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第68 讲 光的干涉 衍射和偏振
1.(2025·山东·高考真题)用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝
关于
轴对称,光屏垂直于
轴放置。将偏振片
垂直于
轴置于双缝左侧,单色平行
光沿
轴方向入射,在屏上观察到干涉条纹,再将偏振片
置于双缝右侧,
透振方
向平行。保持
不动,将
绕
轴转动
的过程中,关于光屏上的干涉条纹,下列说法
正确的是( )
A.条纹间距不变,亮度减小
B.条纹间距增大,亮度不变
C.条纹间距减小,亮度减小
D.条纹间距不变,亮度增大
【答案】A
【详解】根据干涉条纹间距公式
可知当P2旋转时,
,
,
均不变,故条纹间距
不变;随着P2的旋转,透过P2的光强在减小,干涉条纹的亮度在减小。
故选A。
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)在双缝干涉实验中,某实验小组用波长为
的蓝色激
光和波长为
的红色激光组成的复合光垂直照射双缝,双缝间距为
,双缝到屏
的距离为
,则屏上( )
A.蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹
B.蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小
C.距中央亮条纹中心
处蓝光和红光亮条纹中心重叠
D.距中央亮条纹中心
处蓝光和红光亮条纹中心重叠
【答案】BC
【详解】A.蓝光与红光频率不等,不能发生稳定干涉形成条纹,故A 错误;
真题演练
1
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B.根据相邻干涉条纹间距公式
,由于蓝光的波长较短,故蓝光相邻条纹间距比红
光相邻条纹间距小,故B 正确;
CD.蓝光的相邻干涉条纹间距为
红光的相邻干涉条纹间距为
要使蓝光和红光亮条纹中心重叠,可知
,
,
可知当
时,满足条件;当
,不满足条件;
故C 正确,D 错误。
故选BC。
3.(2025·重庆·高考真题)杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为
的激光垂
直入射到双缝上,在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置
并测其间距为a,则( )
A.相邻两亮条纹间距为
B.相邻两暗条纹间距为
C.双缝之间的距离为
D.双缝之间的距离为
【答案】C
【详解】AB.根据题意,由图可知,相邻两亮条纹(暗条纹)间距为
,故AB 错误;
CD.由公式
可得,双缝之间的距离为
,故C 正确,D 错误。
故选C。
4.(2020·上海·高考真题)观察光的衍射实验装置如图所示,用红色的激光可以照出光屏某
种衍射条纹,为了减小条纹宽度,可以( )
2
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A.减小单缝宽度
B.用绿光照射
C.增大单缝与光屏间距离
D.减小激光器与单缝间距离
【答案】B
【详解】由于单缝衍射的图案中出现明暗相间的条纹就是光干涉的结果,因此条纹宽度与双
缝干涉的判断相似。
A.减小单缝宽度,条纹间距变宽,A 错误;
B.绿光的波长比红光的短,因此用绿光照射,条纹间距变小,B 正确;
C.增大单缝与光屏间距离,条纹间距变宽,C 错误;
D.由于激光器发出的是平行光,因此减小微光器与单缝间距离,不会改变条纹间距,D 错
误。
故选B。
5.(2024·广西·高考真题)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,单色光波长为
。下列说法正确的是( )
A.光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
B.光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为
3
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C.若将整套装置完全浸入折射率为n 的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为
D.若将整套装置完全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
,
则该液体的折射率为
【答案】AD
【详解】AB.根据光的反射对称性可知光源S 与平面镜中的虚像距离为2a,根据条纹间距公
式可知
故A 正确,B 错误;
C.若将整套装置完全浸入折射率为n 的蔗糖溶液中,光的频率不变,根据
其中c 为在真空中的光速,则
故C 错误;
D.若将整套装置完全没入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为
,根据
条纹间距公式有
可得
结合C 选项的分析可知
所以
故D 正确。
故选AD。
4
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6.(2025·河南·模拟预测)薄膜干涉是一种日常生活中经常观察到的干涉现象,且其商业用
途极为广泛。下列应用或现象中利用了薄膜干涉的原理的是( )
A.雨后出现彩虹
B.阳光下的肥皂泡是彩色的
C.3D 立体电影
D.泊松亮斑
【答案】B
【详解】A.雨后出现彩虹是由于光的折射,故A 错误;
B.阳光下的肥皂泡是彩色的是由于光的薄膜干涉,故B 正确;
C.3D 立体电影应用了光的偏振现象,故C 错误;
D.泊松亮斑是光的衍射现象,故D 错误。
故选B。
7.(2025·山东·三模)如图所示,把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃
平面上,让单色光从上方射入,从上往下看可以观察到一系列明暗相间的同心圆环,这就是
著名的“牛顿环”。当光从折射率较小的介质射向折射率较大的介质时,在反射过程中反射
光相对于入射光会产生一个相位
的突变,这种现象被称为半波损失,其效果相当于反射光
比入射光“少走”或“多走”了半个波长。下列说法正确的是( )
A.牛顿环的中心为亮斑
B.牛顿环为内疏外密的明暗相间的同心圆环
C.如果改用一个曲率半径更大的凸透镜,观察到的圆环状条纹的间距将变大
D.如果将凸透镜稍向上移动,看到的各环状条纹将向中心收缩
【答案】BCD
【详解】A.中心处的光程差为0,不是半波长的奇数倍,所以中心处为暗斑,故A 错误:
B.从中心向外,空气膜的厚度增加得越来越快,条纹间距变小,故B 正确:
C.如果改用一个曲率半径更大的 凸透镜,相同的空气膜厚度对应的水平距离变 大,观察
到的圆环状条纹间距变大,故C 正确;
D.如果将凸透镜稍向上移动、空气膜厚度增加、同 一级条纹对应的空气膜厚度向圆心移动,
所以 看到的各环状条纹将向中心收缩,故D 正确。
故选BCD。
模拟冲关
5
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8.(2025·湖北·模拟预测)双缝干涉实验装置的截面图如图所示,线光源
到双缝
、
的
距离相等,
点为
、
连线中垂线与光屏的交点,光源
发出波长为
的光,经
出射
后垂直穿过玻璃片传播到
点,经
出射后直接传播到
点,玻璃片厚度为
,玻璃对该
波长的光的折射率为1.5,空气中光速为
,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是(
)
A.
点出现亮条纹
B.若撤去玻璃片,光屏条纹间距不变
C.若光屏向左移动少许,则光屏上条纹间距变大
D.由
到
点与由
到
点,光传播的时间差
【答案】B
【详解】AD.由于玻璃对该波长的光折射率为
,则光在该玻璃中传播速度为
光从
到
和
到
的路程相等,设光从
到点
的时间为
,从
到点
的时间为
,
点
到的距离为
,则有
,
光传播的时间差为
代入得
则
、
到点
的光程差
所以两列波传到点
互相减弱,出现暗条纹,故AD 错误。
BC.根据双缝干涉条纹间距公式
,可知若撤去玻璃片,光屏条纹间距不变;若光
6
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屏向左移动少许,则光屏上条纹间距变小,故B 正确,C 错误。
故选B。
9.(2025·广东茂名·模拟预测)光学现象在日常生活中随处可见,下列四幅图所示的光学实
验或光学应用,说法不正确的是( )
A.图甲为单色光的单缝衍射图样,且对同一单缝黄光对应中央亮条纹的宽度比绿光大
B.图乙为双缝干涉的实验装置,若增大挡板到屏的距离
,条纹间距将减小
C.若减小图丙中薄片的厚度,条纹间距将变小
D.图丁为通过3D 眼镜观看立体电影,利用了光的偏振原理
【答案】BC
【详解】A.图甲为单色光的单缝衍射图样,因黄光的波长大于绿光的波长,可知对同一单
缝黄光对应中央亮条纹的宽度比绿光大,故A 正确,不符合题意;
B.图乙为双缝干涉的实验装置,若增大挡板到屏的距离
,根据
,可知条纹间距
将增大,故B 错误,符合题意;
C.设图丙中空气膜倾尖端角为
,根据几何关系可得
若减小图丙中薄片的厚度,则
减小,
减小,条纹间距将变大,故C 错误,符合题意;
D.图丁为通过3D 眼镜观看立体电影,利用了光的偏振原理,故D 正确,不符合题意。
故选BC。
10.(2025·甘肃·模拟预测)如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体
透明材料后分成
、
两束,则( )
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A.该透明材料对这两种光的折射率
B.增大复色光入射角,
光先从透明材料下表面消失
C.通过同一装置发生双缝干涉,用单色光
照射时相邻亮纹间距小
D.在该透明材料中,
光的传播速度大于
光的传播速度
【答案】C
【详解】AD.由图可知,复色光射入透明材料时,
光的偏折程度大于
光的偏折程度,则
该透明材料对这两种光的折射率
;根据
可知,在该透明材料中,
光的传播速
度小于
光的传播速度,故AD 错误;
B.增大复色光入射角,由于光线在下表面的入射角等于上表面的折射角,所以光线在下表
面一定不会发生全反射,光线在透明材料下表面一定不会消失,故B 错误;
C.由于
,可知
光的频率大于
光的频率,
光的波长小于
光的波长,通过同一
装置发生双缝干涉,根据
可知,用单色光
照射时相邻亮纹间距小,故C 正确。
故选C。
11.(2025·陕西咸阳·模拟预测)夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹,古人对此有深刻认
识,唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”。从物理学角度看,
虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,人们在地面上逆
着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示,一束白光水平射入空中一球形的水滴,经过
两次折射和一次反射后射出形成光带MN,出射光线与水平面的夹角称为彩虹角,如图乙所
示,某单色细光束从P 点射入折射率为
的雨滴,入射角为
,在雨滴内壁经过一次反射
后从Q 点射出。已知雨滴的半径为R,真空中的光速为c,则( )
A.细光束在雨滴内经历的时间为
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B.细光束在雨滴内经历的时间为
C.入射光线与出射光线之间的夹角
为
D.若分别用图甲中M、N 所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验,则M 所对应的
光的条纹间距更大
【答案】C
【详解】AB.由折射定律可知,入射角为
时,由
,得折射角为
,光线在水滴
中折射时的光路图如图所示
由几何关系可知光线在水滴中的传播距离为
光在雨滴中的传播速度
则传播时间为
,故AB 错误;
C.由几何关系可知
,故C 正确;
D.根据题图甲可知水滴对M 所对应的光的折射率大于对N 所对应的光的折射率,则M、N
所对应的光分别为紫光和红光,紫光波长比红光短,又双缝干涉条纹间距
,则M 所
对应的光的条纹间距更小,故D 错误。
故选C。
12.(2025·辽宁·三模)如图甲所示,一个曲率半径很大的平凸透镜的球面和一平面玻璃接
触,用单色光从上方照射,在透镜球面和平面玻璃上表面反射回来的两束光相互干涉,形成
一些明暗相间的单色圆圈,这种现象称为"牛顿环",是一种薄膜干涉现象。图乙是从透镜上
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方看到"牛顿环"的俯视图。则下列说法正确的是( )
A.若用白光照射,看到的亮条纹也是白色的
B.若用白光照射,看到的亮条纹应是红色的
C.若将透镜缓慢向上平移,可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩
D.若将透镜缓慢向上平移,可以看到干涉形成的圆形条纹向外扩展
【答案】C
【详解】AB.由于白光是复色光,若用白光照射,看到的是彩色的环状条纹,故AB 错误;
CD.环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的,若将透镜
缓慢向上平移,则空气膜的上、下表面的厚度变大,原来形成亮条纹的位置将向里移动,则
可以看到干涉形成的圆形条纹向里收缩,故C 正确,D 错误。
故选C。
13.(2025·江苏南通·二模)1834 年,洛埃利用平面镜同样得到杨氏双缝干涉的结果,装置
如图所示,S 为单色点光源。能使干涉条纹间距变大的操作是( )
A.水平向左略微平移平面镜
B.水平向右略微平移平面镜
C.竖直向上略微平移平面镜
D.竖直向下略微平移平面镜
【答案】C
【详解】将本题中的干涉等效看成双缝干涉,如图所示
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其中
,根据
AB.可知水平向左略微平移平面镜或水平向右略微平移平面镜,对
没有影响,故AB 错
误;
CD.竖直向上略微平移平面镜,则
减小,则
变大;竖直向下略微平移平面镜,则
增
大,则
变小,故C 正确,D 错误。
故选C。
14.(2025·河北秦皇岛·三模)劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。将一块平板玻璃放置
在另一平板玻璃之上,在一端夹入一厚度为h 的薄片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形
空气薄膜,当红光从上方入射后,从上往下可看到干涉条纹。图中薄片到劈尖顶点的距离为
L,下列说法正确的是( )
A.若换用蓝光入射,则相邻两条亮条纹的中心间距变大
B.若将此装置放入水中,则形成的干涉条纹间距变大
C.若将薄片从图示位置向右移动一小段距离
,则相邻两条亮条纹的中心间距变为原
来的
倍
D.若将薄片从图示位置向左移动一小段距离
,则相邻两条亮条纹的中心间距变为原
来的
【答案】C
【详解】A.从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为
即光程差为空气层厚度的2 倍,当光程差
时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹
之间的空气层的厚度差
;蓝光的波长比红光的波长短,若换用蓝光入射,则相邻两条亮
条纹的中心间距变小,故A 错误;
B.由
,
可知若将此装置放入水中,波的频率不变,波速减小,则波长变短,则
11
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形成的干涉条纹间距变小,故B 错误;
C.由于相邻亮条纹之间的空气层的厚度差
,设原来相邻两条亮条纹的中心间距为
,
则
若将薄片从图示位置向右移动一小段距离
,设相邻两条亮条纹的中心间距为
,则
则
,故C 正确;
D.若将薄片从图示位置向左移动一小段距离
,设相邻两条亮条纹的中心间距为
,则
则
,故D 错误。
故选C。
15.(2025·天津南开·二模)日晕是一种常见的大气光学现象,如图甲所示,太阳光线经卷
层云中同一冰晶的两次折射,分散成单色光,形成日晕。如图乙所示,为一束太阳光射到截
面为六角形的冰晶上时的光路图,a、b 为其折射出的光线中的两种单色光,下列说法正确的
是( )
A.在真空中,a 光的传播速度较大
B.a、b 光线分别通过同一装置发生双缝干涉时,a 光的相邻条纹间距较大
C.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a 光的临界角较小
D.a、b 光线分别照射同一金属发生光电效应时,b 光线照射发出的光电子的最大初动能
较大
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【答案】BD
【详解】A.在真空中,所有光的传播速度都相等,故A 错误;
B.由图乙可知,太阳光射入冰晶时, a 光的偏折程度小于b 光,所以冰晶对a 光的折射率
小于对b 光的折射率,a 光的频率小于b 光的频率,根据
可知,在真空中a 光的波长
大于b 光的波长,根据
可知,a、b 光线分别通过同一装置发生双缝干涉时,a 光的
相邻条纹间距较大,故B 正确;
C.由于同种介质对a 光的折射率小于对b 光的折射率,根据
可知,从同种玻璃中
射入空气发生全反射时,a 光的临界角较大,故C 错误;
D.因a 光的频率小于b 光的频率,根据
可知,a、b 光线分别照射同一金属发生
光电效应时,b 光线照射发出的光电子的最大初动能较大,故D 正确。
故选BD。
16.(2025·山东·模拟预测)劈尖干涉是一种薄膜干涉,如图所示。将一块平板玻璃放置在
另一平板玻璃之上,在一端夹入一厚度为h 的薄片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空
气薄膜,当红光从上方入射后,从上往下可看到干涉条纹。图中薄片到劈尖顶点的距离为
L,下列说法正确的是( )
A.若换用蓝光入射,则相邻两条亮条纹的中心间距变大
B.若将此装置放入水中,则形成的干涉条纹间距变大
C.若将薄片从图示位置向右移动一小段距离ΔL,则相邻两条亮条纹的中心间距变为原
来的
倍
D.若将薄片从图示位置向左移动一小段距离ΔL,则相邻两条亮条纹的中心间距变为原
来的
【答案】C
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【详解】AB.设劈尖倾角为
,根据几何关系可得相邻两条亮条纹的中心间距为
可得
若换用蓝光入射,由于蓝光的波长小于红光的波长,则相邻两条亮条纹的中心间距变小;若
将此装置放入水中,红光在水中的传播速度变小,则波长变小,所以形成的干涉条纹间距变
小,故AB 错误;
C.由于尖倾角
很小,则有
若将薄片从图示位置向右移动一小段距离ΔL,则有
则有
可知相邻两条亮条纹的中心间距变为原来的
倍,故C 正确;
D.若将薄片从图示位置向左移动一小段距离ΔL,则有
则有
可知相邻两条亮条纹的中心间距变为原来的
倍,故D 错误,
故选C。
17.(2025·山东临沂·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)。洛埃镜实验的基本装置如图所示,S 为单色光源,M 为一平面镜,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到光屏上,最终在光屏上得到明暗相间的干
涉条纹。设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为d 和L,光的波长为
,在
光屏上形成干涉条纹。下列说法正确的是( )
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A.相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离
B.实验中,单色光的波长
越短,干涉条纹越宽
C.若将平面镜M 右移一小段距离,光屏上的条纹间距变大
D.若将平面镜M 右移一小段距离,光屏上的条纹间距变小
【答案】A
【详解】A.光源到屏的距离可以看做双缝到屏的距离L,光源S 到S 平面镜中虚像的间距看
做双缝的间距
,则有
根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式可得
故A 正确;
B.实验中,单色光的波长
越短,干涉条纹越窄,故B 错误;
CD.若将平面镜M 右移一小段距离,光源S 到S 平面镜中虚像的间距看做双缝的间距
不
变,光屏上的条纹间距不变,故CD 错误。
故选A。
18.(2025·北京西城·二模)如图所示,用绿光照射单缝S,光通过有两条狭缝
和
的双
缝后,在光屏P 上观察到明暗相间的条纹。若要增大相邻条纹间距,可以( )
A.仅增大
与
的间距
B.仅增大单缝与双缝的距离
C.仅增大双缝与光屏的距离
D.仅将绿光换为紫光
【答案】C
15
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【详解】A.根据双缝干涉相邻条纹间距
可知,仅增大双缝间的距离d,相邻条纹间距
减小,A 错误;
B.仅增大单缝与双缝的距离,对相邻条纹间距没有影响,B 错误;
C.仅增大双缝与光屏的距离,根据
可知,双缝与光屏的距离l 增大时,相邻条纹间距变大,C 正确;
D.由于紫光的波长小于绿光的波长,根据
可知,仅将绿光换为紫光,干涉光源的波长减小,相邻条纹间距变小,D 错误。
故选C。
19.(2025·江西赣州·二模)如图甲所示为牛顿环,内由两块玻璃砖组成,并用三颗螺丝固
定,玻璃砖的横截面如图乙所示。在红光照射下,可看到如图丙所示的明暗相间的条纹。则
( )
A.出现明暗相间的条纹是因为光的衍射
B.拧紧三颗螺丝时,会发现条纹变密集
C.若换成蓝光照射,会发现条纹变稀疏
D.若条纹如图丁所示,可能是玻璃板B 上表面对应位置有凹陷
【答案】D
【详解】A.出现明暗相间的条纹是光的干涉现象,故A 错误;
B.拧紧三颗螺丝时,两块玻璃砖间的空气膜厚度变薄,根据薄膜干涉原理可知,条纹变稀
疏,故B 错误;
C.蓝光波长比红光短,根据干涉条纹间距公式,波长变短,条纹间距会变小,条纹应变得
更密集,故C 错误;
D.若条纹如图丁所示,局部条纹向中心弯曲。根据等厚干涉原理,同一条纹对应空气薄膜
厚度相同,此处条纹弯曲说明玻璃板B 上表面对应位置有凹陷,使得空气薄膜厚度变化异常,
导致条纹出现弯曲,故D 正确。
故选D。
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20.(2025·湖北·模拟预测)用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样,双缝之间的距离是
0.2mm,用的是绿色滤光片,从目镜中可以看到绿色干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.若把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,可增加目镜中亮纹的条数
B.把绿色滤光片换成红色,干涉条纹间距变大
C.若改用间距为0.3mm 的双缝,干涉条纹间距变小
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
【答案】BC
【详解】A.根据双缝干涉时相邻两个亮(或暗)条纹中心间距公式
若把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,则L 变大,
变大,即条纹变稀疏,故可目镜中亮纹
的条数减少,故A 错误;
B.把绿色滤光片换成红色,则波长
变大,故干涉条纹间距变大,故B 正确;
C.若改用间距为0.3mm 的双缝,则d 变大,干涉条纹间距变小,故C 正确;
D.去掉滤光片后,光源发出多种颜色光,每种颜色光都能发生干涉,会出现彩色干涉条纹,
干涉现象不会消失,故D 错误。
故选BC。
21.(2025·天津河西·二模)如图所示,由两种光组成的复色光投射到玻璃球体表面的
点,
复色光进入球体后分成
、
两束光。下列说法正确的是( )
A.用相同的装置做双缝干涉实验,
光的干涉条纹间距小
B.用
光分别照射同一小孔发生衍射,
光没有
光的衍射现象明显
C.若
、
光均由氢原子能级跃迁产生,产生
光的能级能量差大
D.若
、
光分别照射同一光电管发生光电效应,
光的遏止电压低
【答案】C
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【详解】A.由图可知,两种光的折射率大小为
则可知两种光的频率和波长大小为
,
根据公式
可知,波长越长,双缝干涉实验的干涉条纹间距越大,即
光的干涉条纹
间距小,故A 错误;
B.光的波长越长,越容易发生衍射,由于
则用
光分别照射同一小孔发生衍射,
光没有
光的衍射现象明显,故B 错误;
C.根据公式
可知,光的频率越高,其光子的能量越高,
光的频率高,则产生
光
的能级能量差大,故C 正确;
D.根据爱因斯坦的光电效应方程
可知,照射同一光电管发生光电效应时,光
的频率越高,其最大初动能
越大,又因为
,则光的频率越高,遏止电压
越高,
光的频率高,则
光的遏止电压高,故D 错误;
故选 C。
22.(2025·安徽·模拟预测)如图所示,O 为半圆形玻璃砖的圆心,a 和b 两束光射向玻璃砖
的O 点后,汇聚成一束混合光ab,下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对a 光的折射率比b 大
B.a 光的频率比b 光的频率高
C.若照射同一金属都能发生光电效应,a 光照射时逸出的光电子最大初动能大
D.在小孔尺度相同时,a 光的衍射现象更明显
【答案】D
【详解】AB.a 和b 两束光射向玻璃砖的O 点后,汇聚成一束混合光ab,根据折射定律可得
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由图可知,
相同,
,则有
,即玻璃砖对a 光的折射率比b 小,a 光的频率比b
光的频率小,故AB 错误;
C.若照射同一金属都能发生光电效应,根据
由于a 光的频率比b 光的频率小,所以a 光照射时逸出的光电子最大初动能小,故C 错误;
D.由于a 光的频率比b 光的频率小,则a 光的波长比b 光的波长大,在小孔尺度相同时,a
光的衍射现象更明显,故D 正确。
故选D。
23.(2025·江苏宿迁·三模)人眼的瞳孔直径是毫米数量级的。假想有一种眼睛的瞳孔是微
米数量级的圆孔,能感觉非常微弱的光线。这种眼睛正对太阳,太阳光经瞳孔形成的衍射图
样是( )
A.明暗相间的白色平行直条纹
B.明暗相间的彩色平行直条纹
C.中央为圆形暗斑,外围有彩色圆环
D.中央为圆形白色光斑,外围有彩色圆环
【答案】D
【详解】可见光的波长为400~760nm,即0.40~0.76 微米,则瞳孔是微米数量级的圆孔眼睛
正对太阳,太阳光经瞳孔可产生明显衍射,形成的衍射图样类似圆孔衍射,是中央为圆形白
色光斑,外围有彩色圆环。
故选D。
24.(2025·江苏南京·二模)如图为杨氏双缝干涉实验示意图,用蓝光照射时,光屏上能观
察到干涉条纹.下列说法正确的是( )
A.若换用红光照射时,相邻两条亮条纹间距变小
B.若将双缝到屏之间充满某种介质,相邻两条亮条纹间距变大
C.若将光屏向右边移动,相邻亮条纹间距变大
D.若将缝S1挡住,则光屏上不再呈现明暗相间的条纹
【答案】C
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【详解】ABC.根据相邻亮条纹间距公式
若换用红光照射时,由于红光的波长大于蓝光的波长,则相邻两条亮条纹间距变大;
若将双缝到屏之间充满某种介质,由于蓝光在介质中的波长小于真空中的波长,则相邻两条
亮条纹间距变小;
若将光屏向右边移动,即
变大,则相邻亮条纹间距变大;
故AB 错误,C 正确;
D.若将缝S1挡住,则单色蓝光经过缝S2衍射后仍能在光屏上形成明暗相间的条纹,故D 错
误。
故选C。
25.(2025·广东佛山·模拟预测)如图所示,OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面,OD 为直径,
由二种单色光组成的复色光沿AO 方向从真空射入玻璃。分别沿OB、OC 在玻璃中传播。则
下列说法正确的是( )
A.沿OB 传播的色光在该玻璃中的折射率较小B.沿OB 传播的色光波长较长
C.沿OB 传播的色光光子能量较大D.沿OB 传播的色光更容易发生衍射现象
【答案】C
【详解】A.根据
,由于OB 光偏折程度比OC 光大,所以OB 光的折射率大,故
A 错误;
BD.OB 光的折射率大,所以OB 光的频率大,依据
,那么频率越高的,波长越小,
越不容易发生明显衍射现象,故BD 错误;
C.根据ɛ
可知,频率越大,能量越大,故C 正确。
故选C。
26.(2025·福建福州·模拟预测)下列关于光的说法合理的是( )
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A.图甲是光导纤维的工作原理示意图,内芯的折射率比外套的折射率小
B.图乙是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
C.图丙中的M、N 是偏振片,P 是光屏,当M 固定不动、N 缓慢转动时,光屏P 上光斑
的亮度出现明、暗交替变化,此现象表明光波是纵波
D.图丁是空气中双缝干涉原理图,若
到S1、S2(S1、S2到S 等距)的路程差是半波长
的偶数倍,则
处是亮纹中心
【答案】D
【详解】A.图甲是光导纤维的工作原理示意图,利用的是光在内芯中发生全反射,所以内
芯的折射率比外套的折射率大,故A 错误;
B.图乙是“牛顿环”,一种薄膜干涉现象,不是“泊松亮斑”, “泊松亮斑”是圆盘衍射,
故B 错误;
C.图丙中的M、N 是偏振片,P 是光屏。当M 固定不动缓慢转动N 时,光屏P 上的光度将
明、暗交替变化,即偏振现象,只有横波才有偏振现象,表明光波是横波,故C 错误;
D.图丁是空气中双缝干涉原理图,若P1到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍,即为波长的
整数倍,说明P1点是振动加强的点,即P1处是亮条纹,故D 正确。
故选D。
27.(2025·江苏·二模)一束波长为λ 的单色光垂直入射到一个狭缝上,在屏上观察到衍射图
样,缝的宽度为d,缝到屏的距离为L。请根据学过的知识判断,中央明条纹的宽度可能是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据双缝干涉相邻明条纹中心间距公式有
类比上述表达式可知,单缝衍射中央明条纹的宽度可能是
。
故选A。
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28.(2025·浙江·模拟预测)柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝。这种细铜丝的加工要求
非常高。工厂中利用图示装置,用激光器照射细铜丝,对抽丝过程实施自动控制,则光屏上
的图像可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射现象,该装
置运用了光的衍射现象,与激光通过单缝看到的衍射条纹是相同的,即产生不等间距条纹、
中央条纹特别宽,两侧条纹较窄,条纹对称分布。
故选D。
29.(2025·江苏泰州·二模)有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片
卷起来,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示。当圆筒中的小球
从B 端滚向A 端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示,则可以实现的是( )
A.两偏振片的透振方向相同
B.两偏振片的透振方向相垂直
C.两偏振片同时旋转90°“挡板”会消失
D.将一片塑料偏振片旋转90°“挡板”依然存在
【答案】B
【详解】AB.偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时,偏振光可以全部通
过偏振片,当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区
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域的放垂直偏振片和水平偏振片,将两偏振片卷起来,自然光通过两片偏振方向互相垂直的
偏振片时,光强减弱,形成黑影,看起来就像一块挡板,故A 错误,B 正确;
C.两偏振片同时旋转90°“挡板”, 偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直,所以光不能通过
两片偏振片,“挡板”不会消失,故C 错误;
D.将一片塑料偏振片旋转90°,偏振片偏振方向与偏振光的方向平行,偏振光可以全部通过
偏振片“挡板”消失,故D 错误。
故选B。
30.(2025·湖北·模拟预测)两个装满某液体的等腰直角三角形容器和一个平面镜均竖直放
置,三角形容器由平行隔层隔开,通过向隔层中注入和抽去液体,通过平面镜观察到贴在容
器上的脸谱颜色将发生变化,如图是该装置的俯视图。已知液体的临界角约为
,不考虑
容器和隔板的厚度,下列说法正确的是( )
A.该实验现象能用光的干涉解释
B.该实验原理与3D 眼镜的原理相同
C.隔层中注入该液体时,人通过平面镜可以观察到白色脸谱
D.隔层中注入该液体时,人通过平面镜可以观察到红色脸谱
【答案】C
【详解】AB.该实验现象应用光的全反射原理解析,3D 眼镜的原理是光的偏振,故AB 错误;
CD.已知液体的临界角约为
,隔层中未注入该液体时,光线在隔层射出空气时发生全反
射,如图所示
隔层中注入该液体时,光线在隔层不会发生全反射,如图所示
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可知隔层中注入该液体时,人通过平面镜可以观察到白色脸谱,故C 正确,D 错误。
故选C。
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