光的干涉、衍射和偏振复习试题（附解析2015届物理高考一轮）
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光的干涉、衍射和偏振复习试题（附解析2015届物理高考一轮）
1．如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面平整程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到的下列光学概念是( )
第1题图
A．反射和干涉 B．全反射和干涉
C．反射和衍射 D．全反射和衍射
2．关于光的衍射，下列说法中错误的是( )
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象
B．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射
C．光的衍射没有否定光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据
3．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的，若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示，下列相关说法正确的是( )
第3题图
A．图中①光是红光，②光是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，①光比②光传播更快
C．若①光、②光先后通过同一双缝衍射装置，前者得到的条纹比后者的宽
D．若①光、②光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄
4．如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明( )
第4题图
A．光是电磁波 B．光是一种横波
C．光是一种纵波 D．光是概率波
5．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列 说法正确的是( )
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
6．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )
第6题图
A．增大S1与S2的间距
B．减小双缝屏到光屏的距离
C．将绿光换为红光
D．将绿光换为紫光
7．抽制细丝时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，则( )
第7题图
A．这是利用光的干涉现象
B．这是利用光的偏振现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
8．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示．将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示．干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )
第8题图
A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失
9．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之距离l以及相邻两条亮纹间距Δx.若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )
A．v＝λΔxlΔt B．v＝lλΔxΔt
C．v＝λlxλlt D．v＝lΔtλΔx
10．(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象．
(2)当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________．
11．在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按如图所示的方法，让激光束通过自制的双缝．
(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；
(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)；
(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验时在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(选填“大”或“小”)；
(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对明纹的形成予以解释．
第11题图
12．(1)下列说法正确的是( )
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
B．用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用
C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景物清晰
(2)频率为6×1014Hz的单色光从S1和S2投射到屏上，并且S1与S2振动相同．若屏上的点P到S1与P到S2的路程差为3×10－6m，问P点是亮条纹还是暗条纹？设O为到S1和S2路程相等的点，则PO间有几条暗纹？几条亮纹？
13．奶粉的碳水化合物(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，然后将被测样品置于A、B之间．
第13题图
(1)偏振片A的作用是什么？
(2)偏振现象证明了光是一种________．
(3)(多选)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
课时作业(五十三) 光的干涉、衍射和偏振
1.A 【解析】 此装置是利用薄膜干涉原理检查B的上表面是否平整的仪器，C光射到样板的标准平面与被检查平面之间形成楔形空气薄层时，从空气层的上、下两个表面反射回来的两列光波在空气中相遇满足相干条件，可以发生干涉，形成明暗相间的条纹，故用到的光学概念是反射和干涉，选项A正确，B、C、D错误．
2.B 【解析】 由光的衍射的定义知A正确；光波的衍射无条件，B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据．
3.D 【解析】 由图可知，①光的折射角比②光的小，则其在透明介质中折射率比②光的折射率大，故A、B错；因为c＝λf，所以可知①光比②光波长长，故C错，D对，选D.
4.B 【解析】 偏振现象表明光是一种横波，故B正确．
5.D 【解析】 A项是利用薄膜干涉的原理，错误；B项，用三棱镜观察白光看到的彩色图样，是由于三棱镜对不同频率的光折射率不同而形成的色散现象，错误；C项，在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理，错误；D项，光学镜头上的增透膜是利用了薄膜干涉的原理，正确．
6.C 【解析】 由双缝干涉条纹间距公式Δx＝Ldλ可知，要增大条纹间距，可以增大双缝到屏的距离，减小双缝间距，选用波长更长的单色光，因此C项正确．
7.D 【解析】 由于是激光束过细丝，所以为光的衍射现象，当抽制的丝细了的时候，丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显．
8.A 【解析】 开始时由于相邻的明条纹或暗条纹是与薄膜厚度相等的，当抽去一张纸片时，劈形空气薄膜厚度变小了，则产生的相邻明条纹或暗条纹之间的距离将变大，即观察到的干涉条纹变疏了．故应选A.
9.B 【解析】 解答此题的切入点，就是从题中所给的信息中找出被测物体速度与光的干涉规律中有关量之间的关系．由题中所给条件可知，双缝间距d＝vΔt，根据光的干涉规律，有Δx＝ldλ，所以v＝lλΔxΔt.
10.(1)光的干涉 光的色散 光的衍射 (2)见解析
【解析】 (1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象；露珠呈现的彩色是光的色散现象；通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象．(2)用红光和紫光分别照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是红光的中央亮纹宽，红光的中央亮纹两侧的亮纹离中央亮纹远．
11.(1)越大 (2)越大 (3)小 (4)同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，有的区域光振动加强，有的区域光振动减弱，光振动加强区域呈现明纹．
【解析】 由条纹间距公式Δx＝Ld•λ(其中d为双缝间距，L为双缝到光屏的垂直距离，λ为光的波长)可知，d越小，λ、L越大，Δx越大，反之，Δx越小．
12.(1)D (2)亮条纹 6条 5条
【解析】 (1)太阳光通过三棱镜形成彩色光谱带，是光的色散现象，A错；用光导纤维束传送图像信息是光的全反射原理的应用，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，是光通过眼睫毛(相当于光栅)时光的衍射现象，C错；由于光通过光学镜头的前后表面会产生干涉现象，导致相片不够清晰，需要在照相机镜头前加装偏振滤光片，减弱经水面反射的光的影响，使拍摄日落时水面下的景物更清晰，D对．
(2)由公式得λ＝cv＝5×10－7 m，满足产生亮纹的条件光程差δ＝kλ，则P点将出现亮纹；又由δ＝kλ解得k＝6，可判断PO间有6条暗纹，有5条亮纹(不包含P、O两点)
13.(1)把自然光变成偏振光 (2)横波 (3)ACD
【解析】 (1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光．
(2)偏振现象证明了光是一种横波．
(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O，当在A、B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度．若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确．