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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题79 光的干涉、衍射、偏振和散射
特训目标
特训内容
目标1
光的干涉（1T—5T）
目标2
光的衍射（6T—10T）
目标3
光的偏振（11T—15T）
目标4
光的散射（16T—20T）
【特训典例】
一、光的干涉
1．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
【详解】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；
1
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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。
2．如图所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，单缝
、双缝中点O、屏上的
点均位于双缝
和
的中垂线上，屏上P 点处是
上方的第3 条亮条纹（不包括
点处的亮条纹）的中心。已知入射光在
真空中的波长为
，真空中的光速为c，双缝
与
之间距离为d，双缝到屏的距离为L，若整个装置处于
真空中，则下列说法正确的是（ ）
A．来自双缝
和
的光传播到P 点处的时间差为
B．屏上P 点和
点之间仅能观察到两条暗条纹
C．仅将单缝
向左（保持
在双缝的中垂线上）移动的过程中，P 点处能观察到暗条纹
D．仅将屏向右（保持
在双缝的中垂线上）移动的过程中，P 点处能观察到暗条纹
【答案】AD
【详解】A．来自双缝
和
的光传播到P 点处的路程差为3λ，则时间差为
，选项A 正确；
B．由题意可知，屏上P 点和
点之间仅能观察到三条暗条纹，选项B 错误；
C．根据
可知，仅将单缝
向左（保持
在双缝的中垂线上）移动的过程中，条纹间距不变，则
P 点处仍是亮条纹，选项C 错误；
D ．根据
可知，仅将屏向右（保持
在双缝的中垂线上）移动的过程中，l 变大，则条纹间距变
大，则P 点处能观察到暗条纹，选项D 正确。故选AD。
2
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3．如图所示，利用单色光照射透明标准板来检查平面N 的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的
条纹中的A 和B 的情况，这说明（ ）
A．N 的上表面A 处向上凸起
B．N 的上表面B 处向上凸起
C．N 的上表面A 处向下凹陷
D．N 的上表面B 处向下凹陷
【答案】BC
【详解】AC．A 处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚
度都相同，但实际上A 处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹图中白色条纹提前出现，可见平面
的上表
面的A 处所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度
比前一级大，可见A 处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，故A 错
误，C 正确；
BD．薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，B 处应该在同一条纹
上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，说明平面
的上表面B 处向上凸起，故B 正确，D 错误。故选BC。
4．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射物品产生的热效应大大降低，因而广泛
地应用于博物馆、商店等处，这种灯能降低热效应的原因之一，是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一
层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以
表示红
外线在该薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】AC
【详解】要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线的影响，在薄膜的两个界面上的反射光相干涉后应互
相抵消，路程差应满足
可得所镀薄膜的厚度
当
时，
；当
时，
，不可能等于
或
。故选AC。
5．利用如图甲所示的装置可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差，T1、T2是标准平面玻
3
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璃，A0为标准金属丝，直径为
，A 为待测金属丝，直径为D。用波长为
的单色光垂直照射玻璃表面，
干涉条纹如图乙所示，相邻亮条纹的间距为
。则（ ）
A．D 与
相差越大，
越小
B．轻压T1的右端，若
变小，有D<D0
C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差为
D．图乙可能是D 与
相等时产生的条纹
【答案】AB
【详解】A．设标准平面玻璃之间的夹角为θ，由题设条件，则有
由空气薄膜干涉条件，则
有
即为
由此可知D 与
相差越大，θ 越大，
越小，故A 正确；
B．轻压T1的右端，若
变小，由
可知，θ 变大，因为压的是右侧，说明右侧直径小，即有
D<D0故B 正确；
C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差的2 倍为光程差，故C 错误；
D．当D=D0时，光程差相等，则不产生干涉条纹，故D 错误。故选AB。
二、光的衍射
6．通过如图甲所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有
感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图乙分别显示出A 光和B 光通过
同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B 两种色光的说法正确的有( )
4
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A．光通过的可能是缝板上的单缝
B．A 光的波长比B 光的波长长
C．A 光在玻璃中的传播速度大于B 光在玻璃中的传播速度
D．A 光比B 光更容易发生明显的衍射现象
【答案】BCD
【详解】A．从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉
现象，故A 错误；
B．由题图乙可看出，A 光的条纹间距大于B 光的，由
可知，A 光的波长大于B 光的波长，故B 正
确；
C．A 光的频率小于B 光的频率，则玻璃对A 光的折射率小于对B 光的折射率，所以A 光在玻璃中的传播速
度大于B 光在玻璃中的传播速度，故C 正确；
D．由于A 光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，D 正确。故选BCD。
7．“传统”光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片．为提高光
刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示．
若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为
，则加上液体后（ ）
A．紫外线光子能量增加
B．紫外线进入液体后波长变为
C．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7
D．“浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射
【答案】BC
【详解】A．紫外线进入液体频率不变，根据
可知光子能量不变，故A 错误；
B．紫外线在液体中的波长
故B 正确；
C．紫外线在真空中的传播速度是在液体中速度的1.7 倍，故C 正确；
5
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D．紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故D 错误。故选BC。
8．小刚同学用光传感器完成如图甲有关光的实验，某次实验中，得到了如图乙所示的光强分布图，则下
列说法正确的是（ ）
A．该同学观察到的是光的干涉图样
B．该同学观察到的是光的衍射图样
C．若仅减小激光器和中间缝屏的距离，则观察到条纹的宽度将不变
D．若换用光强更大、频率更低的激光，则观察到条纹的宽度将变大
E．该实验证明了光的波粒二象性
【答案】BCD
【详解】AB．根据题图乙可知中央条纹比两侧条纹宽，所以该同学观察到的是光的衍射图样，故A 错误，
B 正确；
C．衍射图样中条纹的宽度与缝屏到光屏之间的距离有关，与激光器到缝屏的距离无关，若仅减小激光器
和中间缝屏的距离，则观察到条纹的宽度将不变，故C 正确；
D．若换用光强更大、频率更低的激光，则激光的波长更长，衍射现象将更加明显，则观察到条纹的宽度
将变大，故D 正确；
E．该实验说明光具有波动性，但不能说明光具有粒子性，故E 错误。故选BCD。
9．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板
的同样宽度的窄缝规律相同．观察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，下列
叙述中正确的是（ ）
6
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A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变窄，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
【答案】ACD
【详解】AB．当障碍物的尺寸与波的波长相差不多或比波长更小时，会产生明显的衍射现象，该装置的原
理是运用了光的衍射现象，由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，A 正确，B 错误；
CD．当抽制的丝直径接近激光的波长时，屏上条纹间距随抽制丝的直径变粗而变窄，随抽制丝的直径变细
而条纹间距变宽，CD 正确。
故选ACD。
10．如图 （a）所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1：用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏
上下两半部分Ⅰ和Ⅱ；接着再做操作2：用不透明的挡板挡住b 缝。若两块滤光片一块是红色，一块是蓝
色，则（ ）
A．完成操作1 后，光屏上出现的是图 （b）图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹
B．完成操作1 后，光屏上出现的是图 （c）图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹
C．完成操作2 后，光屏上出现的是图 （b）图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹
D．完成操作2 后，光屏上出现的是图 （c）图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹
【答案】AD
【详解】（b）图中的条纹为等间距明暗相间条纹，是干涉图样，再根据条纹宽度的有关因素分析即可。
（c）图为中间最宽且不等间距明暗相间条纹，是衍射条纹。操作1 是双缝干涉实验，故条纹间距相等，光
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屏上出现（b）图案，由图案知甲的波长大于乙的波长，故甲为红色条纹，乙是蓝色条纹，操作2 是单缝衍
射，条纹间距不相等，光屏上为（c）图案，再结合波长关系可知丙是红色条纹，丁是蓝色条纹，故AD 正
确，BC 错误。故选AD
三、光的偏振
11．关于光的偏振现象，下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰
C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过
D．一束自然光入射到两种介质的分界面上，一定有反射光且反射光是偏振光
【答案】BD
【详解】A．光的偏振现象说明光是横波，故A 错误；
B．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰，故B 正确；
C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向沿着该偏振片透振方向的光波才能通过，故C 错误；
D．一束自然光入射到两种介质的分界面时，一定有反射光，且反射光为偏振光，故D 正确。故选BD。
12．电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转
90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而
在显示数字时，数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是（ ）
A．上下两个偏振片的透振方向相互垂直
B．上下两个偏振片的透振方向相互平行
C．笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的
D．笔画处没有电极，其余部分为透明电极
【答案】AC
【详解】AB．假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时
偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，
即与下偏振片的透振方向垂直，B 错误，A 正确；
CD．组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，
光线不能透过上偏振片，D 错误，C 正确。故选AC。
13．如图所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常. 将镜片转动90°，透过镜
片看到的屏幕漆黑，则 （ ）
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A．显示器发出的光是纵波
B．显示器发出的光是横波
C．显示器发出的光是自然光
D．显示器发出的光是偏振光
【答案】BD
【详解】AB．光是横波，A 错误B 正确；
CD．方向一致时，光完全通过，二者垂直时，完全不能通过，由实验现象得出显示器发出的光是偏振光，
C 错误D 正确。故选BD。
14．食品安全检验中碳水化合物（糖）的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，
从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这
一角度α 称为“旋光度”，α 的值只与糖溶液的浓度有关，将α 的测量值与标准值相比较，就能确定被测
样品的含糖量了。如图所示，S 是自然光源，A、B 是偏振片，转动B，使到达O 处的光最强，然后将被测
样品P 置于A、B 之间。以下说法中正确的是（ ）
A．到达O 处光的强度会明显减弱
B．到达O 处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片B 转过的角度等于α
D．将偏振片A 转动一个角度，使得O 处光强度最强，偏振片A 转过的角度等于α
【答案】ACD
【详解】AB．开始时A、B 的透振方向相同，将被测样品P 置于A、B 之间后，S 发出的光经A 起偏再经过
样品后，振动方向转过了α 角，从而与B 的透振方向不同，光不能顺利通过B，所以到达O 处光的强度会
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明显减弱，故A 正确，B 错误；
C．为使O 处光强度最强，可以将B 转过一定的角度后，使B 的透振方向与光经过A 和P 后的振动方向相
同，则B 转过的角度应等于α，故C 正确；
D．为使O 处光强度最强，也可以将A 转过一定的角度后，使光经过A 和P 后的振动方向与开始时B 的透
振方向相同，则A 转过的角度应等于α，故D 正确。故选ACD。
15．如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S 形成细光束从空气射向柱
体的O 点（半圆的圆心），产生反射光束1 和透射光束2。现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直
于纸面的轴线转动，使反射光束1 和透射光束2 恰好垂直。在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入
射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是（ ）
A．反射光束1 消失
B．透射光束2 消失
C．反射光束1 和透射光束2 都消失
D．偏振片P 以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2 消失
【答案】AD
【详解】ABC．自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且
反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的透振方向与纸面平行，因此当在入射光线方向垂直放上透振方向
在纸面内的偏振片P 时，因垂直于纸面无光，则反射光束1 消失，A 正确，B、C 错误；
D．偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2 消失，D 正确。故选AD。
四、光的散射
16．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。下列说法中正确的是（ ）
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A．a 侧是红光，b 侧是紫光
B．在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长
C．三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率
D．在三棱镜中a 侧光的速率比b 侧光小
E．在三棱镜中a、b 两侧光的速率相同
【答案】BCD
【详解】ABC．由题图可以看出，a 侧光偏折得较大，三棱镜对a 侧光的折射率较大，所以a 侧光是紫光，
波长较短，b 侧光是红光，波长较长，A 错误，BC 正确；
DE．又
所以三棱镜中a 侧光的传播速率小于b 侧光的传播速率，D 正确，E 错误。故选BCD。
17．如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO 方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表
面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。下列有关这三束光的判断正确的是（ ）
A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B．光束Ⅱ在玻璃中的传播速度比光束Ⅲ小
C．增大α 角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
D．改变α 角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行
【答案】ABD
【详解】
A．由题意画出如图所示的光路图，可知光束Ⅰ是反射光线，所以仍是复色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率
的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ是单色光，故A 正确；
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B．由于光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ，所以玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，根据v＝
可
知，光束Ⅱ在玻璃中的传播速度比光束Ⅲ小，故B 正确；
C．当增大α 角且α<90°，即入射角减小时，光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束Ⅰ，故C 错误；
D．因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的，根据光的入射角与反射角相等以及光的可逆性，可知改变α
角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行，故D 正确。故选ABD。
18．如图所示，一由玻璃制成的直角三棱镜ABC，其中AB＝AC，该三棱镜对红光的折射率大于
．一束
平行于BC 边的白光射到AB 面上．光束先在AB 面折射后射到BC 面上，接着又从AC 面射出．下列说法正
确的是________．
A．各色光在AB 面的折射角都小于30°
B．各色光在BC 面的入射角都大于45°
C．有的色光可能不在BC 面发生全反射
D．从AC 面射出的有色光束中红光在最上方
E．从AC 面射出的光束一定平行于BC 边
【答案】ABE
【分析】由临界角的范围，由临界角公式求出折射率的范围，从而确定各色光的折射角大小，根据临界角
的性质确定能否发生发全射，并根据几何关系和折射定律确定各色光的位置．
【详解】设光在AB 面的折射角为α，由折射定律知，
，解得sin α＜
，即各色光在AB 面的折
射角都小于30°，故A 正确；由几何关系知，各色光射向BC 面时，入射角都大于45°，故B 正确；由临界
角公式sin θ=1/n 知，各色光全反射的临界角都小于45°，各色光都在BC 面发生全反射，故C 错误；从AC
面射出的光束一定平行于BC 边，由于红光射向BC 面时的入射角最大，故红光射到AC 面时处于最下方，
故E 正确，D 错误．故选ABE．
19．彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．
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形成示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入雨滴，a、b 是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的
其中两条出射光（a、b 是单色光）．下列关于a 光与b 光的说法中正确的是__________
A．雨滴对a 光的折射率大于对b 光的折射率
B．a 光在雨滴中的传播速度小于b 光在雨滴中的传播速度
C．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光条纹间距大于b 光条纹间距
D．a 光、b 光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
E．若a 光、b 光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b 光能够发生全反射，则a 光也
一定能够发生全反射
【答案】ABE
【详解】A．从光的折射光路可知，a 光折射率大，即
，选项A 对；
B．根据
，折射率越大，介质中传播速度越小，即a 光在水珠中传播速度小，选项B 对；
C．折射率越大，频率越高，波长越短，即a 光波长短，双缝干涉实验，波长越长条纹间距越宽
，
所以a 光双缝干涉条纹间距窄，选项C 错；
D．光在两种介质表面发生折射时，频率不变，从空气进入水珠，传播速度变小，所以波长变小，选项D
错；
E．光线从介质到空气，发生全反射的临界角
，即a 光全反射的临界角小，当b 光能够发生全反射
时，已经超过了a 光的临界角，a 光也一定能够发生全反射，选项E 对．
20．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为
，经折射后射
出a、b 两束光线。则下列说法正确的是 。
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A．玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率
B．在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度
C．在玻璃中，a 光的波长大于b 光的波长
D．若改变光束的入射方向使
角逐渐变大，则光线a 先消失
E．分别用a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距
【答案】ABD
【详解】AB．光线a 的偏折程度大，根据折射定律公式
，θ 是入射角，r 是折射角，可知a 光的折
射率大；再根据公式
知a 光在玻璃中的传播速度小，故AB 正确；
C．a 光的折射率大，说明a 光的频率高，根据v=λf，a 光在真空中的波长较短，故C 错误；
D．若改变光束的入射方向使θ 角逐渐变大，则折射光线a 的折射角先达到90°，故a 光先发生全反射，折
射光线先消失，故D 正确；
E．光线a 在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式
，分别用a、b 光在同一个双缝干涉实
验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距小于b 光的干涉条纹间距，故E 错误；
故选ABD。
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