高考物理一轮复习考点42-光的干涉、衍射和偏振现象-实验：用双缝干涉实验测量光的波长-电磁波

光的干涉、衍射和偏振现象实验：用双缝干涉实验测量光的波长电磁波考点42第一步狂刷小题·夯基础

[题组一基础小题]1．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(

)A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波B．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C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“

CT”中的X射线波长相同答案解析周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故A正确；电磁波可以通过光缆传输，故B错误；太阳光中的可见光是电磁波，在真空中的传播速度约为3×108

m/s，“B超”中的超声波是声波，常温下在空气中的传播速度约为340m/s，故C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线的波长不同，故D错误。解析2.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．这里应用的是光的偏振现象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，表明抽制的丝变细解析激光通过细丝后在光屏上形成明暗相间的条纹，应用的是光的衍射现象，A、B错误；当光屏上的条纹变宽，即衍射现象更明显时，根据产生明显衍射现象的条件可知，对应的丝变细，故C错误，D正确。答案解析3.如图所示，P是一偏振片，它的透振方向为竖直方向(图中用带箭头的实线表示)。现用四种入射光束分别照射P时，不能在P的另一侧观察到透射光的是(

)A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光答案解析太阳光包含在垂直传播方向沿各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A不符合题意；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B不符合题意；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，故C符合题意；沿与竖直方向成45°角振动的光能部分通过偏振片，故D不符合题意。解析答案解析5．(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一面平一面凸的薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的内疏外密的同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(

)A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的答案解析由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，A正确，B错误。由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的空气膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，C正确，D错误。解析6．我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23MHz(1MHz＝106Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800～1900MHz的电磁波，家用5GWi­Fi使用频率约为5725MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是(

)A．家用5GWi­Fi电磁波的衍射现象最明显B．GPS定位系统使用的电磁波的能量最强C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领D．手机工作时使用的电磁波是纵波且不能产生偏振现象答案解析这四种电磁波中，GPS定位系统使用的电磁波的频率最低，其波长最长，故其衍射现象最明显，A错误；GPS定位系统使用的电磁波的频率最低，则能量最小，B错误；地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波，频率非常高，利用了电磁波的穿透本领，C正确；电磁波为横波，能产生偏振现象，D错误。解析

[题组二高考小题]7．(2021·福建高考)(多选)以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是(

)A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程解析由题图知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声通信，声波是纵波，故信息载体属于纵波，故A错误；由题图知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光通信，光波是横波，故信息载体属于横波，故B正确；因为太空中没有介质，机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信无法通过机械波实现，只能通过电磁波来实现，故C错误；传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，故D正确。答案解析8．(2020·江苏高考)(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有(

)A．杀菌用的紫外灯B．拍胸片的X光机C．治疗咽喉炎的超声波雾化器D．检查血流情况的“彩超”机解析紫外光的频率高，能量强，常用于杀菌，紫外灯属于电磁波的应用，A正确；X光的穿透能力较强，常用于拍胸片，X光机属于电磁波的应用，B正确；超声波雾化器属于超声波的应用，与电磁波无关，C错误；“彩超”机属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。答案解析9．(2021·天津高考)光刻机是制造芯片的核心装备，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。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比(

)A．波长变短

B．光子能量增加C．频率降低

D．传播速度增大答案解析10．(2021·浙江6月选考)(多选)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是(

)A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°答案解析肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，肥皂膜上的条纹是来自肥皂膜前后表面的反射光形成的干涉条纹，B正确；若过肥皂膜最高和最低点的截面是梯形，则干涉条纹间距相等，而肥皂膜的干涉条纹间距上面宽、下面窄，则肥皂膜从上到下厚度增加得越来越快，过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形，A正确；肥皂膜从形成到破裂的过程中，液膜上面越来越薄，液膜下面越来越厚，则膜上同一位置来自前后表面反射光的路程差发生变化，故亮条纹和暗条纹的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力的作用，肥皂膜稳定后仍会上薄下厚，因此条纹并不会跟着转动90°，D错误。解析11．(2021·湖北高考)如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置，反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则(

)A．λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置B．λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置C．λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置D．λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置答案解析12.(2021·山东高考)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是(

)答案解析[题组三模拟小题]13．(2021·八省联考江苏卷)小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化。下列说法能够解释这一现象的是(

)A．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用B．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用C．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用D．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用答案解析转动镜片时发现光有强弱变化，说明水面上反射的光是偏振光，而阳光是自然光，故在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。故B正确，A、C、D错误。解析14．(2022·山东省高三第一次质量联合检测)关于生活中常见的光学现象及相关的知识，下列说法正确的是(

)A．在水中，红光的传播速度小于蓝光的传播速度B．对于相同的障碍物，红光在水中比在空气中更容易发生明显的衍射现象C．太阳光通过盛满水的玻璃杯，形成彩色光谱，这是光干涉的结果D．在双缝干涉实验中，若仅将屏幕向双缝的位置移动，则相邻亮条纹的间距减小答案解析15．(2021·山东省潍坊市一模)如图甲所示为双缝干涉的实验装置，光源发出的光经滤光片，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹如图乙所示，屏上P、P1、P2处依次排列着明条纹，Q1、Q2处出现暗条纹，P到S1、S2的距离相等。若遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上(

)A．不再出现明暗相间的条纹B．P处可能出现暗条纹C．P1处一定为明条纹D．明暗相间的条纹间距变小答案解析16.(2021·辽宁省抚顺市高三一模)如图所示，玻璃三棱镜ABC底边上有两个单色光源，产生的单色光a、b照射到AB边上的同一点D，经过棱镜折射后，沿同一方向射出，a光与b光相比较，下列说法正确的是(

)A．a光的波长小于b光的波长B．a光的频率小于b光的频率C．对于同一单缝，b光的衍射现象更明显D．对于同一双缝装置，b光的干涉条纹间距较宽答案解析第二步精做大题·提能力

[题组一基础大题]17.如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，选用激光的频率为6.0×1014Hz，测得屏上P点距双缝S1和S2的路程差为1.25×10－6m，则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用频率为8.0×1014Hz的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)，已知光速c＝3×108

m/s。暗条纹

变窄

解析

[题组二高考大题]18．(2019·江苏高考)将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的________(选填“折射”“干涉”或“衍射”)。当缝的宽度________(选填“远大于”或“接近”)光波的波长时，这种现象十分明显。解析光能绕过障碍物发生衍射；产生明显衍射现象的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟光的波长相差不多甚至比光的波长还小。解析衍射接近

19．(2021·浙江6月选考)如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________。(单选)A．旋转测量头B．增大单缝与双缝间的距离C．调节拨杆使单缝与双缝平行C

(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________。(单选)A．减小单缝与光源间的距离B．减小单缝与双缝间的距离C．增大透镜与单缝间的距离D．增大双缝与测量头间的距离解析D

[题组三模拟大题]20．(2021·北京市东城区高三下一模)在“用双缝干涉测光波长”的实验中，(1)如图1所示，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1＝2.320mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图2中手轮上的示数x6＝________mm。13.870

(2)已知双缝间距d为2.0×10－4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝__