济南历城四中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：光的干涉 衍射 偏振 单元测试题（含解析）

光的干涉衍射偏振
1．以下说法中正确的是（　　）
A．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线的波长逐渐减小
B．折射率越大，介质对光的偏折本领越大
C．海市蜃楼产生是因为光的衍射现象
D．相机镜头上的增透膜利用的是光的偏振现象，增加了透射光的能量，让成像更清晰
2．有关偏振和偏振光的下列说法中不正确的是（?? ）
A．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光
C．光振动沿着特定方向的光是偏振光
D．在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清晰
3．下列有关光现象的说法错误的是（?? ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．泊松亮斑是光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用了光的色散现象
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片
4．两束单色光a和b沿如图所示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光在底边界面处发生了全反射，两束光沿相同方向射出，则（ ）
A．在玻璃砖中，a光的速度比b光的小
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．分别用a和b在相同条件下做单缝衍射实验，a光的中央亮纹比b光的宽
D．分别用a和b在相同条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的大
5．如图所示,用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝、的距离之差应为( ??)
A． B． C． D．
6．关于干涉和衍射，正确的说法是（?? ）
A．有的波能发生干涉现象，有的波能发生衍射现象
B．波具有衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多
C．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
7．下列说法正确的是（）
A．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的衍射现象
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
C．变化的电场周围一定产生变化的磁场
D．可以通过迈克尔孙﹣莫雷实验得出：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的
8．某同学在双缝干涉实验中，观察到干涉条纹间距太小，不易测量，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，该同学可以采用的方法有（?? ）
A．增加单缝与双缝之间的距离???????????????????????????????? B．增大双缝之间的距离
C．增大双缝到光屏的距离??????????????????????????????????????? D．改用频率较高的光作为入射光
9．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是(　　)
A．光的反射???????????? B．光强太小????????????
C．光的干涉，通过剃须刀片中央的孔直进???????????? D．光的衍射
10．下列关于光的偏振现象的说法正确的是（?? ）
A．自然光通过起偏器后成为偏振光，要获得偏振光只有这样一种途径
B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
C．光的偏振现象说明了光是纵波
D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
11．在照相机镜头上常涂有增透膜，关于增透膜的说法正确的是（?? ）
A．增透膜的厚度为绿光在真空中波长的
B．增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的
C．绿光从增透膜前后表面的反射光互相抵消
D．绿光从增透膜前后表面的反射光互相叠加使绿光振动加强
12．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画上，让单色光从上方射入如图(甲)，这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙)．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应 ( )
A．将凸透镜的曲率半径变大
B．将凸透镜的曲率半径变小
C．改用波长更长的单色光照射
D．改用波长更短的单色光照射
13．下列说法正确的是（ ）
A．光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性
B．用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射现象越显著
C．光的衍射现象和干涉现象否定了光的直线传播的结论
D．在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的衍射现象
E.在城市交通中，用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易生衍射
14．下列说法正确的是（?? ）
A．机械波在传播的过程中，每个质点的起振方向均相同
B．机械波从一种介质传入另一种介质时，波长不变
C．泊松亮斑的形成是由于光具有波动性
D．薄膜干涉是薄膜前后表面反射光的干涉现象
E.用单摆测当地的重力加速度的实验中，测量摆长时，忘记测量小球的直径，会导致重力加速度测量结果偏大
15．下列关于波的现象和规律的说法中正确的是(　　)
A．机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象
B．泊松亮斑是光的干涉现象
C．光的偏振现象说明光是横波
D．波速公式v＝λf说明波速只与波长、频率有关，与介质无关
E.“彩超”可以测血流速度，利用的是超声波的多普勒效应
16．关于光现象及其应用，下列说法正确的有(　　)
A．白光只有通过三棱镜的折射，才能产生光的色散现象
B．光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象
C．光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
D．拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是薄膜干涉原理
E.利用光的干涉现象可以检查平面的平整度
17．下列关于光学现象的说法，正确的是（?? ）
A．单缝衍射条纹的特征是明暗相间平行等距
B．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的
C．光纤传导利用光的全反射原理，光纤由芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，黄光相邻的亮条纹间距大于蓝光的相邻亮条纹间距
E.拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光
18．激光产生于________.
19．为减小光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一________片
20．飞机黑匣子是用来记录飞行数据数据和驾驶舱语音的电子设备．一旦飞机失事黑匣子入水，水敏开关启动水下超声波脉冲发生器工作，通过金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域，已知超声波在水中传播速度为1500m/s ， 则该波在水中的波长约为多少？超声波能不能发生偏振现象？
参考答案
1．B
【解析】
解答本题应掌握：光谱中波长的分布规律；光的折射现象及应用；明确增透膜利用了光的干涉原理制成的．
【详解】
红外线的波长大于可见光的波长；故A错误；折射率反映介质对光偏折本领的大小；折射率越大，介质对光的偏折本领越大；故B正确；海市蜃楼产生是因为光的折射现象形成的；故C错误；相机镜头上的增透膜利用的是光的干涉原理制成的；故D错误；故选B．
【点睛】
光学现象在生产生活中具有很多应用，要注意掌握相关光学原理，明确光学仪器所对应的物理规律．
2．A
【解析】
A. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象．故A错误；
B. C. 光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，光振动沿着特定方向的光是偏振光．自然界中大部分是偏振光，而光源则是自然光．故B正确，C正确；
D. 玻璃的反射光是偏振光，所以在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清晰．故D正确．
本题选择不正确的，故选A
点睛：自然光是在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，而偏振光是垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动；只有横波才能发生偏振现象，纵波不可能有偏振现象，自然界中大部分是偏振光，而光源则是自然光，从而即可求解．
3．C
【解析】
A. 增透膜是利用光的薄膜干涉现象，以消弱反射光的强度，增大透射光的强度．故A正确；
B. 当光照到不透光的小圆板上时，在光屏的阴影中心出现的亮斑叫泊松亮斑，泊松亮斑是光的衍射现象．故B正确；
C. 在光导纤维束内传送图象是利用了光的全反射现象．故C错误；
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以消除玻璃的反射光的影响．故D正确．
本题选择错误的，故选C
4．A
【解析】
A．如图所示，根据光路的可逆性，若两束单色光a和b沿着co方向入射，则a光将发生全反射，而b光发生折射，则知，a光的临界角小于b光的临界角，由临界角公式得知，玻璃对a光的折射率较大，由分析得知，a光的速度比b光的小，故A正确；
B．玻璃对a光的折射率较大，则a光的频率大，波长短，故B错误；
C．a光的频率较大，波长较短，b光的频率较小，波长较长，波长越长衍射现象越明显，则a光的中央亮纹比b光的窄，故C错误；
D．a光的频率较大，波长较短，而干涉条纹的间距与波长成正比，故a光的条纹间距比b光的小，故D错误；
故选A．
【点睛】
根据光路的可逆性，若两束单色光a和b沿着co方向入射，则a光将发生全反射，而b光发生折射，可见，a光的临界角小于b光的临界角，由临界角公式可判断出折射率的大小；由分析在玻璃中光速关系．玻璃砖对单色光的折射率越大，该光的频率越高，波长越短，衍射现象越不明显，干涉条纹的间距与波长成正比．结合这些知识分析．
5．D
【解析】
双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹距离之差为，故D正确，ABC错误；
故选D．
【点睛】
双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，路程之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹．
6．C
【解析】
A、一切波均能发生衍射现象，但明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相关不大．而要发生干涉现象必须是频率相同，故A错误．B、所有的波都能发生衍射，波具有明显的衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多．该条件不能说成是波的衍射的条件，故B错误．C、要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故C正确．D、在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅保持增大，位移不是始终保持最大，但振动方向却是相同，所以也可能为零；同理振动减弱区域的质点，其振幅却是始终保持最小，故D错误．故选C．
【点睛】干涉与衍射均是波的特性，稳定的干涉现象必须是频率完全相同，而明显的衍射现象必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．而在干涉图样中，振动加强区位移时大时小．
7．D
【解析】
A、玻璃中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故A错误．B、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的薄膜干涉，故B错误．C、根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围产生的磁场，若是均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，故C错误．D、可以通过迈克尔孙-莫雷实验得出：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，后来爱因斯坦把它总结为：光速不变原理，故D正确．故选D．
【点睛】该题考查与光相关的多个知识点的内容，全反射、检查平面的平整度的方法、麦克斯韦电磁场理论、以及光速不变假设等属于比较简单的记忆性的知识点；全反射只能是从光密介质射向光疏介质时产生是一个容易错误的地方，要多加注意．
8．C
【解析】
A、在双缝干涉实验中，相邻条纹间距和单缝与双缝之间的距离无关，故A错误．B、增大双缝之间的距离d，相邻条纹间距△x减小，故B错误．C、增大双缝到光屏的距离L，条纹间距△x增大，故C正确．D、频率较高的光波长较短，改用波长较短的光作为入射光，条纹间距△x减小，故D错误．故选C．
【点睛】本题考查光波的干涉条纹的间距公式，应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析．
9．D
【解析】
点光源照射一个障碍物，在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清说明阴影的边缘部分有光线到达，即光能绕过障碍物继续传播，属于光的衍射．故选D．
【点睛】知道生活中哪些现象属于光的衍射现象，并知道其原理，注意明显的衍射的条件：波长和障碍物的尺寸差不多或更小．
10．D
【解析】
自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，都是一定程度的偏振光，故A错误；自然光是在垂直于传播方向的上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后仍是偏振光，所以B错误；光的偏振现象说明光是一种横波，故C错误；拍摄日落时水面下的景物时，为防止反射光，所在在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，故D正确；故选D．
点睛：考查了光的偏振原理仅仅是与传播方向垂直平面上有特定振动方向，与自然光不同．自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向发射．
11．BC
【解析】
在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时增透膜前后表面反射的光相互抵消，因此增透膜的厚度应等于绿光在薄膜中的波长的1/4倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，故BC正确．
故选：BC
点睛：增透膜增透了人视觉最为敏感的绿光，薄膜的厚度为绿光在增透膜中波长的1/4时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消．
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．光程差相同的各点过程同一条亮或暗条纹，光在上下两个面发生两次反射，两次反射光线形成干涉条纹，所以当将凸透镜的曲率半径变大时，厚度变化变得平缓，条纹变稀，选项Ａ正确，B错误；
CD．由可知波长变长间距变大，选项Ｃ正确，D错误；
故选AC.
13．ABE
【解析】
【详解】
A．光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性，故A正确；
B．单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光波越长，则衍射现象越显著，故B正确；
C．光的衍射现象和干涉现象，说明光的波动性，但没有否定了光的直线传播的结论，故C错误；
D．太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的干涉现象，故D错误；
E．用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生衍射，照射更远的地方，故E正确。
故选ABE。
【点睛】
考查光的干涉与衍射区别，掌握衍射与明显衍射条件不同，当只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象．
14．ACD
【解析】
A、依据波形成原理：带动、依次、重复，那么机械波在传播的过程中，每个质点的起振方向均相同，故A正确．B、机械波从一种介质传入另一种介质时，频率不变，故B错误． C、泊松亮斑的形成是由于光具有波动性，故C正确．D、光照射到两块玻璃板之间的空气膜，在上下表面发生反射，产生叠加，形成干涉条纹，属于薄膜干涉，故D正确．E、根据得，，测量摆长时，忘记测量小球的直径，会导致重力加速度测量结果偏小，故E错误．故选ACD．
【点睛】考查波的形成原理，掌握光的波动性与粒子性的区别，理解薄膜干涉的条件，同时解决本题的关键掌握单摆的周期公式，会通过周期、摆长的测量误差判断重力加速度的测量误差．
15．ACE
【解析】
A．干涉、衍射现象是波特有的现象，机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象，故A正确；
B．泊松亮斑是光的衍射现象，故B错误；
C．光的偏振现象说明光是横波，故C正确；
D．波速公式v＝λf是波速的计算式，但波速只与介质有关，与波长、频率无关，故D错误；
E．“彩超”可以测血流速度，利用的是超声波的多普勒效应，故E正确．
故选：ACE
16．BCE
【解析】
A．同一介质对于不同频率的光折射率不同，白光经过介质后，都会产生光的色散现象，故A错误；
B．光的衍射现象就是光绕过障碍物进入到阴影中的现象，故B正确；
C．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角，故C正确；
D．消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是偏振光的原理，故D错误；
E．利用光的干涉现象可以检查平面的平整度，故E正确．
故选：BCE
17．BDE
【解析】
单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹为间距不等的亮条纹；故A错误．肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故B正确．光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故C错误．黄色光的波长大于蓝色光的波长，根据△x=λ知，黄光的波长大，则黄色光条纹间距大，故D正确．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光．故E正确．故选BDE．
点睛：解决本题的关键知道衍射、干涉、偏振光的原理等，解决本题的突破口在于通过光电效应比较出两光的频率大小，知道频率、折射率、波长等大小关系．
18．从原子中发出的
【解析】
【详解】
[1]激光的基本原理是：自发辐射与受激辐射自发辐射是在没有任何外界作用下，激发态原子自发地从高能级向低能级跃迁，同时辐射出一光子．
【点睛】
激光是原子受激辐射产生的，激光具有强度大、方向性好、单色性好、相干性好等特点．
19．偏振
【解析】为减小反射光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一偏振滤光片，利用光的偏振原理，使得反射光不能通透。
20．0.04，偏振
【解析】
超声波的波长：；超声波是纵波，不能发生偏振现象；