开学考试）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
答案:A
解析：A．双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，故乙为双缝干涉图样，而衍射图样为中间宽两侧窄的特点，故图丙为光的衍射图样，故A正确；
B．狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度减小，其他条件不变，则衍射现象增强，图丙中亮条纹宽度将增大，故B错误；
C．根据双缝干涉公式
可知当仅增加L时，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C错误；
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则两束光波发生相互削弱，即为暗条纹，故D错误。
故选A。
5．(2023·江苏南京·高三阶段练习）如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．相同条件下，a光比b光衍射明显
C．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
答案:A
解析：A．由图可知，透明材料对a光的折射率大于对b光的折射率，即
又
得
故A正确；
B．b光折射率较小，则频率更低，波长更长，相同条件下， b光比a光衍射明显，故B错误；
C．两种光频率不同，不可以发生干涉，故C错误；
D．根据
可知，a光的临界角较小，故D错误。
故选A。
6．(2023·山东青岛·高三开学考试）某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率。让一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，P处是光屏上中央亮条纹O上方的第2条暗条纹。已知从双缝和发出的两束相干光到P点的路程差为，光速 s，则实验所使用单色光的频率为（ ）
A．B．C．D．
答案:B
解析：当光程差是半个波长的3倍时，出现第二条暗纹，因光到P处的路程差是9×10−7m ，则有
根据
解得
故选B。
7．(2023·江苏镇江·高三开学考试）甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显
B．甲光光子的动量大于乙光
C．两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小
D．光强相同的甲乙两光，甲光单位时间内发射的光子数较少
答案:C
解析：A．由
可知
故同等条件下甲光比乙光衍射现象更明显，故A错误；
B．由
可知甲光光子的动量小于乙光，故B错误；
C．由
可知两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小，故C正确；
D．光强相同，单位时间内通过垂直于光的传播方向的平均光能相同，则由
可知甲光单位时间内发射的光子数较多，故D错误。
故选C。
8．(2023·浙江·高三开学考试）利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（ ）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
答案:D
解析：A．通过空气和甲烷，光的频率不变，能在光屏上观察到干涉条纹，故A错误；
B．只有满足光程差是波长的整数倍，就可以在P点出现亮条纹，故B错误；
C．由于光的频率未变，相邻两干涉条纹间距不变，故C错误；
D．光通过的介质浓度改变，干涉条纹相对原位置会在光屏上有位移，通过测量位移量，可以知道甲烷在空气中的含量，故D正确。
故选D。
9．(2023·江苏省响水中学高三开学考试）如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度
B．a、b两束光遇到障碍物时，a光更容易发生衍射
C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光
D．a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
答案:C
解析：A．根据光路可逆知识，由图可知a光的入射角大于b光，但折射角相等，根据折射定律
可知介质对a光折射率大于对b光的折射率，折射率越大，光的频率越大，光的传播速度越小，所以a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度。故A错误；
B．折射率越大，光的频率越大，所以a光的频率大，根据
知，在真空中，a光的波长小于b光的波长，而波长越长越容易发生衍射现象，则a、b两束光遇到障碍物时，b光更容易发生明显衍射。故B错误；
C．因a光的折射率大于b光的折射率，故a光的临界角小，增大复色光的入射角时，a光先发生全反射现象。故C正确；
D．a光的波长小于b光的波长，根据
可知a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距。故D错误。
故选C。
10．(2023·广东·高三开学考试）北京时间2022年5月12日晚9点，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A·（SgrA·）的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
B．电磁波是纵波，不能发生偏振现象
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．电磁波在任何介质中传播的速度都相等
答案:A
解析：A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故A正确；
B．电磁波是横波，可以发生偏振现象，故B错误；
C．电磁波的传播不依赖于介质，故C错误；
D．电磁波在不同介质中传播的速度不相等，故D错误。
故选A。
11．(2023·山东·济南三中模拟预测）一纳光灯放在一空箱子左侧的双缝前如图，在右壁上产生干涉图样，如图所示。现给箱子灌满油（不考虑溢油），浸入油中的条纹怎样变化（ ）
A．条纹间距变宽B．条纹间距变密
C．条纹间距不变D．条纹消失
答案:B
解析：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，随着波长越长，则条纹间距越大，根据
而
c=nv
现给箱子灌满油（不考虑溢油），则有波长变小，条纹间距变密，故B正确，ACD错误；
故选B。
二、多选题
12．(2023·广东·盐田高中高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
答案:BD
解析：A．甲图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要aa′面的入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，故A错误；
B．乙图中，根据
若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小，故B正确；
C．丙图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，故C错误；
D．偏振现象说明光波为横波，故D正确。
故选BD。
13．(2023·山西省翼城中学校高三开学考试）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与行射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是亮条纹
答案:AC
解析：A．由题图乙可知，条纹是等间距的，所以图乙是光的双缝干涉图样，A正确；
B．狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，B错误；
C．照射两条狭缝时，由条纹间距公式可知，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，C正确；
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，D错误。
故选AC。
一、单选题
1．(2023·北京·高考真题）下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．光的衍射现象B．光的折射现象
C．光的偏振现象D．光的干涉现象
答案:C
解析：光的偏振现象能说明光是横波。
故选C。
2．(2023·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
答案:B
解析：A．用复色光投射同样能看到条纹，A错误；
B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，B正确；
C．由条纹间知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条纹，C错误；
D．由条纹间知，且λ蓝 < λ红，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，D错误。
故选B。
3．(2023·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102mB．3 × 102mC．6 × 102mD．9 × 102m
答案:B
解析：一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
4．(2023·江苏·高考真题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A．B．C．D．
答案:C
解析：薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．(2023·湖北·高考真题）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
分析：本题考查折射定律以及双缝干涉实验。
解析：由双缝干涉条纹间距的公式
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
反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于
则
所以N是波长为λ1的光出射位置，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．(2023·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
答案:D
解析：A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；
D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；
故选D。
二、多选题
7．(2023·山东·高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
答案:ACD
解析：A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；
B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；
C．根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确；
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。
故选ACD。
8．(2023·福建·高考真题）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
答案:BD
解析：A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，由下而上，故信息载体属于纵波，故A错误；
B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过水声音通信，由左向右，故信息载体属于横波，故B正确；
C．因为太空中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通信来实现，故C错误；
D．在传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，故D正确。
故选BD。
一、单选题
1．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄
C．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
2．下列关于光的说法正确的是（ ）
A．机械波能产生多普勒效应，而光波不能产生多普勒效应
B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
C．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
D．做双缝干涉实验时，当两个狭缝到屏上某处的路程差是波长的奇数倍时该处出现暗条纹
3．下列关于光的现象说法正确的是（ ）
A．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是光的全反射现象
B．“闻其声而不见其人”是因为光不能发生衍射
C．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽
D．泊松亮斑的产生是因为光的偏振现象
二、多选题
4．水面下深h处有一点光源S，发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图所示，小圆内为由a、b两种单色光构成的复合光区域，环状区域只有a光，小圆和大圆的半径分别为r和R，以下说法中正确的是（ ）
A．a光在水中的折射率
B．a光和b光在水中传播速度之比
C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大
D．若光源竖直向上运动，两圆半径之差（R−r）逐渐减小
5．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是横波
B．变化的磁场一定产生变化的电场
C．照相机的镜头呈淡紫色是因为发生了薄膜干涉
D．声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率变低
6．将一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图所示。一束单色光从上方垂直玻璃上表面射向玻璃体。则下列说法正确的是（ ）
A．观察者应从玻璃体右侧观察干涉图样
B．产生的干涉条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀
C．产生干涉的两束光是来自玻璃体下表面和标准板上表面的反射光
D．若换用频率更大的单色光照射，条纹间距将变大
7．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹的间距比a光的大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
8．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）。
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
9．2022年7月1日，庆祝香港回归祖国25周年大会隆重举行，世界各地观众都能收看到大会实况，是因为电视信号可通过卫星覆盖全球。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大
B．当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失
C．电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号
D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同
一、单选题
1．(2023·天津市西青区杨柳青第一中学高三阶段练习）如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应
C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
2．(2023·江苏南通·高三开学考试）下列说法中正确的是（ ）
A．全息照片往往用激光来拍摄，是利用了激光的相干性
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置，会时而出现明条纹、时而出现暗条纹
C．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
D．为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长的
3．(2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．太阳镜表面的增反膜，利用了薄膜干涉原理
B．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为波长奇数倍处呈现暗条纹
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率一定大于驱动力频率
4．(2023·江苏南京·高三开学考试）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
5．(2023·江苏南京·高三阶段练习）如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．相同条件下，a光比b光衍射明显
C．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
6．(2023·山东青岛·高三开学考试）某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率。让一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，P处是光屏上中央亮条纹O上方的第2条暗条纹。已知从双缝和发出的两束相干光到P点的路程差为，光速 s，则实验所使用单色光的频率为（ ）
A．B．C．D．
7．(2023·江苏镇江·高三开学考试）甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显
B．甲光光子的动量大于乙光
C．两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小
D．光强相同的甲乙两光，甲光单位时间内发射的光子数较少
8．(2023·浙江·高三开学考试）利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（ ）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
9．(2023·江苏省响水中学高三开学考试）如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度
B．a、b两束光遇到障碍物时，a光更容易发生衍射
C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光
D．a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
10．(2023·广东·高三开学考试）北京时间2022年5月12日晚9点，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A·（SgrA·）的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
B．电磁波是纵波，不能发生偏振现象
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．电磁波在任何介质中传播的速度都相等
11．(2023·山东·济南三中模拟预测）一纳光灯放在一空箱子左侧的双缝前如图，在右壁上产生干涉图样，如图所示。现给箱子灌满油（不考虑溢油），浸入油中的条纹怎样变化（ ）
A．条纹间距变宽B．条纹间距变密
C．条纹间距不变D．条纹消失
二、多选题
12．(2023·广东·盐田高中高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
13．(2023·山西省翼城中学校高三开学考试）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与行射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是亮条纹
一、单选题
1．(2023·北京·高考真题）下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．光的衍射现象B．光的折射现象
C．光的偏振现象D．光的干涉现象
2．(2023·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
3．(2023·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102mB．3 × 102mC．6 × 102mD．9 × 102m
4．(2023·江苏·高考真题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A．B．C．D．
5．(2023·湖北·高考真题）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
6．(2023·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
二、多选题
7．(2023·山东·高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
8．(2023·福建·高考真题）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
专题16.2 光的干涉、衍射和偏振
一、单选题
1．下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄
C．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
答案:C
解析：A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象，选项A错误；
B．在光的双缝干涉实验中若仅将入射光由绿光改为黄光，因黄光的波长大于绿光，根据
可知，则条纹间距变宽，选项B错误；
C．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，选项C正确；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。
故选C。
2．下列关于光的说法正确的是（ ）
A．机械波能产生多普勒效应，而光波不能产生多普勒效应
B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
C．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
D．做双缝干涉实验时，当两个狭缝到屏上某处的路程差是波长的奇数倍时该处出现暗条纹
答案:C
解析：A．机械波和光波都能产生多普勒效应，故A错误；
B．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光方向性好的特点，故B错误；
C．光波是横波，振动方向与传播方向垂直，一束自然光通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致偏振片的透振方向变化，则透射光的强度会发生变化，故C正确；
D．从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的整数倍时，出现亮条纹，为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，故D错误。
故选C。
3．下列关于光的现象说法正确的是（ ）
A．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是光的全反射现象
B．“闻其声而不见其人”是因为光不能发生衍射
C．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽
D．泊松亮斑的产生是因为光的偏振现象
答案:C
解析：A．“置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显见矣”，这句话讲的是钱反射出的光线被碗侧壁挡住，人看不见钱了，倒入一些水后，钱反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射光线远离法线方向，人眼逆着折射光线看去，看到的是变高的钱的像，是光的折射现象，选项A错误；
B．“闻其声而不见其人”说明声音能发生衍射现象，光没有发生明显的衍射现象。光在一定条件下也能发生衍射，故B错误。
C．分别用黄光和蓝光在同一装置上做双缝干涉实验，因黄光波长较长，根据
可知，用黄光时得到的条纹间距更宽，选项C正确；
D．泊松亮斑的产生是因为光的衍射现象，选项D错误。
故选C。
二、多选题
4．水面下深h处有一点光源S，发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图所示，小圆内为由a、b两种单色光构成的复合光区域，环状区域只有a光，小圆和大圆的半径分别为r和R，以下说法中正确的是（ ）
A．a光在水中的折射率
B．a光和b光在水中传播速度之比
C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大
D．若光源竖直向上运动，两圆半径之差（R−r）逐渐减小
答案:AD
解析：A．a光照射的面积较大，知a光的临界角较大
折射率
故A正确；
B．同理可求b光折射率
根据
故B错误；
C．a光在水中传播的速度较大，则a光的波长较长，根据
用同一套装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更大，故C错误；
D．a光临界角的正切值
b光临界角的正切值
若光源竖直向上运动，h减小，两圆半径之差（R−r）逐渐减小，故D正确。
故选AD。
5．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是横波
B．变化的磁场一定产生变化的电场
C．照相机的镜头呈淡紫色是因为发生了薄膜干涉
D．声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率变低
答案:AC
解析：A．光的偏振现象说明光是横波，故A正确；
B．均匀变化的磁场产生恒定电场，故B错误；
C．照相机的镜头呈淡紫色是因为发生了薄膜干涉，故C正确；
D．声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率增大，故D错误。
故选AC。
6．将一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图所示。一束单色光从上方垂直玻璃上表面射向玻璃体。则下列说法正确的是（ ）
A．观察者应从玻璃体右侧观察干涉图样
B．产生的干涉条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀
C．产生干涉的两束光是来自玻璃体下表面和标准板上表面的反射光
D．若换用频率更大的单色光照射，条纹间距将变大
答案:BC
解析：AC．薄膜干涉是由前后两个面的反射光叠加产生，应从入射光的同侧位置观察，故A错误，C正确；
B．由于以顶点为圆心的各点空气薄膜间距相等且随半径的方向均匀变化，因此可以看到条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀，故B正确；
D．频率大的光，则波长小，由干涉条纹间距公式可知，条纹间距将变小，故D错误。
故选BC。
7．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹的间距比a光的大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
答案:AD
解析：A．由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知a光的波长比b光的波长大，a光的频率比b光的频率低，A正确；
B．冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据
可知在冰晶中，b光的传播速度较小，B错误；
C．根据
b光波长小，则b光条纹间距更小，C错误；
D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，根据
可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，D正确；
故选AD。
8．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）。
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
答案:AC
解析：A．，用单色光从标准平面上面照射，从楔形空气薄膜上下表面分别反射的两列光波频率相同，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；
B．出现亮条纹时光程差应满足
将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，则光程差变化较快，条纹变密，B错误；
CD．在空气层厚度d相等的地方，光程差2d相等，属于同一条纹，图中条纹向左弯曲，条纹提前出现，表明被测表面弯曲对应位置向下凹，C正确，D错误。
故选AC。
9．2022年7月1日，庆祝香港回归祖国25周年大会隆重举行，世界各地观众都能收看到大会实况，是因为电视信号可通过卫星覆盖全球。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大
B．当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失
C．电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号
D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同
答案:BD
解析：A．电磁波在真空中的传播速度是光速，与频率，能量无关，故A错误；
B．一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源消失后只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，故B正确；
C．电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，电磁波既能传递声音信号，又能传递图像信号，故C错误；
D．香港电视台与南京电视台发射的电磁波的频率不同，但传播速度相同，故D正确。
故选BD。
一、单选题
1．(2023·天津市西青区杨柳青第一中学高三阶段练习）如图所示，一细束白光经过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
B．若b光照射某金属可发生光电效应，则c光照射该金属也一定能发生光电效应
C．若分别让a、b、c三色光经过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
答案:A
解析：A．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式
可得a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，故A正确；
B．光电效应方程为
若b光照射某金属可发生光电效应，则c照射该金属不一定能发生光电效应，因为c光的折射率小频率低，b光的折射率大频率高，故B错误；
C．c光的波长最长，a光的波长最短，由于干涉条纹的间距与波长成正比，则a光的干涉条纹间距最小，故C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式
可得a的临界角最小，c的临界角最大，若让a、b、c三色光以同一入射角，从同一介质射入空气中，b光恰能发生全反射，则c光一定没有发生全反射，故D错误。
故选A。
2．(2023·江苏南通·高三开学考试）下列说法中正确的是（ ）
A．全息照片往往用激光来拍摄，是利用了激光的相干性
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置，会时而出现明条纹、时而出现暗条纹
C．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
D．为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长的
答案:A
解析：A．全息照片主要是利用了激光的单色性，即相干性来拍摄照片的，故A正确；
B．光的双缝干涉条纹图样是稳定的，故B错误；
C．水中的气泡看起来特别明亮，这是因为光线从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，故C错误；
D．为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长的，故D错误。
故选A。
3．(2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．太阳镜表面的增反膜，利用了薄膜干涉原理
B．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为波长奇数倍处呈现暗条纹
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率一定大于驱动力频率
答案:A
解析：A．太阳镜的增反膜利用了薄膜干涉的原理，故A正确；
B．由全反射条件知光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B错误；
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为半波长奇数倍处呈现暗条纹，故C错误；
D．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率等于驱动力频率，故D错误。
故选D。
【点睛】由全反射条件知光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大；杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为半波长奇数倍处呈现暗条纹。
4．(2023·江苏南京·高三开学考试）如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，图丙是光的衍射图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将减小
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
答案:A
解析：A．双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，故乙为双缝干涉图样，而衍射图样为中间宽两侧窄的特点，故图丙为光的衍射图样，故A正确；
B．狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度减小，其他条件不变，则衍射现象增强，图丙中亮条纹宽度将增大，故B错误；
C．根据双缝干涉公式
可知当仅增加L时，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大，故C错误；
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则两束光波发生相互削弱，即为暗条纹，故D错误。
故选A。
5．(2023·江苏南京·高三阶段练习）如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．相同条件下，a光比b光衍射明显
C．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
答案:A
解析：A．由图可知，透明材料对a光的折射率大于对b光的折射率，即
又
得
故A正确；
B．b光折射率较小，则频率更低，波长更长，相同条件下， b光比a光衍射明显，故B错误；
C．两种光频率不同，不可以发生干涉，故C错误；
D．根据
可知，a光的临界角较小，故D错误。
故选A。
6．(2023·山东青岛·高三开学考试）某同学采用如图所示的实验装置测量单色光的频率。让一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，P处是光屏上中央亮条纹O上方的第2条暗条纹。已知从双缝和发出的两束相干光到P点的路程差为，光速 s，则实验所使用单色光的频率为（ ）
A．B．C．D．
答案:B
解析：当光程差是半个波长的3倍时，出现第二条暗纹，因光到P处的路程差是9×10−7m ，则有
根据
解得
故选B。
7．(2023·江苏镇江·高三开学考试）甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显
B．甲光光子的动量大于乙光
C．两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小
D．光强相同的甲乙两光，甲光单位时间内发射的光子数较少
答案:C
解析：A．由
可知
故同等条件下甲光比乙光衍射现象更明显，故A错误；
B．由
可知甲光光子的动量小于乙光，故B错误；
C．由
可知两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出，甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小，故C正确；
D．光强相同，单位时间内通过垂直于光的传播方向的平均光能相同，则由
可知甲光单位时间内发射的光子数较多，故D错误。
故选C。
8．(2023·浙江·高三开学考试）利用光的干涉原理可以检测甲烷、二氧化碳、瓦斯等气体的浓度，具有精度高、操作简便的特点。如图为一甲烷检测仪的工作原理图，其中P点为双缝中垂线与光屏的交点。则（ ）
A．空气室和甲烷室内的介质不同，不能在光屏上观察到干涉条纹
B．P点出现亮条纹，可知此时甲烷室中没有甲烷
C．随着甲烷室中甲烷浓度的变化，光屏上相邻两干涉条纹的间距也相应变化
D．通过测量干涉条纹在光屏上的位移量，可以知道甲烷在空气中的含量
答案:D
解析：A．通过空气和甲烷，光的频率不变，能在光屏上观察到干涉条纹，故A错误；
B．只有满足光程差是波长的整数倍，就可以在P点出现亮条纹，故B错误；
C．由于光的频率未变，相邻两干涉条纹间距不变，故C错误；
D．光通过的介质浓度改变，干涉条纹相对原位置会在光屏上有位移，通过测量位移量，可以知道甲烷在空气中的含量，故D正确。
故选D。
9．(2023·江苏省响水中学高三开学考试）如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度
B．a、b两束光遇到障碍物时，a光更容易发生衍射
C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光
D．a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
答案:C
解析：A．根据光路可逆知识，由图可知a光的入射角大于b光，但折射角相等，根据折射定律
可知介质对a光折射率大于对b光的折射率，折射率越大，光的频率越大，光的传播速度越小，所以a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度。故A错误；
B．折射率越大，光的频率越大，所以a光的频率大，根据
知，在真空中，a光的波长小于b光的波长，而波长越长越容易发生衍射现象，则a、b两束光遇到障碍物时，b光更容易发生明显衍射。故B错误；
C．因a光的折射率大于b光的折射率，故a光的临界角小，增大复色光的入射角时，a光先发生全反射现象。故C正确；
D．a光的波长小于b光的波长，根据
可知a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距。故D错误。
故选C。
10．(2023·广东·高三开学考试）北京时间2022年5月12日晚9点，事件视界望远镜（EHT）合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A·（SgrA·）的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
B．电磁波是纵波，不能发生偏振现象
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．电磁波在任何介质中传播的速度都相等
答案:A
解析：A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故A正确；
B．电磁波是横波，可以发生偏振现象，故B错误；
C．电磁波的传播不依赖于介质，故C错误；
D．电磁波在不同介质中传播的速度不相等，故D错误。
故选A。
11．(2023·山东·济南三中模拟预测）一纳光灯放在一空箱子左侧的双缝前如图，在右壁上产生干涉图样，如图所示。现给箱子灌满油（不考虑溢油），浸入油中的条纹怎样变化（ ）
A．条纹间距变宽B．条纹间距变密
C．条纹间距不变D．条纹消失
答案:B
解析：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，随着波长越长，则条纹间距越大，根据
而
c=nv
现给箱子灌满油（不考虑溢油），则有波长变小，条纹间距变密，故B正确，ACD错误；
故选B。
二、多选题
12．(2023·广东·盐田高中高三阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
答案:BD
解析：A．甲图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要aa′面的入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，故A错误；
B．乙图中，根据
若只减小屏到挡板间的距离l，两相邻亮条纹间距离将减小，故B正确；
C．丙图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，故C错误；
D．偏振现象说明光波为横波，故D正确。
故选BD。
13．(2023·山西省翼城中学校高三开学考试）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与行射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是亮条纹
答案:AC
解析：A．由题图乙可知，条纹是等间距的，所以图乙是光的双缝干涉图样，A正确；
B．狭缝越小，衍射的范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，B错误；
C．照射两条狭缝时，由条纹间距公式可知，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，C正确；
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，D错误。
故选AC。
一、单选题
1．(2023·北京·高考真题）下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．光的衍射现象B．光的折射现象
C．光的偏振现象D．光的干涉现象
答案:C
解析：光的偏振现象能说明光是横波。
故选C。
2．(2023·浙江·高考真题）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A．用复色光投射就看不到条纹
B．明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D．蓝光干涉条纹的间距比红光的大
答案:B
解析：A．用复色光投射同样能看到条纹，A错误；
B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，B正确；
C．由条纹间知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条纹，C错误；
D．由条纹间知，且λ蓝 < λ红，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，D错误。
故选B。
3．(2023·全国·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A．1 × 102mB．3 × 102mC．6 × 102mD．9 × 102m
答案:B
解析：一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
4．(2023·江苏·高考真题）铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（ ）
A．B．C．D．
答案:C
解析：薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，在复色光时，出现彩色条纹，由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距上疏下密，由于表面张力的作用，使得肥皂膜向内凹陷，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．(2023·湖北·高考真题）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
分析：本题考查折射定律以及双缝干涉实验。
解析：由双缝干涉条纹间距的公式
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
反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于
则
所以N是波长为λ1的光出射位置，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．(2023·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
答案:D
解析：A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；
D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；
故选D。
二、多选题
7．(2023·山东·高考真题）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（ ）
A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射
B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
答案:ACD
解析：A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；
B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；
C．根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确；
D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。
故选ACD。
8．(2023·福建·高考真题）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
答案:BD
解析：A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，由下而上，故信息载体属于纵波，故A错误；
B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过水声音通信，由左向右，故信息载体属于横波，故B正确；
C．因为太空中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通信来实现，故C错误；
D．在传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，故D正确。
故选BD。
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