光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象實驗：用雙縫干涉實驗測量光的波長電磁波考點42第一步狂刷小題·夯基礎(chǔ)

[題組一基礎(chǔ)小題]1．關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是(

)A．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波B．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸C．太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“

CT”中的X射線波長相同答案解析周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，故A正確；電磁波可以通過光纜傳輸，故B錯誤；太陽光中的可見光是電磁波，在真空中的傳播速度約為3×108

m/s，“B超”中的超聲波是聲波，常溫下在空氣中的傳播速度約為340m/s，故C錯誤；遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長不同，故D錯誤。解析2.抽制高強度纖維細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，觀察激光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化(

)A．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象B．這里應(yīng)用的是光的偏振現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細解析激光通過細絲后在光屏上形成明暗相間的條紋，應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象，A、B錯誤；當光屏上的條紋變寬，即衍射現(xiàn)象更明顯時，根據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，對應(yīng)的絲變細，故C錯誤，D正確。答案解析3.如圖所示，P是一偏振片，它的透振方向為豎直方向(圖中用帶箭頭的實線表示)。現(xiàn)用四種入射光束分別照射P時，不能在P的另一側(cè)觀察到透射光的是(

)A．太陽光B．沿豎直方向振動的光C．沿水平方向振動的光D．沿與豎直方向成45°角振動的光答案解析太陽光包含在垂直傳播方向沿各個方向振動的光，當太陽光照射P時能在P的另一側(cè)觀察到偏振光，故A不符合題意；沿豎直方向振動的光能通過偏振片，故B不符合題意；沿水平方向振動的光不能通過偏振片，故C符合題意；沿與豎直方向成45°角振動的光能部分通過偏振片，故D不符合題意。解析答案解析5．(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一面平一面凸的薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是(

)A．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的D．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是均勻變化的答案解析由于在凸透鏡和平板玻璃之間的空氣形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透鏡的下表面和平板玻璃的上表面，A正確，B錯誤。由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的空氣膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的干涉條紋，C正確，D錯誤。解析6．我們的生活已經(jīng)離不開電磁波，如：GPS定位系統(tǒng)使用頻率為10.23MHz(1MHz＝106Hz)的電磁波，手機工作時使用頻率為800～1900MHz的電磁波，家用5GWi-Fi使用頻率約為5725MHz的電磁波，地鐵行李安檢時使用頻率為1018Hz的電磁波。關(guān)于這四種電磁波的說法正確的是(

)A．家用5GWi-Fi電磁波的衍射現(xiàn)象最明顯B．GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波的能量最強C．地鐵行李安檢時使用的電磁波利用了其穿透本領(lǐng)D．手機工作時使用的電磁波是縱波且不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象答案解析這四種電磁波中，GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波的頻率最低，其波長最長，故其衍射現(xiàn)象最明顯，A錯誤；GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波的頻率最低，則能量最小，B錯誤；地鐵行李安檢時使用頻率為1018Hz的電磁波，頻率非常高，利用了電磁波的穿透本領(lǐng)，C正確；電磁波為橫波，能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，D錯誤。解析

[題組二高考小題]7．(2021·福建高考)(多選)以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說法正確的是(

)A．“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波B．“奮斗者”號與“滄海”號通信的信息載體屬于橫波C．“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D．“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程解析由題圖知，“奮斗者”號與“探索一號”通信是通過水聲通信，聲波是縱波，故信息載體屬于縱波，故A錯誤；由題圖知，“奮斗者”號與“滄海”號通信是通過無線藍綠光通信，光波是橫波，故信息載體屬于橫波，故B正確；因為太空中沒有介質(zhì)，機械波無法傳播，所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信無法通過機械波實現(xiàn)，只能通過電磁波來實現(xiàn)，故C錯誤；傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。答案解析8．(2020·江蘇高考)(多選)電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有(

)A．殺菌用的紫外燈B．拍胸片的X光機C．治療咽喉炎的超聲波霧化器D．檢查血流情況的“彩超”機解析紫外光的頻率高，能量強，常用于殺菌，紫外燈屬于電磁波的應(yīng)用，A正確；X光的穿透能力較強，常用于拍胸片，X光機屬于電磁波的應(yīng)用，B正確；超聲波霧化器屬于超聲波的應(yīng)用，與電磁波無關(guān)，C錯誤；“彩超”機屬于超聲波的應(yīng)用，與電磁波無關(guān)，D錯誤。答案解析9．(2021·天津高考)光刻機是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進入液體后與其在真空中相比(

)A．波長變短

B．光子能量增加C．頻率降低

D．傳播速度增大答案解析10．(2021·浙江6月選考)(多選)肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是(

)A．過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°答案解析肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，肥皂膜上的條紋是來自肥皂膜前后表面的反射光形成的干涉條紋，B正確；若過肥皂膜最高和最低點的截面是梯形，則干涉條紋間距相等，而肥皂膜的干涉條紋間距上面寬、下面窄，則肥皂膜從上到下厚度增加得越來越快，過肥皂膜最高和最低點的截面一定不是梯形，A正確；肥皂膜從形成到破裂的過程中，液膜上面越來越薄，液膜下面越來越厚，則膜上同一位置來自前后表面反射光的路程差發(fā)生變化，故亮條紋和暗條紋的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，C錯誤；將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，由于重力的作用，肥皂膜穩(wěn)定后仍會上薄下厚，因此條紋并不會跟著轉(zhuǎn)動90°，D錯誤。解析11．(2021·湖北高考)如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點最近的亮條紋中心位置，反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則(

)A．λ1＜λ2，M是波長為λ1的光出射位置B．λ1＜λ2，N是波長為λ1的光出射位置C．λ1＞λ2，M是波長為λ1的光出射位置D．λ1＞λ2，N是波長為λ1的光出射位置答案解析12.(2021·山東高考)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是(

)答案解析[題組三模擬小題]13．(2021·八省聯(lián)考江蘇卷)小華通過偏振太陽鏡觀察平靜水面上反射的陽光，轉(zhuǎn)動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化。下列說法能夠解釋這一現(xiàn)象的是(

)A．陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起起偏器的作用B．陽光在水面反射時發(fā)生了偏振，鏡片起檢偏器的作用C．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起起偏器的作用D．陽光在水面反射時沒有發(fā)生偏振，鏡片起檢偏器的作用答案解析轉(zhuǎn)動鏡片時發(fā)現(xiàn)光有強弱變化，說明水面上反射的光是偏振光，而陽光是自然光，故在反射時發(fā)生了偏振，當偏振片的方向與光的偏振方向平行時，通過的光最強，而當偏振片的方向與光的偏振方向垂直時，通過的光最弱，因此鏡片起到檢偏器的作用。故B正確，A、C、D錯誤。解析14．(2022·山東省高三第一次質(zhì)量聯(lián)合檢測)關(guān)于生活中常見的光學(xué)現(xiàn)象及相關(guān)的知識，下列說法正確的是(

)A．在水中，紅光的傳播速度小于藍光的傳播速度B．對于相同的障礙物，紅光在水中比在空氣中更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．太陽光通過盛滿水的玻璃杯，形成彩色光譜，這是光干涉的結(jié)果D．在雙縫干涉實驗中，若僅將屏幕向雙縫的位置移動，則相鄰亮條紋的間距減小答案解析15．(2021·山東省濰坊市一模)如圖甲所示為雙縫干涉的實驗裝置，光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片，然后通過單縫和雙縫，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋如圖乙所示，屏上P、P1、P2處依次排列著明條紋，Q1、Q2處出現(xiàn)暗條紋，P到S1、S2的距離相等。若遮光筒內(nèi)裝滿水，其他條件不變，則光屏上(

)A．不再出現(xiàn)明暗相間的條紋B．P處可能出現(xiàn)暗條紋C．P1處一定為明條紋D．明暗相間的條紋間距變小答案解析16.(2021·遼寧省撫順市高三一模)如圖所示，玻璃三棱鏡ABC底邊上有兩個單色光源，產(chǎn)生的單色光a、b照射到AB邊上的同一點D，經(jīng)過棱鏡折射后，沿同一方向射出，a光與b光相比較，下列說法正確的是(

)A．a(chǎn)光的波長小于b光的波長B．a(chǎn)光的頻率小于b光的頻率C．對于同一單縫，b光的衍射現(xiàn)象更明顯D．對于同一雙縫裝置，b光的干涉條紋間距較寬答案解析第二步精做大題·提能力

[題組一基礎(chǔ)大題]17.如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，選用激光的頻率為6.0×1014Hz，測得屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為1.25×10－6m，則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)。現(xiàn)改用頻率為8.0×1014Hz的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將________(選填“變寬”“變窄”或“不變”)，已知光速c＝3×108

m/s。暗條紋

變窄

解析

[題組二高考大題]18．(2019·江蘇高考)將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于光的________(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當縫的寬度________(選填“遠大于”或“接近”)光波的波長時，這種現(xiàn)象十分明顯。解析光能繞過障礙物發(fā)生衍射；產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟光的波長相差不多甚至比光的波長還小。解析衍射接近

19．(2021·浙江6月選考)如圖所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中：(1)觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是________。(單選)A．旋轉(zhuǎn)測量頭B．增大單縫與雙縫間的距離C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行C

(2)要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是________。(單選)A．減小單縫與光源間的距離B．減小單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離D．增大雙縫與測量頭間的距離解析D

[題組三模擬大題]20．(2021·北京市東城區(qū)高三下一模)在“用雙縫干涉測光波長”的實驗中，(1)如圖1所示，將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)x1＝2.320mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖2中手輪上的示數(shù)x6＝________mm。13.870

(2)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計算式λ＝__