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2026届高考物理一轮基础复习训练
65 光的干涉、衍射和偏振
一、单项选择题
如图所示，某种光盘利用“凹槽”和“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是(　　)
A. “凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成的
B. “凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同
C. 激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍
D. “凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的(　　)
A. 倍　B. 倍　C. 2倍　D. 3倍
某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，用绿色激光照射双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中心间距变小的是(　　)
A. 换用更粗的头发丝
B. 换用红色激光照射双缝
C. 增大纸板与墙面的距离
D. 减小光源与纸板的距离
检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是(　　)
A. 滚珠b、c均合格
B. 滚珠b、c均不合格
C. 滚珠b合格，滚珠c不合格
D. 滚珠b不合格，滚珠c合格
下列四幅图能说明光是横波的是(　　)
用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到(　　)
A. 两镜片都变亮
B. 两镜片都变暗
C. 两镜片没有任何变化
D. 左镜片变暗，右镜片变亮
如图，波长为的单色光，照射到间距为的双缝上，双缝到屏的距离为，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移，则移动前和移动后，屏上两相邻亮条纹中心的间距之比为(　　)
A. 4∶3　B. 3∶4　C. 4∶5　D. 5∶4
制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是(　　)
A. 上述现象与彩虹的形成原理相同
B. 光在薄膜的下表面发生了全反射
C. 薄膜上下表面的反射光发生了干涉
D. 薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色
二、多项选择题
如图，为单色光源，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。设光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，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
C. 若将整套装置完全浸入折射率为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
如图所示，将一块平板玻璃放置在另一块平板玻璃上，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。当红光从上方入射时，可以看到明暗相间的条纹。已知红光的波长为，下列说法正确的是(　　)
A. 暗条纹是两列反射光波谷与波谷叠加的结果
B. 相邻两条亮条纹对应的空气膜厚度之差为
C. 若抽去一张纸片，干涉条纹将变疏
D. 若将红光换为蓝光，干涉条纹将变密
登山运动员在登雪山时要注意预防紫外线的过度照射，设计师利用薄膜干涉的原理在眼镜的表面涂上“增反膜”。已知选用的“增反膜”材料的折射率为，真空中的光速为，紫外线在真空中的频率为，下列说法正确的是(　　)
A. 紫外线进入“增反膜”后的频率为
B. 紫外线进入“增反膜”后的波长为
C. 从“增反膜”前后两个表面反射的光的光程差应等于紫外线在“增反膜”中波长的
D. “增反膜”的厚度最好为紫外线在“增反膜”中波长的
1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，为单色点光源。下列说法正确的是(　　)
A. 沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动
B. 沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小
C. 若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变
D. 若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向处移动
明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光、，下列说法正确的是(　　)
A. 若增大入射角，则光先消失
B. 在该三棱镜中光波长小于光
C. 光能发生偏振现象，光也能发生
D. 若、光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则光的遏止电压低
三、非选择题
利用薄膜干涉原理可以测量金属丝直径，将矩形平行玻璃板放在水平标准工件上面，右侧垫有粗细均匀的金属丝构成楔形空气膜，用波长为的光，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，测出相邻两条纹中心间距离为，金属丝与标准工件的接触点到楔形顶端点的距离为。求金属丝的直径。
如图甲所示，上板为光滑、平整、透明的光学标准板，下板为一光学待检测板，两板间有空气薄膜。某同学利用该装置来检测板的平整度，让一束单色平行光竖直向下照射到板上，得到如图乙所示的干涉图样，图乙左侧对应图甲左侧。若已知入射光波长为，分析干涉条纹的弯曲方向与待检测板表面凹凸的关系。
如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿方向，用波长为的平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板。
(1) 简述干涉条纹的形成原理；
(2) 若平凹形玻璃板的凹面半径为，求距离原点为处的空气膜厚度；
(3) 推导该位置处出现亮条纹的条件。
一、单项选择题
答案：D
解析：
A错误：“凹槽”产生极小光强是由于“凹槽”反射光与“平面”反射光发生干涉相消，而非衍射。
B错误：两束光均在空气中传播，速度均为光速，但题目中“凹槽”和“平面”可能涉及介质（如光盘材料），若在介质中传播，速度由折射率决定，故B错误。
C错误：干涉相消时，光程差为半波长的奇数倍，即（为凹槽深度），故，不可能为（因为整数）。
D正确：同一激光光源，频率由光源决定，反射后频率不变，故两束光频率相同。
答案：D
解析：
双缝干涉条纹间距公式：。
图甲中相邻亮纹间距，图乙中（观察条纹疏密）。
由，得，即距离变为原来的3倍。
答案：A
解析：
条纹间距（为双缝间距，即头发丝直径）。
A正确：换用更粗的头发丝，增大，减小。
B错误：红光波长比绿光长，增大。
C错误：增大（纸板与墙面距离），增大。
D错误：光源与纸板距离不影响（公式中无此量）。
答案：C
解析：
干涉条纹由空气膜上下表面反射光叠加形成，同一级条纹对应空气膜厚度相同。
标准滚珠形成平行条纹。
滚珠的条纹与平行，说明空气膜厚度分布均匀，直径合格。
滚珠的条纹弯曲，表明空气膜厚度异常，直径不合格。
答案：C
解析：
全反射（A）、干涉（B）、衍射（D）是横波和纵波都可能发生的现象。
偏振（C）是横波特有的性质，能说明光是横波。
答案：D
解析：
液晶屏幕光为偏振光，立体眼镜左、右镜片为透振方向垂直的偏振片。
初始左亮右暗，说明屏幕偏振方向与左镜片一致。旋转90°后，屏幕偏振方向与右镜片一致，故左暗右亮。
答案：C
解析：
原间距。
屏右移后距离，新间距。
比值。
答案：C
解析：
A错误：彩虹是光的色散（折射），此现象是薄膜干涉。
B错误：薄膜上下表面反射光均存在，未发生全反射。
C正确：薄膜上下表面反射光频率相同，发生干涉，呈现深紫色（干涉加强）。
D错误：厚度变化会导致光程差变化，干涉颜色改变。
二、多项选择题
答案：AD
解析：
相干光源为和其虚像，间距，双缝到屏距离。
条纹间距，亮纹与暗纹间距相同，故A正确，B错误。
浸入折射率的介质中，波长，C错误。
由，得，D正确。
答案：BCD
解析：
A错误：暗条纹是波峰与波谷叠加（振动减弱）。
B正确：相邻亮纹光程差为，空气膜厚度差为（因光程差）。
C正确：抽去一张纸片，劈角减小，条纹间距增大，条纹变疏。
D正确：蓝光波长比红光短，减小，条纹变密。
答案：AB
解析：
A正确：频率由光源决定，进入介质后频率不变，仍为。
B正确：光速，波长。
C错误：“增反膜”需反射光干涉加强，光程差为的整数倍（）。
D错误：最小厚度为（时，错误，应为，因下表面反射有半波损失）。
答案：AC
解析：
相干光源为和虚像，间距，到屏距离，条纹间距。
A正确：沿平移平面镜，和不变，条纹不移动。
B错误：沿右移，减小，但不变，减小（仅C中时，右移平面镜若不变，不变，B中未明确，故错误）。
C正确：时，右移平面镜，和不变，不变。
D错误：左移平面镜，左移，条纹向反方向移动（远离）。
答案：CD
解析：
由色散知，光偏折更明显，故，临界角。
A错误：增大入射角，折射角增大，但出射时入射角减小，不会消失（全反射需从光密到光疏且入射角≥临界角）。
B错误：，则频率，在介质中波长介，真空中，故介介。
C正确：所有光都是横波，都能偏振。
D正确：光电效应中，遏止电压，，故。
三、非选择题
解：
楔形空气膜的干涉条纹中，相邻亮纹（或暗纹）对应空气膜厚度差（光程差为）。
设金属丝直径为，由几何关系：，解得。
答案：（近似为）
解：
同一级条纹对应空气膜厚度相同。若条纹向左弯曲（向劈尖尖端），表明该位置空气膜厚度与左侧更远处相同，故待检测板表面凹陷；反之则凸起。
解：
(1) 平行光垂直照射，空气膜上表面（平凹玻璃下表面）和下表面（平板玻璃上表面）的反射光频率相同，发生干涉，形成明暗条纹。
(2) 由几何关系，凹面半径，处空气膜厚度满足：
(3) 亮条纹条件：光程差（下表面反射有半波损失），代入得：
（或简化为，为整数，取决于半波损失处理）。

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