高考物理一轮复习专题53光的干涉、衍射和偏振现象练含解析529.pdf

第-1-页 专题 53 光的干预、衍射与偏振现象练 1以下应用中是利用光的干预原理的是_填入正确选项前的字母，选对 1 个给 2 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 5 分；每选错 1个扣 3 分，最低得分为 0 分。A增透膜 B偏振片 C全息照相 D在磨制各中镜面或其它精细光学平面时，检查镜面的平整度 E切割与焊接金属【答案】ACD【解析】增透膜、全息照相以及在磨制各中镜面或其它精细光学平面时，检查镜面的平整度，都是利用光的干预现象；而偏振片是利用光的偏振；切割与焊接金属及光的干预无关；应选 ACD【名师点睛】考察应掌握各种仪器的工作原理与使用方法，注意干预及衍射之间的区别及联系 2 在光的双缝干预实验中，光屏上出现的条纹情况是：A中央明条纹最宽 B各种不同色光的暗条纹间距一样大 C对于同种色光，光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小 D在一样装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大【答案】D 第-2-页【名师点睛】解答此题要知道：双缝干预条纹等间距、等宽度、等亮度根据双缝干预条纹的间距公式比拟条纹间距的大小。3 多项选择 以下关于光现象，说法正确的选项是：A通过游标卡尺测量爪的狭缝观察日光灯周围有彩纹，是由于光的折射 B雨后彩虹是阳光通过水雾形成的衍射现象 C激光全息照相利用了激光相干性好的特点 D 拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃外表反射光的影响【答案】CD【解析】通过游标卡尺测量爪的狭缝观察日光灯周围有彩纹，是光的衍射，A 错误；雨后彩虹是由于光的折射造成色散形成的，故 B 错误；激光全息照相利用了激光相干性好的特点，C 正确；反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，或拍摄水面上的物品时，往往在镜头前加装偏振片以减弱玻璃外表反射光进入照相机镜头，故 D 正确；【名师点睛】该题考察到光的衍射、干预、偏振现象与各种电磁波的性质，对光的本性的考察比拟全面都是根底知识属于根底题目 4以下说法正确的选项是_填入正确选项前的字母，选对 1 个给 2 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 5 分；每选错 1 个扣 3 分，最第-3-页 低得分为 0 分。A对于同一障碍物，波长越长的光波越容易绕过去 B白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的一种干预现象 C红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变 D用透明的标准样板与单色光检查平面的平整度是利用了光的干预 E不管光源及观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的。【答案】ADE【名师点睛】考察光的明显衍射的条件，区别光的折射及干预色散，注意光的干预的条件，同时掌握光从一介质进入另一介质时，光的频率不变，即颜色不变 5用氦氖激光器进展双缝干预实验，使用的双缝间距离 d=0.1mm，双缝到屏的距离 l=6 0m，测得屏上干预条纹中亮纹的间距是 3 8cm，氦氖激光器发出的红光的波长 是多少？假设把整个装置放入折射率是 的水中，这时屏上的条纹间距是多少？【答案】1氦氖激光器发出的红光波长 是 63107m；2屏上的明条纹间距是 285102m【名师点睛】解决此题的关键掌握波动与振动的关系，以及条纹间距公式x=的应用 第-4-页 1如下图用 Ab 两种单色光分别通过同一个双缝干预装置获得的干预图样，现让 A b 两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径与方向可能正确的选项是：A B C D【答案】C【解析】由图看出 a 光的干预条纹大，根据双缝干预相邻条纹间距公式可知，a 光的波长大，那么同一介质对 a 的折射率小，对 b 光的折射率大；根据平行玻璃砖的光学特性可知，光线经过两次折射后从玻璃射出的出射光线及入射光线平行，由于 a 光的折射率小，偏折程度小，所以出射时 a 光应在右侧，故 A 错误；根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线及入射光线平行，即 ab 应该都及入射光平行，故 B错误；由分析可知，a 光的临界角较大当光从棱镜射入空气中时，假设 b 发生全反射，那么 a 光可能不发生全反射，能从棱镜射出，但光线在棱镜右侧面仍有反射，反射光那么为复色光，故 C 正确；假设 a光发生全反射，那么 b 光一定发生全反射，两光束都不能从棱镜射出，故 D 错误。【名师点睛】解决此题掌握光学的根本知识：双缝干预相邻条纹间距公式、折射定律、临界角公式、全反射的条件，知道折射率及波长、频率等等的关系。2两束单色光、从水下同一位置同一方向射向水面，只产生两束光线，光路图如下图，那么：第-5-页 A两束光在水中传播时，光束的速度大于光束的速度 B两束光在水中传播时波长一样 C两束光线通过同一小孔时，光线的衍射现象更明显 D光束从水中到空气中频率变大【答案】C【名师点睛】此题整合了光的折射、全反射、衍射、速度等多个知识点，有效地考察了学生对光学内容的掌握情况；要知道折射率较大的光，频率较大，临界角小，在介质中的传播速度较小 3 多项选择如下图是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干预现象的以下陈述中正确的选项是：A 干预条纹的产生是由于光线在薄膜前后两外表反射形成的两列光波的叠加 B干预条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷及波谷叠加而成 C用绿色光照射薄膜产生的干预条纹间距比黄光照射时小 D薄膜上干预条纹根本上是水平的【答案】ACD【解析】由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干预条纹的产生是由于光线在薄膜前后两外表反射形成的两列光波的叠加，故A正确；干预条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷及波峰叠加而成，第-6-页 故 B 错误；条纹间距及光的波长成正比，由于绿光波长短，故绿光条纹间距小，故 C 正确；薄膜的干预是等厚干预，同一条纹厚度一样，故条纹是水平的，故 D 正确；应选 ACD【名师点睛】薄膜干预分为两种一种叫等倾干预，另一种称做等厚干预等厚干预是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜前、后外表而形成的干预条纹薄膜厚度一样的地方形成同条干预条纹，故称等厚干预牛顿环与楔形平板干预都属等厚干预。4下面有关光的干预现象的描述中,正确的选项是：A在光的双缝干预实验中,将入射光由绿光改为紫光,那么条纹间隔变宽 B白光经肥皂膜前后外表反射后,反射光发生干预形成彩色条纹 C在光的双缝干预实验中,假设缝 S1射入绿光,S2射入紫光,那么条纹是彩色的 D光的干预现象说明光具有波动性【答案】BD【名师点睛】决此题的关键掌握双缝干预条纹的间距公式，以及知道当两列光的路程差等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹 5登山运发动在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛第-7-页 更不能长时间被紫外线照射，否那么将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干预的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为 n=15，所要消除的紫外线的频率为Hz，那么它设计的这种“增反膜的厚度至少是多少？【答案】因此膜的厚度至少是。【解析】为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个外表反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 1/2。紫外线在真空中的波长是，在膜中的波长是，因此膜的厚度至少是。【名师点睛】该实验通过光在膜的前后外表的反射光在前外表叠加，形成干预，产生干预条纹，路程差为半波长的偶数倍，出现明条纹，路程差为半波长的奇数倍，出现暗条纹 1【2021上海卷】在双缝干预实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，那么：A中间条纹间距较两侧更宽 B 不同色光形成的条纹完全重合 C双缝间距离越大条纹间距离也越大 D遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【答案】D【方法技第-8-页 巧】通过双缝干预条纹特征与单缝衍射条纹特征进展分析与判断，再应用公式分析条纹间距。2【2021天津卷】右图是a、b两光分别经过同一双缝干预装置后在屏上形成的干预图样，那么：A在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱与电流大 D假设两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】D【解析】由图可知a光的干预条纹间距小于b光的，根据可知，a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，那么根据可知，在同种介质中传播时a光的传播速度较小，选项 A 错误；根据可知，从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，选项 B 错误；发生光电效应时饱与光电流及入射光的强度有关，故无法比拟饱与光电流的大小，选项 C 错误；a光的频率较高，假设两光均由氢原子能级跃迁产生，那么产生a光的能级差大，选项 D 正确。【名师点睛】此题考察了双缝干预、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干预中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小。3【2021江苏卷】在上述杨氏干预实验中，假设单色光的波长第-9-页=5 8910-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离l=2m 求第 1 个亮条纹到第 11 个亮条纹的中心间距【答案】1178102 m【方法技巧】重点考察条纹间距的公式。4【2021 全国新课标341】如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出 a、b 两束光线，那么_填入正确选项前的字母，选对 1 个给 2 分，选对 2 个给 4 分，选对 3 个给 5 分；每选错 1 个扣 3 分，最低得分为0 分。A在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B在真空中，a光的波长小于b光的波长 C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D假设改变光束的入射方向使角逐渐变大，那么折射光线a首先消失 E分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距大于b光的干预条纹间距【答案】ABD【解析】由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故 C 错误；在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故 A 正确；a光的频率大于b光的频率,在真空中，a光的波长小于b光的波长，故 B 正确；假设改变光束的入射方向使角逐渐变大，因为a光的折射率大，那么折射光线a首先消失，故 D 正确；a光的波长小于第-10-页 b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距小于b光的干预条纹间距，故 E 错误。【方法技巧】此题主要是光的折射，重点是考察不同频率的光，折射率也是不一样的。注意折射率的两种算方法，这往往是解决问题的关键。