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第30 讲 光的干涉、衍射和偏振
1.理解光的干涉现象，掌握双缝干涉中出现亮暗条纹的条件.
2.理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件.
3.知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用．
考点一 光的双缝干涉现象
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理图如图所示
1
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(2)亮、暗条纹的条件．
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现亮条纹．
b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)．
③条纹间距公式：Δx＝λ.
[例题1] （2024•深圳二模）1834 年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛
埃镜实验）。实验基本装置如图所示，单色光源S 发出的光直接照在光屏上，同时S 发出的光
还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S 在平面镜中的虚像发出的，这样就形
成了两个相干光源。设光源S 到平面镜所在平面的距离和到光屏的距离分别为a 和L，光的波
长为λ。如果仅改变以下条件，关于光屏上相邻两条亮纹间距Δx 的描述正确的是（ ）
A．平面镜水平向左移动少许，Δx 将变小
B．平面镜竖直向下移动少许，Δx 将变小
C．光屏向左移动少许，Δx 将变大
D．点光源S 由红色换成绿色，Δx 将变大
【解答】解：根据作图法可得下图，其中阴影部分为发生干涉的区域；
光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作
2
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双缝干涉，双缝SS'之间的距离为d，则d＝2a，而光源S 到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距
离L，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式：Δx= L
d λ
可得：Δx= L
2a λ
A、平面镜水平向左移动少许，L 与d 不变，则Δx 不变，故A 错误；
B、平面镜竖直向下移动少许，d 增大，则Δx 将变小，故B 正确；
C、光屏向左移动少许，L 减小，则Δx 将变小，故C 错误；
D、点光源S 由红色换成绿色，Δx 将变小，故D 错误。
故选：B。
[例题2] （2024•黑龙江模拟）有a、b 两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它
们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b 光的说法正确的是（ ）
A．在玻璃中传播时a 光的速度较大
B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a 光的干涉条纹间距较大
C．从同一介质射向空气时a 光发生全反射的临界角较小
D．a 光和b 光频率相同
【解答】解：AD、根据光路图知，a 光的偏折程度大于b 光的偏折程度，则a 光的折射率大于b
光的折射率，a 光的频率大于b 光的频率，根据v = c
n，可知在玻璃中传播时a 光的速度较小，故
AD 错误；
B、在同一双缝干涉实验装置发生干涉时，根据相邻条纹间距公式：Δx = L
d λ，由于a 光的频率
大于b 光的频率，a 光的波长小于b 光的波长，则a 光的干涉条纹间距较小，故B 错误；
C、根据全临界角公式：sinC = 1
n，可知从同一介质射向空气时，由于a 光折射率较大，所以a
光发生全反射的临界角较小，故C 正确。
故选：C。
[例题3] （2024•海口一模）用图甲所示装置探究光的波动现象，用红光照射挡板上的双
缝，光屏上得到如图乙所示的图样。为使中央亮条纹变宽，下列办法中可行的是（ ）
3
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A．增大双缝间的距离
B．增大挡板和光屏间的距离
C．移动激光器远离光屏
D．将红色激光换成绿色激光
【解答】解：A、由公式Δx = L
d λ可知，增大双缝间的距离d，则中央亮条纹变窄，故A 错误；
B、由公式Δx = L
d λ可知，增大挡板和光屏间的距离L，则中央亮条纹变宽，故B 正确；
C、由公式Δx = L
d λ可知，移动激光器远离光屏，中央亮条纹宽度不变，故C 错误；
D、由公式Δx = L
d λ可知，将红色激光换成绿色激光，由于绿色光的波长小，则中央亮条纹变窄，
故D 错误。
故选：B。
考点二 薄膜干涉现象
1．薄膜干涉现象
如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．
2．薄膜干涉原理分析
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明
暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
3．薄膜干涉的应用
干涉法检查平面的平整程度如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果
被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，
则干涉条纹发生弯曲．
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[例题4] （2024•枣庄一模）利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄
玻璃板AB 放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之
间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ 的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，
在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触
点D 到楔形顶端C 点的距离为L，以下说法正确的是（ ）
A．条纹方向平行于CD
B．金属丝的直径λL
2 Δx
C．当金属丝向右移动少许时，Δx 变小
D．在同一位置换用更细的金属丝时，Δx 变小
【解答】解：A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD 方向，故A 错误；
B．设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有
tanα = d
L
当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为
Δy = λ
2
由几何关系有
tanα =
λ
2 Δx
联立解得：d = λL
2 Δx ，故B 正确；
C．当金属丝向右移动少许时，即L 增大，则相邻亮条纹中心间的距离Δx 变大，故C 错误；
D．在同一位置换用更细的金属丝时，L 不变，d 减小，则相邻亮条纹中心间的距离Δx 变大，故
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D 错误。
故选：B。
[例题5] （2024•苏州模拟）如图所示，两块标准平面玻璃板中间形成一个劈形空间，劈
尖角θ＝2×10﹣4rad，（θ 很小时，可认为sinθ≈tanθ≈θ）。用波长λ＝600nm 的单色光从上方
照射，从上往下看到干涉条纹。当在劈形空间内充满某种液体时，相邻亮条纹间距减小了
0.5mm，则该液体的折射率为（ ）
A．3
2
B．4
3
C．6
5
D．5
3
【解答】解：根据光的干涉可知，当光程差Δs＝nλ 时此处表现为亮条纹，根据薄膜干涉的原理
可知光程差为空气层厚度的2 倍，即Δs＝2Δd；
当劈尖角为θ 时，相邻的亮条纹之间的距离：Δx = Δd
sinθ
相邻的亮条纹之间的光程差Δs＝λ＝2Δd
联立可得Δx =
λ
2sinθ ≈λ
2θ
若在劈形空间内充满液体，光在液体中传播速度变小，根据v＝λf 知，波长变短，则相邻两条纹
间距将变小。
由v = c
n
则λ' = λ
n
在劈形空间内充满某种液体时相邻亮条纹间距Δx' = λ'
2θ ≈
λ
2nθ
条纹间距减小量Δl＝Δx﹣Δx′
液体Δl＝0.5mm
代入数据可得n= 3
2，故A 正确，BCD 错误。
故选：A。
[例题6] （2024•潍坊一模）制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅
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（SiO2）薄膜的厚度。把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长λ＝630nm 的激
光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8 条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN 处是
亮纹，二氧化硅的折射率为1.5。则二氧化硅薄膜的厚度为（ ）
A．1680nm
B．1890nm
C．2520nm
D．3780nm
【解答】解：设膜厚度为d，因薄膜上下表面反射都有半波损失，斜面上有8 条暗纹，MN 处为
亮纹，则有：2nd＝8λ，其中n 是为SiO2折射率为1.50
可得：d = 4 λ
n
代入数据解得d＝1680nm。故A 正确，BCD 错误。
故选：A。
考点三 光的干涉和衍射的比较
1．衍射与干涉的比较
两种现象
比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不同点
条纹宽度
条纹宽度不等，中央最宽
条纹宽度相等
条纹间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度情况
中央条纹最亮，两边变暗
条纹清晰，亮度基本相等
相同点
干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都
有明暗相间的条纹
注意 1.白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．
2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以
区分．
2．干涉与衍射的本质
光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具
有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加
形成单缝衍射条纹．
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[例题7] （2024•河西区二模）可见光为我们呈现了色彩斑斓的世界和各种有趣的现象。
用红光和蓝光完成各种实验，以下说法中正确的是（ ）
A．红光和蓝光分别射入同一块玻璃砖，蓝光在玻璃砖中的传播速度更大
B．红光和蓝光分别从纯水射向空气，蓝光发生全反射的临界角更大
C．用同样的装置进行双缝干涉实验，蓝光相邻两亮条纹间的间距更大
D．用红光进行单缝衍射实验，狭缝越窄，衍射后在屏上产生的中央亮条纹越宽
【解答】解：A、红色光的频率比蓝色光的频率小，由于频率越大，折射率越大，所以玻璃中红
色光的折射率小，结合v= c
n即可得知红色光的速度比蓝色光的速度大，故A 错误；
B、玻璃中红色光的折射率小，从同一玻璃中射入空气发生全反射时，根据sinC= 1
n，知红光的
临界角较大，故B 错误；
C、红色光的频率比蓝色光的频率小，则波长大，根据Δx= L
d λ 可知，用同一装置进行双缝干涉
实验，红光的相邻条纹间距较大，故C 错误；
D、根据单缝衍射实验规律，狭缝越窄，衍射后在屏上产生的中央亮条纹越宽，故D 正确。
故选：D。
[例题8] （2024•重庆模拟）如图所示，ABCD 为半圆柱体玻璃的横截面，O 为圆心，CD
为直径，E 为直径上一点。一束由a、b 两种光组成的复色光从真空中由E 点射入玻璃，a 光传
播至A 点，b 光传播至B 点。所有光线与半圆面平行，AB∥CD，∠DEA＝60°，∠DEB＝
37°，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，则下列说法正确的是（ ）
A．b 光传播到B 点会发生全反射
B．a 光在玻璃中的传播速度小于b 光
C．同一障碍物，a 光的衍射现象比b 光明显
D．a 光沿EA 传播的时间等于b 光沿EB 传播的时间
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【解答】解：A、
如图所示，在B 点的入射角小于在E 点的折射角，因此b 光在B 点不会发生全反射，故A 错误。
B、根据图像，设两个单色光入射角为θ，那么a 光的折射率为：na=
sinθ
sin30° = c
va
，b 光的折射
率为：nb=
sinθ
sin53° = c
vb
。sin30°＜sin53°，所以na＞nb，因此va＜vb。故B 正确。
C、光的波长越大，衍射显现越明显。图中a 光的折射率大于b 光，根据折射率越大，波长越小，
可以判断a 光波长更小，因此b 的衍射现象应该更明显。故C 错误。
D、由A 选项中公式可得va= csin30°
sinθ
①，vb= csin53°
sinθ
②；时间ta= EA
va
③，tb= EB
vb
④；
设A，B 两点到CD 的距离为l，那么EA=
l
sin60° ⑤，EB=
l
sin37° ⑥；联立上述六个公式，
可得ta= 4
√3 ⋅lsinθ
c
，tb= 25
12 ⋅lsinθ
c
。所以ta＞tb。故D 错误。
故选：B。
[例题9] （2024•辽宁模拟）光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜
版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV 光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为
提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相
比，下列说法正确的是（ ）
A．深紫外线进入液体后传播速度变大
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B．传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长
C．深紫外线光子的能量在液体中更大
D．深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【解答】解：A、光在真空中传播速度c 大于在介质中传播速度v，则知深紫外线进入液体后传
播速度变小，故A 错误；
B、设传播L 距离，在真空中的时间为t = L
c 。在液体中所需的时间为t ' = L
v ，因v＜c，所以t′
＞t，故B 正确；
C、光的频率由光源决定，与介质无关，可知深紫外线进入液体频率不变，根据E＝hν 可知光子
的能量不变，故C 错误；
D、深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，由v＝λf 分析可知波长变短，更不容易发生明
显衍射，故D 错误。
故选：B。
考点四 光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某一特定的方向的振动．
2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，
而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．
3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．
自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
4．偏振光的理论意义及应用
(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振
现象说明了光波是横波．
(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．
[例题10] （2024•东城区一模）如图甲、图乙分别为研究光现象的两个实验，下列说法正
确的是（ ）
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A．如图甲正中央的亮点是由于光通过小孔沿直线传播形成的
B．如图甲所示现象是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，它与光通过圆孔得到的衍射
图样是一样的
C．如图乙中的P、Q 是偏振片，P 固定不动，缓慢转动Q，只有如图中所示P、Q 的“透振方
向”相平行的位置时光屏才是亮的
D．如图乙所示现象可以表明光波是横波
【解答】解：A．图甲正中央的亮点是由于光通过小圆板发生光的衍射得到的，故A 错误；
B．圆孔衍射，光的衍射现象的一种。光波通过细小圆孔后产生的衍射，屏上中央亮区多，暗区
少，与光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样不一样。故B 错误；
C．图乙中的P、Q 是偏振片，P 固定不动，缓慢转动Q，P、Q 的“透振方向”相平行的位置时
光屏是最亮的，P、Q 的“透振方向“相垂直的位置时光屏是暗的，其他─般的夹角位置，亮度
介于两者之间，故C 错误；
D．只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振现象表明光是一种横波，故D 正确。
故选：D。
[例题11] （2024•天津模拟）太赫兹通信作为实现6G（第六代通信技术）愿景的关键技术，
已得到全球通信业认可。2023 年4 月，我国成功完成了太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信
实验，实现重大技术突破，为6G 通信技术的发展提供了重要保障和支撑。该实验通信频率为
1.1×105MHz，远远超出5G（第五代通信技术）信号频率。关于该实验信号与5G 信号下列说
法正确的是（ ）
A．该实验信号和5G 信号都属于电磁波，且都可能是纵波
B．该实验信号和5G 信号都一定具有偏振现象
C．该实验信号相比5G 信号光子能量更小
D．该实验信号相比5G 信号在真空中的传播速度更小
【解答】解：A、电磁波均为横波，故A 错误；
B、电磁波均为横波，故该实验信号和5G 信号都具有偏振现象，故B 正确；
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C、该实验信号相比5G 信号频率更高，由E＝hν 可知光子能量更高，故C 错误；
D、所有的电磁波在真空中的传播速度均为光速，故D 错误。
故选：B。
[例题12] （2024•全国一模）光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最
活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景，下列关于光学现象说法中正
确的是（ ）
A．“泊松亮斑”是圆孔衍射结果
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉原理
C．双缝干涉实验中，若只增大双缝的间距，则干涉条纹间距变大
D．汽车前窗玻璃使用偏振片是为了增加透射光的强度
【解答】解：A、“泊松亮斑”是圆盘衍射的结果，而不是圆孔，故A 错误；
B、光学镜头上的增透膜是利用增透膜前后表面的两束反射光发生干涉，减弱反射光达到“增
透”的效果，利用了光的干涉原理，故B 正确；
C、根据Δx= L
d λ，若只增大双缝的间距d，则干涉条纹间距变小，故C 错误；
D、汽车前窗玻璃使用偏振片是为了阻挡夜间行车对面车辆的灯光的强光照射，并不是为了增加
透射光的强度，故D 错误。
故选：B。
题型1 杨氏双缝干涉
1.
（2024•惠州一模）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示
的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（
）
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A．换用了波长更短的单色光
B．适当减小了双缝到光屏之间的距离
C．适当增大了双缝之间的距离
D．换用了频率更低的单色光
【解答】解：因从a 图到b 图双缝干涉条纹间距变大，根据双缝干涉条纹间距公式Δx = l
d λ可知，
可能是换用了波长更长的光，或者频率更低的光，也可能适当增加了双缝到光屏之间的距离，
也可能是适当减小了双缝之间的距离，故ABC 错误，D 正确。
故选：D。
2.
（2024•金华二模）光程是光学中的概念，定义为光在介质中经过的几何路程与该介
质折射率的乘积。当两束相干光的光程差为光在真空中波长的整数倍时，在屏幕上出现亮条纹。
瑞利干涉仪就是一种利用该原理测量气体折射率的仪器。如图甲所示，两束光的光程差为零时，
屏幕上O 点为零级干涉亮条纹。将长度为l、装有待测气体的透明薄管放在S1后面，如图乙所
示，零级亮条纹移至屏幕上的O'点，O 点为第k 级干涉亮条纹。已知空气的折射率为n0，所用
光在真空中的波长为λ，待测气体的折射率为（ ）
A．(k -1)λ
l
+n0
B．kλ
l +n0
C．kλ
l
D．(k +1)λ
l
+n0
【解答】解：图乙中射到O 点的两光形成k 级亮条纹，两光的光程差为：nl﹣n0l＝kλ，解得待测
气体的折射率n= kλ
l +n0，故B 正确，ACD 错误。
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故选：B。
3.
（2024•曲靖一模）半圆形玻璃砖在光学中有许多重要应用，可以用来做许多光学实
验。如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经AB 界面折射后分为a、b 两
束光，则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对b 光的折射率大于对a 光的折射率
B．现将入射光绕O 点顺时针转动，则b 光先消失
C．在半圆形玻璃中，b 光的传播时间大于a 光的传播时间
D．分别用a、b 光在同一个装置上做双缝干涉实验，a 光的干涉条纹间距小于b 光的干涉条纹间
距
【解答】解：A．由光路可知，玻璃对a 光的偏折程度较大，可知玻璃对b 光的折射率小于对a
光的折射率，故A 错误；
B．现将入射光绕O 点顺时针转动，光线在AB 面上的入射角变大，则折射角变大，因a 光折射
角大于b 光，可知a 光先消失，故B 错误；
C．根据v = c
n可知a 光在玻璃里的速度较小，根据t= R
v 可知，b 光的传播时间小于a 光的传播时
间，故C 错误；
D．因a 光折射率较大，则频率较大，波长较短，分别用a、b 光在同一个装置上做双缝干涉实
验，根据
Δx = l
d λ
可知a 光的干涉条纹间距小于b 光的干涉条纹间距，故D 正确。
故选：D。
题型2 薄膜干涉
4.
（2024•雨花区校级模拟）如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在
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红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是（ ）
A．若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹
B．若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹
C．若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为Δx1，在月球表面观察到的水平直条纹的
间距为Δx2，则Δx1＜Δx2
D．若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大
【解答】解：A．当肥皂液膜竖直放置时，单色光垂直照射肥皂液膜，在前、后两面反射光形成
干涉条纹，若将该装置放在地球上观察，由于重力作用，在高度相等的位置薄膜的厚度相等，
则前、后两面反射光的光程差相同，故可看到水平直条纹，故A 错误；
B．若将该装置放在空间站观察，由于处于完全失重状态，肥皂液膜厚度不存在上薄下厚的情况，
所以观察不到水平直干涉条纹，故B 错误；
C．设肥皂膜前、后表面之间的夹角为θ，光的波长为λ，相邻的两个明条纹之间的距离为Δx，
相邻的两个明条纹之间薄膜的厚度差为Δd，则2Δd＝λ，tanθ = Δd
Δx ，可得Δx = Δd
tanθ =
λ
2tanθ ；
因为地球表面的重力加速度大于月球表面的重力加速度，该装置在地球表面薄膜上下厚度相差
更大。该装置在地球表面观察到的水平条纹间距为Δx1，在月球表面观察到的水平直条纹间距为
Δx2，则Δx1＜Δx2，故C 正确；
D．若将光源换为蓝色光源，因为波长变短，根据Δx =
λ
2tanθ 可知在地球表面观察，可看到水平
直条纹的间距将减小，故D 错误。
故选：C。
5.
（多选）（2024•乌鲁木齐二模）我国光伏发电技术处于世界领先地位。为提高光伏
发电效率，需要在光伏玻璃的上表面涂一层增透膜，而增透膜材料的折射率对透光率有明显影
响。我国某厂家发明了空心纳米粒子增透膜（内部呈蜂窝状结构），改变了材料的折射率，显
著提高了透光率。若增透膜使用折射率为n1的实心纳米粒子材料制成，其最小厚度为d1；若
增透膜使用折射率为n2的空心纳米粒子材料制成，其最小厚度为d2则（ ）
A．n1＜n2
B．n1＞n2
C．n1d1＝n2d2
D．n1d1＞n2d2
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【解答】解：AB、根据介质的折射率大于空气的折射率可知，实心纳米粒子材料的折射率大于
空心纳米粒子材料的折射率，即n1＞n2，故A 错误，B 正确；
CD、增透膜前、后两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光，从减少了反射光的
能量，提高了透光率。根据光的干涉的特点，可知当光程差等于半波长的奇数倍时，两列光相
互抵消，即：λ
2•（2m+1）＝2d （其中m＝0、1、2、3、…），则增透膜厚度最小时λ
2 =2d，
即：d= λ
4 ①
其中λ 是光在增透膜内的波长。
设增透膜对光的折射率为n，光在真空中的波长为λ0，则λ= λ0
n ②
联立可得：λ0＝4nd
由λ0＝4nd 可知，n1d1=n2d2= λ0
4 ，故C 正确，D 错误。
故选：BC。
6.
（2023•山东模拟）如图所示，P、M、N 为三个透明平板，M 与P 的夹角α 略小于N
与P 的夹角β，一束平行光垂直P 的上表面入射，下列干涉条纹的图象可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：α 角小于β 角，则左边玻璃板的高差＜右侧玻璃板高差，左侧对应的波程差的范围
比右侧要小。则左侧的条纹数量要少，右侧的条纹数要多，故ABC 错误，D 正确。
故选：D。
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题型3 光的衍射
7.
（2024•揭阳二模）关于光学现象，下列说法正确的是（ ）
A．图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射
B．图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的
C．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象
D．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象
【解答】解：AB．图甲：光导纤维中，只有光的入射角大于等于发生全反射的临界角，才能发
生全反射，若光源是白光，如果所有颜色光在光导纤维均能发生全反射，则所有颜色光的传播
路径完全相同，从光导纤维中射出的光仍然是白光，故AB 错误；
CD．图乙：看到彩色条纹，是光在空气劈尖膜的前、后两表面反射形成的两列光波干涉的结果，
故C 错误，D 正确。
故选：D。
8.
（2024•湖北模拟）将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。将
激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，出
现了“水流导光”现象。则下列说法正确的是（ ）
A．“水流导光”是一种光的衍射现象
B．“水流导光”是一种光的全反射现象
C．改用折射率较小的液体，更容易发生“水流导光”现象
D．激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度
【解答】解：AB.激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射，就像光导纤维一样，
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故A 错误，B 正确；
C.改用折射率较小的液体，根据sinC= 1
n，则临界角较大，更不容易发生“水流导光“现象，故
C 错误；
D.根据v= c
n可知，激光在水中的传播速度小于其在空气中的传播速度，故D 错误。
故选：B。
9.
（2024•海安市校级模拟）如图所示，一束宽度为d 的平行光沿水平方向传播，经过
不透光的挡板后照射到竖直墙面上，过挡板上边缘的水平延长线与竖直墙面相交于O 点，下
列说法正确的是（ ）
A．光线不会进入到O 点下方的墙上
B．光只会沿直线前进，一定不会进入到O 点下方的墙上
C．光的波长越长，光线进入到O 点下方墙上的区域越大
D．光的能量越大，光线进入到O 点下方墙上的区域越大
【解答】解：AB．由于光的衍射，光线可能会进入到O 点下方的墙上，故AB 错误；
C．光发生明显衍射的条件为：孔或者缝的尺寸比波长小或者相差不多；所以光的波长越长，则
衍射现象越明显，则光线进入到O 点下方墙上的区域越大，故C 正确；
D．光的能量越大，则光子的频率越高，光的波长越小，则衍射现象越不明显，则光线进入到O
点下方墙上的区域越小，故D 错误。
故选：C。
题型4 光的偏振
10. （2024•西城区校级模拟）关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（ ）
A．“3D 电影”的播放和观看利用了光的干涉
B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的
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缘故
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的波长变长
【解答】解：A、“3D 电影”的播放和观看利用了光的偏振现象，故A 错误；
B、水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密质射向光疏介质时，一部
分光在界面上发生了全反射，故B 正确；
C、电磁波可以在真空中传播，也可以在光导纤维中传播，故C 错误；
D、光由空气射入玻璃，光速变小，所以波长变小，故D 错误。
故选：B。
11. （多选）（2024•汕头一模）下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是（
）
A．甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象
B．乙图，海市蜃楼是光的反射现象
C．丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的折射现象
D．丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象
【解答】解：A、甲图，肥皂泡在阳光下呈现彩色是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生干涉
形成的，故A 正确；
B、乙图，是海市蜃楼是光的全反射现象，故B 错误；
C、丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的衍射现象，故C 错误；
D、丁图，偏光眼镜的镜片，是根据光线的偏振原理制造而成，它能有选择性地过滤来自某个方
向的光线，通过过滤掉漫反射中的许多偏振光，减弱太阳光光线的强度，增强视觉中不同视觉
物的反差，可以有效减弱或者消除非金属表面的反光，故D 正确。
故选：AD。
12. （多选）（2024•顺庆区校级一模）下列说法正确的是（ ）
A．若做简谐运动的弹簧振子的周期为T，振子动能大小的变化周期为0.5T
B．若某一物体运动过程中沿运动方向的合外力F 与位移x 之间满足关系F＝kx，说明该物体可
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能做简谐运动
C．与超声波相比，在相同条件下，频率较低的次声波更加容易发生明显衍射
D．根据折射率的计算式n= c
v ，与光的折射进行类比可知，超声波在真空中的传播速度比超声
波在水中的传播速度更快
E．可以通过偏振现象区分横波与纵波
【解答】解：A．由于做简谐振动的振子的速度、受力等是矢量，既有大小，又有方向，而动能
是标量，没有方向，若做简谐运动的弹簧振子的周期为T，振子动能改变的周期为0.5T，故A
正确；
B．若某一物体运动过程中沿运动方向的合外力F 与位移x 之间满足关系F＝﹣kx，说明该物体
可能做简谐运动，故B 错误；
C．波长越长越容易发生衍射，由v＝λf 可知在相同条件下，频率低的声波比频率高的声波更容
易发生明显的衍射现象，故C 正确；
D．超声波在空气中的传播速度比超声波在水中的传播速度小，故D 错误；
E．偏振是横波特有的特性，故可以通过偏振现象区分横波与纵波，故E 正确。
故选：ACE。
题型5 电磁振荡物理量的变化、LC 振荡电路的周期和频率
13. （2024•通州区模拟）LC 振荡电路中，此时电容器上极板带正电，电流方向如图所示，
则（ ）
A．线圈两端电压减小
B．线圈中的电流减小
C．线圈中的磁通量减小
D．线圈中的磁场能减小
【解答】解：根据题图电流沿逆时针方向从电容器正极板流出，电容器正在放电，根据Q＝CU
可知，电容器两极板间的电压在减小，根据U＝Ed 可知，电容器中电场在减弱，电容器中的电
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场能正在减小，根据能量守恒定律可知，电场能转化为磁场能，线圈中磁场能正在增大，线圈
中的磁场在增强，电流在增大，线圈中的磁通量也在增大，故A 正确，BCD 错误；
故选：A。
14. （2024•浙江模拟）如图甲为电容器上极板电量q 随时间t 在一个周期内的变化图线，
如图乙为LC 振荡电路的某一状态下磁感线的情况。则（ ）
A．图乙状态一定发生在0～t1时间内
B．图乙状态一定发生在t3～t4时间内
C．t1～t2时间内电路中磁场能增强
D．t2～t3时间内自感电动势减小
【解答】解：AB、由安培定则可知图乙时刻电流的方向从下向上，根据电磁振荡周期性变化的
规律可知，可能是上极板带正电，电容器正在充电，则对应的时刻为0～t1时间内；也可能是上
极板带负电，电容器正在放电，则对应的时刻为t3～t4时间内，故AB 错误；
C、由图可知，t1～t2时间内，上极板电量为正，且减小，可知电容器正在放电，则回路内的电
流正在增大，则电流产生的磁场增强，所以t1～t2时间内电路中磁场能增强，故C 正确；
D、由图可知，t2～t3时间内，上极板带负电且电荷量不断增大，则电容器反向充电，此过程中
线圈产生的自感电动势逐渐增大，故D 错误。
故选：C。
15. （2024•深圳二模）图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的
两块平行金属板构成的电容C 置于储罐中，电容C 可通过开关S 与电感L 或电源相连。当开关
从a 拨到b 时，由电感L 与电容C 构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器
极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（ ）
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A．储罐内的液面高度降低时，LC 回路振荡电流的频率将变小
B．t1﹣t2内电容器放电
C．t2﹣t3内LC 回路中电场能逐渐转化为磁场能
D．该振荡电流的有效值为√2 I m
【解答】解：A、当储罐内的液面高度降低时，两板间充入的电介质减少，电容减小，根据LC
振荡周期T＝2π√LC可知回路的振荡周期变小，故振荡频率增大，故A 错误；
B、t1～t2内电流正向逐渐减小，则电容器充电，故B 错误；
C、t2﹣t3内LC 回路中电容器放电，电场能逐渐转化为磁场能，故C 正确；
D、该振荡电流的有效值为I= I m
√2 = √2 I m
2
，故D 错误；
故选：C。
题型6 电磁场理论、电磁波谱
16. （2022•海淀区模拟）麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理
论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流
一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器
在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、
放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说
法中正确的是（ ）
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A．电容器正在充电
B．两平行板间的电场强度E 在减小
C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场
D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值
【解答】解：A、由图中可以看出，极板间的电场方向是竖直向上的，说明下极板带正电，上极
板带负电，如果等效电流的方向是向上的，即外电流流向下极板，流出上极板，也就是相当于
正电荷流向下极板，而下极板本来说是带正电的，所以下极板所带的电荷量会增加，所以电容
器在充电，故A 正确；
B、充电的过程，两极板间的电压在增大，由场强E= U
d ，可知极板间的电场强度在增大，故B
错误；
C、由右手定则可以判断出，该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场，故C 错误；
D、两极板的电场最强时，就是充电快充满的时候，此进电流反而比较小，故这个电场产生的磁
场也比较小，不会最大，故D 错误。
故选：A。
17. （2024•海门区校级二模）“智能表带”是一种新型的通话工具。如图所示，使用时
只要按动表带上的按钮，就能触发表带内的人体传导单元，从而将信号转换为身体可以传输的
振动信号，通过手指传入耳朵，根据以上描述，下列说法正确的是（ ）
A．经过手指传播的信号是电磁波
B．该振动信号传播不依赖于介质
C．信号经表带传入手指的频率不变
D．信号经表带传入手指的传播速度不变
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【解答】解：AB、经过手指传播的振动信号是机械波，而机械波的传播需要依赖介质，故AB
错误；
C、机械波的频率由波源决定，与介质无关，所以信号经表带传入手指的频率不变，故C 正确；
D、信号经表带传入手指，介质发生变化，则传播速度发生变化，故D 错误。
故选：C。
18. （2023•浙江模拟）某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中
波的无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电
台。适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为300m、397m、566m 的无线电波，
下列说法正确的是（ ）
A．使接收电路产生电谐振的过程叫做解调
B．在电磁波发射技术中，只有调频这种调制方式
C．为更好接收波长为300m 的无线电波，应把收音机的调谐频率调到1MHz
D．为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数
【解答】解：A．使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，故A 错误；
B．在电磁波发射技术中，有调频和调幅两种调制方式，故B 错误；
C．为更好接收波长为300m 的无线电波，根据f = c
λ
代入数据得：f＝1MHz
可知应把收音机的调谐频率调到1MHz，故C 正确；
D．为了能收到频率最高的中波电台，应增大调谐电路的固有频率，根据f =
1
2π √LC
可知应减少线圈的匝数，故D 错误。
故选：C。
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