新高考物理一轮复习专题11.2　光的干涉、衍射和偏振 精品练习（含解析）

专题11.2　光的干涉、衍射和偏振【练】

1、（2022·江苏南京·模拟预测）下列四幅图中对应于光的干涉现象场景的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】  B

【解析】A．属于单缝衍射现象，A错误；

B．属于薄膜干涉现象，B正确；

C．属于光的偏振现象，C错误；

D．属于光的色散现象，D错误。

故选B。

2、．（2022·福建·福州三中模拟预测）下列说法正确的是（　　）

A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越长

B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较小

C．要确定雷达和目标的距离需测出电磁波从发射到被雷达接收的时间t，再根据求解距离

D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个增透膜以减弱玻璃反射光的影响

【答案】  C

【解析】A．根据

可知，在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越小，故A错误；

B．蓝光比绿光频率大，波长短，因此根据

可知让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大，故B错误；

C．雷达和目标的距离为电磁波传播路程的一半，因此距离为

故C正确；

D．玻璃反射光属于偏振光，加偏振片的作用是减弱玻璃反射光的强度，从而增大其他物品透射光的强度，而增透膜是利用薄膜前后两表面反射透射光，反射的两路透射光光程差恰好等于半波长的奇数倍，两列波便产生相消干涉，振动减弱，从而增强透射光的强度，因此若加装增透膜，不仅无法减弱玻璃的反射光，反而会增加玻璃反射光带来的负面效果，故D错误。

故选C。

3、（2022·湖南·长沙市明德中学高三开学考试）如图所示，一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖，玻璃砖的另一面涂有水银，光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出，分成了两束单色光a和b、则下列说法正确的是（   ）

A．a、b两束出射光不会是平行的

B．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距

C．在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小

D．若将该复色光从玻璃砖斜射向空气中，逐渐增大光在玻璃中的入射角，则在空气中的折射光，b光最先消失

【答案】  D

【解析】A．作出光路图如图所示

因为a、b两光在左边表面的折射角与反射后在左边表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，A错误；

B．根据频率越大，折射率越大以及

c=λf

因为b光偏折大因此光的频率大，即b光的波长小于a光的波长结合

可知用同一双缝干涉实验装置进行干涉实验，b光干涉条纹间距小于a光干涉条纹间距，B错误；

C．根据公式

可知，折射率越大，速度越小，而由B项可知，b光的频率大，故b光的速度小，C错误；

D．由B项可知，b光的频率大，则b光的折射率也越大，由

可得，从玻璃射向空气中，b光的全反射临界角越小，故b光最先消失，D正确。

故选D。

4、（2022·湖北·黄石市有色第一中学模拟预测）“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹是一种光学现象。当阳光照射到空中的雨点时，光线被折射及反射，在空中形成七彩光谱。太阳光射到小水珠发生色散形成彩虹的光路如图所示，a、b为两种折射出的单色光。下列说法正确的是（　　）

A．a光的波长小于b光的波长

B．在水珠中，a光的传播速度小于b光的传播速度

C．用同一双缝干涉装置看到b光的干涉条纹间距比a光的宽

D．若a光可使某金属发生光电效应，则b光也能使该金属发生光电效应

【答案】  D

【解析】A．由光路图可知，太阳光射到小水珠时，a光的偏折程度比b的偏折程度小，所以水珠对a光的折射率比对b光的折射率小，a光的频率比b光的频率小，a光的波长大于b光的波长， A错误；

B．根据

可知在水珠中，a光的传播速度大于b光的传播速度，B错误；

C．根据

可知用同一双缝干涉装置看到b光的干涉条纹间距比a光的窄，C错误；

D．若a光可使某金属发生光电效应，则a光的频率大于该金属的极限频率，所以b光的频率也一定大于该金属的极限频率，则b光也能使该金属发生光电效应，D正确；

故选D。

5、（2022·上海金山·二模）如图，通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时看到三个现象。在狭缝宽度逐渐变小过程中，所看到的三个图像的顺序可能是（　　）

A．abc B．bca C．cab D．bac

【答案】  D

【解析】随着宽度逐渐变小，最开始呈现的是光的直线传播，即b图的情况，随后变为衍射，且衍射所对应的狭缝越小，衍射现象越明显，故先后出现a与c图，故选D。

6、（2022·上海市复兴高级中学二模）某种“冷光灯”如图。其后面的反光镜表面涂有一层透明的薄膜，利用干涉原理，可将灯光中具有明显热效应的那部分电磁波叠加相消。被叠加相消的是（  ）

A．红外线 B．红光 C．紫光 D．紫外线

【答案】  A

【解析】红外线具有明显热效应，被叠加相消的是红外线。

故选A。

7、（多选）（2022·江西省乐平中学高三开学考试）下列说法正确的是（　　）

A．光的偏振现象说明光是一种横波

B．在太阳光照射下，水面上的油膜看上去是彩色，说明油本身就是彩色的

C．光的色散现象是由光的干涉引起的

D．树林中，经常会看到茂密的树叶间有彩色的光环，这属于光的衍射现象

E．“彩超”能够测出人体血液流动的速度，利用了多普勒效应比较反射波相对于入射波频率的变化的原理

【答案】  ADE

【解析】A．光的偏振现象说明光振动方向与传播方向垂直，即说明光是一种横波，A正确；

B．在太阳光照射下，水面上的油膜看上去是彩色的原因是光的干涉现象，B错误；

C．光的色散现象是由光的折射引起的，C错误；

D．树林中，经常会看到茂密的树叶间有彩色的光环，这属于光的衍射现象，D正确；

E．“彩超”能够测出人体血液流动的速度，利用了多普勒效应比较反射波相对于入射波频率的变化的原理，E正确。

故选ADE。

8、（多选）（2022·北京·牛栏山一中高二期中）在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A．图中光束①是红光，光束②是蓝光

B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢

C．若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的窄

D．光束①比②更容易发生明显衍射现象

【答案】  BC

【解析】A．由图可知介质对①光的折射率比对②光的折射率大，所以①光的频率高于②光的频率，故图中光束①是蓝光，光束②是红光，A错误；

B．由可知，折射率大，波速小，故在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢，B正确；

C．由可知，通过同一双缝干射装置，波长短，条纹间距窄。因为①光的频率高于②光的频率，故①光的波长小于②光的波长，即光束①的条纹宽度比光束②的窄，C正确；

D．因为①光的波长小于②光的波长，所以②光更容易发生衍射现象，D错误。

故选BC。

9、（2022·内蒙古·二模）冬奥会雪上项目的运动员都佩戴有护目镜，护目镜上附有一层“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害。制作护目镜时需要测量紫外线的波长。假设利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中亮条纹间距。求：

（1）被测紫外线的频率；

（2）若选用薄膜材料的折射率为，则制作“增反膜”眼镜时，“增反膜”的最小厚度是多少？

【答案】  （1）；（2）

【解析】（1）根据

解得被测紫外线的波长为

则被测紫外线的频率为

（2）当光程差等于光在薄膜中的波长的整数倍时，即

（，，……）

则出现明条纹，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的一半，紫外线在膜中的波长为

故膜的最小厚度为

10、（2022·上海嘉定·二模）利用图a所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图b中甲和乙两种图样。则（　　）

A．甲对应单缝，乙对应双缝

B．甲对应双缝，乙对应单缝

C．都是单缝，甲对应的缝宽较大

D．都是双缝，甲的双缝间距较大

【答案】  A

【解析】单缝衍射图样为中央亮纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲、乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，A正确，BCD错误；

故选A。

11、（2022·四川省德阳市第三中学高三开学考试）FAST电磁波宁静区无线电设施及建设遥感监测项目正式启动，确保“中国天眼”有良好的射电波信号接收环境。关于电磁波和机械波，下列说法正确的有（　　）

A．与X射线相比，红外线更不容易发生明显的衍射现象

B．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些

C．频率越高的电磁波在真空中的传播速度越大

D．机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高传播速度越大

【答案】  B

【解析】A．波的波长越长，越容易发生明显的衍射现象，与X射线相比，红外线波长更长，更容易发生明显的衍射现象，故A项错误；

B．机械波的形成可表达为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源较近的质点振动得早一些，故B项正确；

C．在真空中各种频率的电磁波传播速度都相同，故C项错误；

D．机械波在给定的介质中传播时，波的传播速度不变，故D项错误。

故选B。

12、（2022·北京市第四十三中学高三期中）如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为a、b、c三束单色光。如果b光是蓝光，则以下说法正确的是（　　）

A．a光可能是紫光 B．c光可能是红光

C．a光的波长小于b光的波长 D．b光的频率小于c光的频率

【答案】  D

【解析】A．对同一种介质，光的频率越大，其折射率就越大，折射时的偏折程度就越大；红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光中，由红到紫光的频率越来越大、折射率依次越来越大，红光的频率率和折射最小，紫光的频率和折射率最大；如果b是蓝光，则a光的频率 小于蓝光，因而a不可能是紫光，故A错误；

B．由于c光的偏折程度大于b光，所以c光的折射率比b光大，c光的频率高于b光，故c光不可能是红光，故B错误；

C．由于a光的偏折程度小于b光，a光的折射率小于b光的折射率，其频率比b光的小，a光的波长大于b光的波长，故C错误；

D．由于c光的偏折程度大于b光，其频率比b光的大，故D正确。

故选D。

13、（2022·北京大兴精华学校三模）下列对于光现象的描述正确的是（　　）

A．三棱镜色散属于光的衍射现象

B．泊松亮斑属于衍射现象

C．光导纤维利用了光的干涉

D．阳光下的肥皂泡是彩色的属于光的折射

【答案】  B

【解析】A．三棱镜色散属于光的折射现象，故A错误；

B．泊松亮斑属于衍射现象，故B正确；

C．光导纤维利用了光的全反射，故C错误；

D．阳光下的肥皂泡是彩色的属于光的干涉现象，故D错误。

故选B。

14、（2022·山东聊城一中高三开学考试）“4G改变生活，5G改变社会”。目前中国建成了100多万座5G基站，占全球70%以上，中国企业的5G核心专利以绝对优势位居全球榜首。5G网络使用的无线电通信频率是在以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（  ）

A．5G信号比4G信号传播速度更快

B．5G信号比4G信号波长更长

C．5G信号和4G信号都是横波

D．5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播

【答案】  C

【解析】A．5G信号和4G信号都是电磁波，真空中，5G信号比4G信号传播速度相同，故A错误；

B．5G信号比4G信号频率更高，波长更短，故B错误；

C．5G信号和4G信号都是横波，故C正确；

D．4G信号比5G信号波长长，更容易绕过障碍物，故D错误。

故选C。

15、（多选）（多选）（2022·四川· 模拟预测）如图所示，一束复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的无限大厚玻璃平面镜的上表面，一共得到三束光、、。则（　　）

A．该复色光由三种颜色的光混合而成

B．光束在玻璃中的传播速度比光束小

C．光束、在玻璃砖内部传播的时间不可能相同

D．改变α角且，光束、一定始终与光束平行

E．光束与光束通过同一单缝衍射仪后，光束的中央亮条纹比光束的中央亮条纹窄

【答案】  BDE

【解析】根据题意将光路图补充完整，如图所示，其中为光束的折射角，为光束的折射角

A．光束为反射光线，仍是复色光，光束、由于折射率不同导致偏折分离，为单色光，即该复色光由两种颜色的光混合而成，A错误；

B．根据折射率的定义，光束、的折射率表示为

因为，则有

光束在玻璃中的传播速度比光束小，B正确；

C.设玻璃砖的厚度为，光束、在玻璃砖中传播的时间表示为

当满足时，传播的时间相等，即

或

又因为，且均为锐角，则有

且

因此，光束、在玻璃砖内部传播的时间有可能相同，C错误；

D．玻璃砖上下表面平行，根据光的反射定律及光路的可逆性，改变α角且，光束、一定始终与光束平行，D正确；

E．光束的折射率大于光束的折射率，可知同种介质中光束的波长小于光束的波长，根据单缝衍射的规律，同一单缝衍射仪，波长越短，中央亮条纹越窄，因此，光束与光束通过同一单缝衍射仪后，光束的中央亮条纹比光束的中央亮条纹窄，E正确。

故选BDE。

16、（多选）（多选）（2022·山西·怀仁市第一中学校模拟预测）如图所示，一束光照射到三棱镜上发生色散，分成a、b两束光打在光屏上。关于这一现象的描述，以下说法正确的是（　　）

A．如果a是绿光，b可能是黄光

B．对同一种介质，a的折射率小于b的折射率

C．a在真空中的传播速度大于b

D．b在三棱镜中的传播速度小于a

E．让a、b分别通过同一双缝发生干涉，a的干涉条纹宽度大于b

【答案】  BDE

【解析】A．如果a是绿光，b比绿光的波长更短，不可能是黄光，故A错误；

B．题图中可以看出在三棱镜的左侧面第一次折射时，入射角相同的情况下，a光的折射角大于b光，由折射定律可知a的折射率小于b的，故B正确；

C．所有光在真空中的传播速度相同，故C错误；

D．折射率越大，在介质中的传播速度越小，故D正确；

E．a的折射率小，波长长，干涉条纹的间距更宽，故E正确。

故选BDE。

17、（2022·江苏连云港·三模）研究光的干涉现象原理图如图所示。光源到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，点为、连线中垂线与光屏的交点。光源发出单色光，经、传播到光屏上点，垂直于光屏，为某亮条纹中心，之间还有条亮条纹，光由、传播到点的时间差为。现紧贴放置厚度为的玻璃片，光由垂直穿过玻璃片传播到点与光由直接传播到点时间相等。已知光在真空中的速度为，玻璃对该单色光的折射率为，不考虑光在玻璃片内的反射，求：

（1）单色光在真空中的波长；

（2）玻璃片的厚度。

【答案】  （1）；（2）

【解析】（1）由题意，为第级亮条纹中心，则有

又

解得

（2）由题意，设光在玻璃中的传播速度为，则

且

解得

18、（2022·辽宁实验中学模拟预测）如图，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，B=90°，一束频率为f=51014Hz的光线从AB面中点处垂直射入校镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度l=0.15m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝L=1.0m，光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求：

（1）玻璃砖的折射率的最小值n；

（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；

（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。

【答案】  （1）；（2）；（3）

【解析】（1）设玻璃砖的折射率的最小值n

解得

（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t为

光在玻璃中传播的速度为

解得

（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx

解得

19、（2022·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。

20、（2022·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。

21、（2021·山东·高考真题）用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】  D

【解析】用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度

时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小。

故选D。

22、（2020·天津·高考真题）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（       ）

A．红外线的光子能量比紫外线的大

B．真空中红外线的波长比紫外线的长

C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大

D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能

【答案】  B

【解析】A．因为红外线的频率小于紫外线，根据

可知红外线的光子能量比紫外线的低，故A错误；

B．根据

可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；

C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误；

D．光都具有偏振现象，故D错误。

故选B。