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2025版高考物理全程一轮复习训练题课时分层精练六十七光的波动性
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这是一份2025版高考物理全程一轮复习训练题课时分层精练六十七光的波动性，共6页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。
1．如图，用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘，例如小分币，我们可以在光屏上看到的图样为下列图中的( )
2．[2024·上海七宝模拟]用同一绿色激光光源先后照射Ⅰ、Ⅱ两个宽度不同的单缝，在距单缝相同距离的光屏上呈现的衍射图样分别如图(a)、(b)所示，这Ⅰ、Ⅱ两缝的宽度可能为( )
A．1 mm、2 mm B．2 mm、1 mm
C．50 μm、100 μm D．100 μm、50 μm
3．[2024·高考江苏学业水平选择性考试]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
4．(多选)[2024·重庆第七次联考]如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图均来自物理课本，下列说法正确的是( )
A．图甲为双缝干涉示意图，若换成频率更高的单色光照射双缝，则实验得到的条纹间距应该更大
B．图乙为光照到圆盘上得到的衍射图样
C．图丙为劈尖干涉的示意图，两玻璃片间垫有一些纸片，若从两玻璃片之间抽出部分纸片，则从上往下看可以观察到条纹间距变大
D．图丁所示为相机拍摄车前挡玻璃的照片，右图中能明显减弱汽车玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉原理
5．[2024·山东泰安模拟]如图，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角θ很小的劈形空气薄膜，光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差恒定．由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下，相邻明条纹或暗条纹的间距Δx与倾角θ(单位为rad)的关系图像可能正确的是( )
6.
[2024·天津红桥高三统考]频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一上下表面平行等厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )
A.单色光1的波长大于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度
C．改变空气中光线的入射角，在玻璃板下表面可能发生全反射
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
7．[2024·湖北武汉高三统考]一包含有两种频率光的激光束，从真空中垂直射入截面为直角三角形的玻璃棱镜，光路如图所示．激光从棱镜的斜边面出射时被分为a、b两束光．已知，截面顶角为θ，棱镜对这两种频率光的折射率分别为n1＝ eq \f(5,4)和n2＝ eq \r(2).下列说法正确的是( )
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光与b光在三棱镜中的传播速度之比是5∶4 eq \r(2)
C．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹比a光的宽
D．为使这两种频率的光都能从棱镜斜边射出，θ角的取值范围是0<θ<45°
8．(多选)在如图所示的平面内，两细束单色光a、b从真空中射入半圆形玻璃砖中，经过半圆形玻璃砖折射后，会聚到圆心O，从圆心O均沿光路OC又出射到真空中．关于单色光a、b的有关特点，下列说法正确的是( )
A．半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．a光的频率大于b光的频率
D．在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
9．如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图．由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是( )
A.a光的频率比b光的频率小
B．该三棱镜对a光折射率应小于等于 eq \r(2)
C．a、b两种单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显
D．a光在三棱镜中的传播速度小于b光在三棱镜中的传播速度
素养提升练
10．(多选)如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )
A．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
B．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
C．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
D．在同样条件下做双缝干涉实验，a侧光的相邻两亮条纹间距小于b侧光的
11．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两束光遇到同样的障碍物时，a光更容易发生明显衍射
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．用a、b两束光分别照射到同一金属表面，b光更容易使金属发生光电效应
课时分层精练（六十七） 光的波动性
1．解析：当用激光照射直径小于激光束波长的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹．这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，故B项正确，A、C、D项错误．
答案：B
2．解析：根据发生衍射的条件可知：单缝的宽度越宽，衍射现象越不明显，可知Ⅰ缝的宽度小于Ⅱ缝的宽度，又绿光的波长范围577 nm～492 nm.故选C.
答案：C
3．解析：根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx＝ eq \f(L,d)λ
由题图知Δx乙＝2Δx甲，
则d乙＝ eq \f(1,2)d甲．B正确．
答案：B
4．解析：根据Δx＝ eq \f(λL,d)，若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小，故A错误；
图乙为光照到圆盘上得到的衍射图样，也叫泊松亮斑，故B正确；
抽去纸片后空气层的倾角变小，相当于减小了d，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹间距变大，故C正确；
相机拍摄时减弱了玻璃表面的反射光，是在照相机镜头前增加偏振片过滤掉了反射的光，应用了偏振原理，故D错误．故选BC.
答案：BC
5．解析：设任意相邻明条纹或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差为d，根据几何关系可得sin θ＝ eq \f(d,Δx)
由于任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，又倾角θ很小，则有θ≈sin θ＝ eq \f(d,Δx)
可得Δx＝ eq \f(d,θ)，D正确．
答案：D
6．解析：在上表面，单色光1比单色光2偏折厉害，则玻璃对单色光1的折射率大，单色光1的频率大，波长小，故A错误；
根据v＝ eq \f(c,n)知，单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中传播的速度小，故B正确；
根据光传播的可逆性可知，改变空气中光线的入射角，在玻璃板下表面都不会发生全反射，故C错误；
根据sin C＝ eq \f(1,n)知，单色光1的折射率大，则临界角小，故D错误．故选B.
答案：B
7．解析：由已知条件可知，a光的折射率小于b光的折射率，因此可知a光的频率小于b光的频率，故A错误；
根据n＝ eq \f(c,v)可得va＝ eq \f(c,n1)，vb＝ eq \f(c,n2)，则可得 eq \f(va,vb)＝ eq \f(n2,n1)＝ eq \f(4\r(2),5)，故B错误；
由于a光的频率小于b光的频率，则可知a光的波长大于b光的波长，当用同一装置做单缝衍射实验，波长越大，中央亮条纹越宽，由此可知a光的中央亮条纹比b光的宽，故C错误；
根据临界角与折射率的关系sin C＝ eq \f(1,n)
可知a光与b光临界角的正弦值分别为sin Ca＝ eq \f(1,n1)＝ eq \f(4,5)，sin Cb＝ eq \f(1,n2)＝ eq \f(\r(2),2)
所对应的临界角分别为Ca＝53°，Cb＝45°
而根据几何关系可知，入射角就等于θ，因此可知，为使这两种频率的光都能从棱镜斜边射出，θ角的取值范围必定为0<θ<45°，故D正确．故选D.
答案：D
8．解析：根据折射定律n＝ eq \f(sin i,sin r)，结合光路图的可逆性可知半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，即a光的频率大于b光的频率，故A、C正确；
根据c＝λν可知在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B错误；
根据n＝ eq \f(c,v)可知在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故D错误．故选AC.
答案：AC
9．解析：因a光在AB、AC边外侧均无出射光线，故发生了全反射，则临界角C≤45°
由折射定律得n＝ eq \f(1,sin C)，可得n≥ eq \r(2)，故B错误；
b光在AB、AC边有光线出射，说明b光的临界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A错误；
b光的频率小，所以b光波长长，同一单缝衍射，b光衍射现象更明显，故C错误；
由n＝ eq \f(c,v)可知b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度，故D正确．故选D.
答案：D
10．解析：b侧光的偏折角小，故b侧光折射率小，b侧光的波长比a侧光的波长长，由n＝ eq \f(c,v)可得在玻璃中b侧光的传播速率也比a侧光的大，在同样条件下做双缝干涉实验，由Δx＝ eq \f(L,d)λ可得b侧光相邻两亮条纹间距也比a侧光的大，故A、B、D正确，C错误．故选ABD.
答案：ABD
11．解析：根据光路，单色光a在空气中的角度较大，所以根据折射定律，a光对玻璃的折射率较大．
根据折射率与速度的关系式n＝ eq \f(c,v)可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度，A错误；
折射率越大的光，其频率越大，用a、b两束光分别照射到同一金属表面，a光更容易使金属发生光电效应．根据频率与波长的关系式c＝λν，a光的波长小于b光的波长，而波长越短，越难发生明显衍射．所以a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更难发生明显衍射，B、D错误；
根据全反射公式sin C＝ eq \f(1,n)，a光对玻璃的临界角较小，所以增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光，C正确．故选C.
答案：C
1．如图，用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘，例如小分币，我们可以在光屏上看到的图样为下列图中的( )
2．[2024·上海七宝模拟]用同一绿色激光光源先后照射Ⅰ、Ⅱ两个宽度不同的单缝，在距单缝相同距离的光屏上呈现的衍射图样分别如图(a)、(b)所示，这Ⅰ、Ⅱ两缝的宽度可能为( )
A．1 mm、2 mm B．2 mm、1 mm
C．50 μm、100 μm D．100 μm、50 μm
3．[2024·高考江苏学业水平选择性考试]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
4．(多选)[2024·重庆第七次联考]如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图均来自物理课本，下列说法正确的是( )
A．图甲为双缝干涉示意图，若换成频率更高的单色光照射双缝，则实验得到的条纹间距应该更大
B．图乙为光照到圆盘上得到的衍射图样
C．图丙为劈尖干涉的示意图，两玻璃片间垫有一些纸片，若从两玻璃片之间抽出部分纸片，则从上往下看可以观察到条纹间距变大
D．图丁所示为相机拍摄车前挡玻璃的照片，右图中能明显减弱汽车玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉原理
5．[2024·山东泰安模拟]如图，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角θ很小的劈形空气薄膜，光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差恒定．由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下，相邻明条纹或暗条纹的间距Δx与倾角θ(单位为rad)的关系图像可能正确的是( )
6.
[2024·天津红桥高三统考]频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一上下表面平行等厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )
A.单色光1的波长大于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度
C．改变空气中光线的入射角，在玻璃板下表面可能发生全反射
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角
7．[2024·湖北武汉高三统考]一包含有两种频率光的激光束，从真空中垂直射入截面为直角三角形的玻璃棱镜，光路如图所示．激光从棱镜的斜边面出射时被分为a、b两束光．已知，截面顶角为θ，棱镜对这两种频率光的折射率分别为n1＝ eq \f(5,4)和n2＝ eq \r(2).下列说法正确的是( )
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光与b光在三棱镜中的传播速度之比是5∶4 eq \r(2)
C．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹比a光的宽
D．为使这两种频率的光都能从棱镜斜边射出，θ角的取值范围是0<θ<45°
8．(多选)在如图所示的平面内，两细束单色光a、b从真空中射入半圆形玻璃砖中，经过半圆形玻璃砖折射后，会聚到圆心O，从圆心O均沿光路OC又出射到真空中．关于单色光a、b的有关特点，下列说法正确的是( )
A．半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．a光的频率大于b光的频率
D．在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
9．如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图．由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是( )
A.a光的频率比b光的频率小
B．该三棱镜对a光折射率应小于等于 eq \r(2)
C．a、b两种单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显
D．a光在三棱镜中的传播速度小于b光在三棱镜中的传播速度
素养提升练
10．(多选)如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )
A．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
B．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
C．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
D．在同样条件下做双缝干涉实验，a侧光的相邻两亮条纹间距小于b侧光的
11．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两束光遇到同样的障碍物时，a光更容易发生明显衍射
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．用a、b两束光分别照射到同一金属表面，b光更容易使金属发生光电效应
课时分层精练（六十七） 光的波动性
1．解析：当用激光照射直径小于激光束波长的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹．这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，故B项正确，A、C、D项错误．
答案：B
2．解析：根据发生衍射的条件可知：单缝的宽度越宽，衍射现象越不明显，可知Ⅰ缝的宽度小于Ⅱ缝的宽度，又绿光的波长范围577 nm～492 nm.故选C.
答案：C
3．解析：根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx＝ eq \f(L,d)λ
由题图知Δx乙＝2Δx甲，
则d乙＝ eq \f(1,2)d甲．B正确．
答案：B
4．解析：根据Δx＝ eq \f(λL,d)，若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小，故A错误；
图乙为光照到圆盘上得到的衍射图样，也叫泊松亮斑，故B正确；
抽去纸片后空气层的倾角变小，相当于减小了d，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹间距变大，故C正确；
相机拍摄时减弱了玻璃表面的反射光，是在照相机镜头前增加偏振片过滤掉了反射的光，应用了偏振原理，故D错误．故选BC.
答案：BC
5．解析：设任意相邻明条纹或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差为d，根据几何关系可得sin θ＝ eq \f(d,Δx)
由于任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，又倾角θ很小，则有θ≈sin θ＝ eq \f(d,Δx)
可得Δx＝ eq \f(d,θ)，D正确．
答案：D
6．解析：在上表面，单色光1比单色光2偏折厉害，则玻璃对单色光1的折射率大，单色光1的频率大，波长小，故A错误；
根据v＝ eq \f(c,n)知，单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中传播的速度小，故B正确；
根据光传播的可逆性可知，改变空气中光线的入射角，在玻璃板下表面都不会发生全反射，故C错误；
根据sin C＝ eq \f(1,n)知，单色光1的折射率大，则临界角小，故D错误．故选B.
答案：B
7．解析：由已知条件可知，a光的折射率小于b光的折射率，因此可知a光的频率小于b光的频率，故A错误；
根据n＝ eq \f(c,v)可得va＝ eq \f(c,n1)，vb＝ eq \f(c,n2)，则可得 eq \f(va,vb)＝ eq \f(n2,n1)＝ eq \f(4\r(2),5)，故B错误；
由于a光的频率小于b光的频率，则可知a光的波长大于b光的波长，当用同一装置做单缝衍射实验，波长越大，中央亮条纹越宽，由此可知a光的中央亮条纹比b光的宽，故C错误；
根据临界角与折射率的关系sin C＝ eq \f(1,n)
可知a光与b光临界角的正弦值分别为sin Ca＝ eq \f(1,n1)＝ eq \f(4,5)，sin Cb＝ eq \f(1,n2)＝ eq \f(\r(2),2)
所对应的临界角分别为Ca＝53°，Cb＝45°
而根据几何关系可知，入射角就等于θ，因此可知，为使这两种频率的光都能从棱镜斜边射出，θ角的取值范围必定为0<θ<45°，故D正确．故选D.
答案：D
8．解析：根据折射定律n＝ eq \f(sin i,sin r)，结合光路图的可逆性可知半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，即a光的频率大于b光的频率，故A、C正确；
根据c＝λν可知在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B错误；
根据n＝ eq \f(c,v)可知在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故D错误．故选AC.
答案：AC
9．解析：因a光在AB、AC边外侧均无出射光线，故发生了全反射，则临界角C≤45°
由折射定律得n＝ eq \f(1,sin C)，可得n≥ eq \r(2)，故B错误；
b光在AB、AC边有光线出射，说明b光的临界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A错误；
b光的频率小，所以b光波长长，同一单缝衍射，b光衍射现象更明显，故C错误；
由n＝ eq \f(c,v)可知b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度，故D正确．故选D.
答案：D
10．解析：b侧光的偏折角小，故b侧光折射率小，b侧光的波长比a侧光的波长长，由n＝ eq \f(c,v)可得在玻璃中b侧光的传播速率也比a侧光的大，在同样条件下做双缝干涉实验，由Δx＝ eq \f(L,d)λ可得b侧光相邻两亮条纹间距也比a侧光的大，故A、B、D正确，C错误．故选ABD.
答案：ABD
11．解析：根据光路，单色光a在空气中的角度较大，所以根据折射定律，a光对玻璃的折射率较大．
根据折射率与速度的关系式n＝ eq \f(c,v)可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度，A错误；
折射率越大的光，其频率越大，用a、b两束光分别照射到同一金属表面，a光更容易使金属发生光电效应．根据频率与波长的关系式c＝λν，a光的波长小于b光的波长，而波长越短，越难发生明显衍射．所以a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更难发生明显衍射，B、D错误；
根据全反射公式sin C＝ eq \f(1,n)，a光对玻璃的临界角较小，所以增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光，C正确．故选C.
答案：C
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