第61讲 光的波动性（练习）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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【题型一】光的干涉、衍射、偏振的理解与应用
1．用平行单色光竖直向下照射一透明薄膜，形成的干涉图样如图所示。相邻两亮条纹的中心间距依次为、、、……，已知。则该透明薄膜竖直截面的形状可能是（ ）
A．B．
C．D．
2．某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉现象。狭缝、之间的距离为d，狭缝到屏的距离为L。用同一单色光垂直照射狭缝，在屏上得到了图乙所示的图样。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的衍射图样，相邻两条纹之间的距离不一定相等
B．若屏上P点到狭缝、的距离差为波长的整数倍，则P点处一定是暗条纹
C．若其他条件不变，只增大L，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
D．若其他条件不变，只增大d，则图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
3．双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n为自然数，λ为光波波长）（ ）
A．在与双缝的距离之差相等的点形成暗条纹
B．在与双缝的距离之差为nλ的点形成暗条纹
C．在与双缝的距离之差为n的点形成亮条纹
D．在与双缝的距离之差为的点形成暗条纹
4．.对如图所示的图样、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（ ）
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹
D．图丁中的是偏振片，P是光屏，当M固定不动，绕水平轴在竖直面内顺时针缓慢转动N，从图示位置开始转动的过程中，P上的光亮度保持不变
5．在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论错误的是（ ）
A．实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样
B．干涉条纹的分布上疏下密
C．将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一定角度θ，条纹也旋转θ角
D．若换用紫光照射，则条纹间距将变大
6．关于以下三幅图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲是光的衍射图样，乙是光的干涉图样
B．双缝干涉实验中，波长越长亮条纹越窄
C．从图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处
D．从图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出Q为凹处
7．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（ ）
A．前者是光的衍射现象，后者是光的折射现象
B．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象
C．前者是光的干涉现象，后者时光的折射现象
D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象
8．关于教科书中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于共振引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的折射引起的
9．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化（ ）
A．这里应用的是光的干涉现象B．这里应用的是光的直线传播性
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
10．下列关于光现象的解释正确的是（ ）
A．全息照相利用了光的衍射原理
B．荷叶上的露珠显得特别明亮是光的全反射现象
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可看到彩色条纹是光的偏振现象
D．观看立体电影时所戴的眼镜利用了光线衍射的原理
11．用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（ ）
A．白炽灯发出的光是纵波
B．偏振片Q起到检偏的作用
C．光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直
D．将偏振片Q以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ完全消失
12．下列有关光的现象中，能说明光是横波的是（ ）
A．泊松亮斑B．阳光下的油膜呈现彩色
C．光的偏振D．太阳光经过三棱镜呈现彩色
13．如图，用频率为f的单色光垂直照射双缝，光屏上O处为中央亮条纹，P点是O上方第三条亮条纹中心，已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．无论用哪种色光照射，O点均显示亮条纹
B．之间的距离为
C．若增大双缝到光屏的距离L，条纹间距变小
D．若换用频率更大的单色光照射双缝，O点上方第三条亮条纹中心在P点上方
【题型二】物理光学与几何光学的综合应用
14．电子双缝干涉实验是世界十大经典物理实验之一、某实验中学的物理兴趣小组在实验室再现了电子双缝干涉实验。实验时使电子垂直射到双缝上。如图所示，M点为光屏上的一固定点，欲使OM间亮条纹数增加，可行的措施为（ ）
A．仅增大电子的动量B．仅减小电子的动量
C．仅将光屏稍靠近双缝屏D．仅减小双缝之间的距离
15．水底灯是水中环境中常用的灯具之一，在夜间可以营造出非常美丽的水下场景、增加水下的浪漫感和视觉效果，营造出水下花园或水上酒店的气氛，也可以用来打造水下的音乐喷泉表演等。某公园水池底部安装了可视为点光源的A灯和B灯，两灯到水面的距离相等，如图所示，两灯发出不同颜色的光，分别为光a，光b，从每盏灯的正上方观察，发现A灯的视深大于B灯的视深，则下列说法正确的是（ ）
A．水对a光的折射率比对b光的折射率要小
B．在水中，b光的传播速度大于a光的传播速度
C．A灯照亮水面的面积大于B灯照亮的面积
D．将a和b光通过相同的双缝干涉装置、b光的干涉条纹间距较大
16．如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别照射金属钾板，其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子；也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是（ ）
A．d光的频率最低
B．d光在棱镜中的折射率最大
C．a光产生的干涉条纹宽度最大
D．a光打出的光电子的最大初动能最大
17．《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。下图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（ ）
A．太阳光经过水滴后形成彩虹是光的干涉现象
B．改变光进入水滴的角度，a光在水滴内会发生全反射
C．在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D．a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
18．如图所示，两束光线甲和乙分别射到同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示，将这两束光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，下列说法正确的是（ ）
A．甲光的波长较短，乙光的波长较长
B．甲光的频率较低，乙光的频率较高
C．A光与甲光对应，B与乙光对应
D．A光在玻璃中传播速度大，B光在玻璃中传播速度小
19．如图，两束单色光以相同的入射角从圆心点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为和。已知入射角，光束与玻璃砖间的夹角。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对光折射率为
B．在相同介质中，光的速度比光的速度小
C．用同一装置对光和光分别进行单缝衍射实验，光的中央亮纹更宽
D．用同一装置对光和光分别进行双缝干涉实验，光在光屏上得到条纹间距较小
20．某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光小
B．a光在该介质中的传播速度比b光大
C．光由介质射入空气时，a光的临界角比b光小
D．a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较大
21．1923年，31岁的路易·德布罗意在题为《光学——光量子、衍射和干涉》的论文中提出：在一定情形中，任一运动质点能够被衍射，后来被扩展为任意物质都具有波动性，即每一个运动的物质都与一个对应的波相联系，这种与物质相联系的波被称为德布罗意波。下列说法正确的是（ ）
A．电子束通过双缝后可以形成干涉图样
B．物质波的波长越长，其动量一定越小
C．中子穿过晶体时，一定可以发生明显的衍射现象
D．电子显微镜可用于观测物质的微观结构，说明电子具有波动性
22．三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（ ）
A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量
B．蓝光光子的动量大于红光光子的动量
C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度
D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
23．2021年，南京大学研究团队利用四分之一波长管改进了一种声学发电机系统，该系统在100分贝的声音激励下能够产生的峰值功率输出，实现对72个的驱动。如图，塑料膜恒带负电并附着在弹性电极上，二者与打印的导电塑料正对，弹性电极通过外电路与导电塑料相连，在声波的驱动下做受迫振动，在外电路中产生交流电。已知声速约为，则根据你所掌握的知识，下列说法正确的有（ ）
A．四分之一波长管类似光学仪器中的增透膜，声波在管口干涉相消
B．交流电的频率由声音的频率决定，发电机输出功率受声音的强度影响
C．该装置用到了电磁感应的原理，将声波振动产生的机械能转化为电能
D．若发电所用的声音频率为，则该装置的长度至少为
24．一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，如图甲所示。现让经过玻璃砖后的B、C两束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），其中B光照射时恰好有光电流产生，则（ ）
A．C光比B光更容易发生衍射现象
B．若用C光照射光电管的阴极，不一定有光电子逸出
C．若入射光的入射角从零开始增大，C光比B光先发生全反射
D．若用B光和C光分别照射某一光电管的阴极都能逸出光电子，则C光对应的光电子的最大初动能较大
25．有一种被称为手性材料的光介质，当激光射入这种介质的时候，将会分离出两种光，一种是左旋圆偏振光，介质对其折射率为，另一种是右旋圆偏振光，介质对其折射率为，其中为选定材料的固有折射率，k为一个大于零的参数（和大于零），则下列说法错误的是（ ）
A．在该介质中，左旋圆偏振光的传播速度小于右旋圆偏振光的传播速度
B．左旋圆偏振光偏折比右旋圆偏振光明显
C．k越大，左旋圆偏振光与右旋圆偏振光分离越明显
D．介质对左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的折射率与固有折射率成正比
26．雨过天晴，空气中悬浮着大量小水滴，若太阳光从背后近乎水平入射，观察者便会看到彩虹（如图）。有时能够同时观察到两道彩虹，内层彩虹被称为“虹”，外层彩虹被称为“霓”。这是由于阳光在小水滴内部反射次数不同而导致的。彩虹现象形成时，阳光在小水滴中的大致光路图如图所示。关于彩虹现象，下列说法中正确的有（ ）
A．“虹”对应光路图中1级光，色序表现为“内红外紫”
B．“霓”对应光路图中2级光，色序表现为“内红外紫”
C．对同一束入射日光，产生“虹”现象时红光在水滴内传播时间小于紫光
D．对同一束入射日光，产生“虹”现象时紫光在水滴内传播时间小于红光
27．为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水中有一点光源S，能同时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，俯视如图乙所示，环状区域内只有b光，中间小圆内为复色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．在水中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C．观察到的光源S的位置比实际位置浅一些
D．通过相同的单缝，a光的衍射现象比b光更明显
28．如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，，镜面与光屏垂直。下列说法正确的是（ ）
A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小
B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
C．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距增大
D．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距不变
29．重庆一中学生小明用单色光和两片平整的玻璃片观察薄膜干涉，如图甲所示，则（ ）
A．干涉条纹与ab边垂直
B．若将上方玻璃片右侧垫高一些，条纹间距变小
C．换用频率更高的单色光，可使条纹间距变大
D．若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图乙所示
30．如图是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结构，光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图所示，则（ ）
A．翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象
B．翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象
C．光经翅脊反射后的频率变为原来的
D．光在空气中的波长是在翅脊上的“台阶结构”中的波长的1.5倍
目录
01 模拟基础练
【题型一】光的干涉、衍射、偏振的理解与应用
【题型二】物理光学与几何光学的综合应用
02 重难创新练