2026高考物理一輪復習（基礎版）第十四章第2講小專題光路控制含答案第2講小專題:光路控制平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱(球)對光路的控制項目結(jié)構(gòu)對光線的作用平行玻璃磚玻璃磚上下表面是平行的通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向,但要發(fā)生側(cè)移三棱鏡橫截面為三角形通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后,出射光線向棱鏡底邊偏折圓柱(球)橫截面是圓圓界面的法線是過圓心的直線,經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折[例1]【平行玻璃磚對光路的控制】(2024·江蘇連云港期末)如圖所示,一束復色光從兩面平行的玻璃磚上表面O點射入,進入玻璃磚后分成兩束單色光a、b。下列說法正確的是()[A]玻璃中a光的波長大于b光的波長[B]玻璃中a光的速度小于b光的速度[C]從玻璃磚下表面出射的a、b光不平行[D]增加入射角θ,b光首先在玻璃磚下表面發(fā)生全反射【答案】B【解析】光從空氣進入介質(zhì),a、b兩束光入射角相等,a光折射角更小,根據(jù)折射率n=sinθ1sinθ2,可知玻璃對a光折射率較大,則a光頻率較高,由c=λf可知,a光的波長較小,即玻璃中a光的波長小于b光的波長,故A錯誤;由v=cn,玻璃對a光的折射率較大,玻璃中a光的速度小于b光的速度,故B正確;因為玻璃磚上下表面平行,光線在玻璃磚下表面第二次折射時的入射角等于在上表面第一次折射時的折射角,根據(jù)光路可逆性知,第二次折射光線與第一次折射的入射光線平行,所以從玻璃磚下表面射出的兩束光仍然平行,a、[例2]【三棱鏡對光路的控制】(2023·全國乙卷,34)如圖,一折射率為2的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形△ABC,AB=AC=l,BC邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點射入棱鏡,若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點A,求M點到A點的距離?！敬鸢浮?-33【解析】由題意作出光路圖如圖所示。光線垂直于BC方向射入,根據(jù)幾何關(guān)系可知入射角為i=45°;由于棱鏡折射率為2,根據(jù)n=sinisinr有sinr則折射角為30°,∠BMO=60°,因為∠B=45°,所以光在BC面的入射角為θ=90°-(180°-60°-45°)=15°,根據(jù)反射定律可知∠MOA=2θ=30°,根據(jù)幾何關(guān)系可知∠BAO=30°,即△MAO為等腰三角形,由正弦定理有MOsin30°=AOsin120°,即又因為△BOM與△COA為相似三角形,故有BMAC=MO由題知AB=AC=l,聯(lián)立可得BM=33AC=33所以M點到A點的距離為x=MA=AB-BM=3-3[例3]【圓柱(球)對光路的控制】(2024·全國甲卷,34)一玻璃柱的折射率n=3,其橫截面為四分之一圓,圓的半徑為R,如圖所示。截面所在平面內(nèi),一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大,距離為h時,光線進入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射。求此時h與R的比值。【答案】2+【解析】作出光路圖如圖所示,設光線在BC邊的入射角為臨界角β,則sinβ=1n=3cosβ=1-sin由幾何關(guān)系得θ=β+α,則sinα=sin(θ-β)=sinθcosβ-cosθsinβ,光線射入玻璃柱時,由折射定律有sinθsinα=n又sinθ=hR,聯(lián)立解得hR=(滿分:50分)1.(4分)(2024·河北滄州一模)如圖是一種用折射率法檢測海水鹽度裝置的局部簡化圖。讓光束從海水射向平行空氣磚(忽略薄玻璃壁厚度)再折射出來,通過檢測折射光線在不同鹽度溶液中發(fā)生的偏移量d,進而計算出海水鹽度。已知某一溫度下,海水鹽度變大引起折射率變大。下列說法正確的是()[A]一束復色光透過平行空氣磚分成1、2兩束光,則兩束光不一定平行[B]一束復色光透過平行空氣磚分成1、2兩束光,則1光的頻率更大[C]一束單色光射向平行空氣磚后偏移量變大,說明海水的鹽度變大[D]一束單色光射向平行空氣磚后偏移量變小,說明海水的鹽度變大【答案】C【解析】光線經(jīng)過空氣磚左右兩個表面發(fā)生兩次折射后,出射光線與入射光線平行,故A錯誤;由題圖可知,光線在左側(cè)面折射時,光線1的折射角小,根據(jù)折射定律可知,光線1的折射率較小,頻率較小,故B錯誤;由題圖可知,光線1的折射率小,偏移量小,所以若一束單色光射向平行空氣磚后偏移量變大,說明折射率變大,即海水的鹽度變大,若偏移量變小,說明海水的鹽度變小,故C正確,D錯誤。2.(4分)(2024·四川宜賓期末)如圖所示,等腰三角形abc為一棱鏡的橫截面,ab=ac;一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡,在bc邊反射后從ac邊射出,出射光分成了不同顏色的兩束,甲光的出射點在乙光的下方,不考慮多次反射。下列說法正確的是()[A]甲光的頻率比乙光的高[B]在真空中的傳播速度,甲光比乙光的大[C]該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率[D]在棱鏡內(nèi)bc邊反射時的入射角,甲光比乙光的大【答案】D【解析】根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖如圖所示,由圖可知,乙光在棱鏡ab邊的折射角較小,根據(jù)折射定律可知乙光的折射率大于甲光的折射率,則乙光的頻率高于甲光的頻率,故A、C錯誤;不同頻率的光在真空中的傳播速度是相等的,故B錯誤;根據(jù)幾何關(guān)系可知,光在棱鏡內(nèi)bc邊反射時的入射角,甲光比乙光的大,故D正確。3.(6分)(2024·甘肅卷,10)(多選)如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面,一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O,當θ=30°時,反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是()[A]該材料對紅光的折射率為3[B]若θ=45°,光線c消失[C]若入射光a變?yōu)榘坠?光線b為白光[D]若入射光a變?yōu)樽瞎?光線b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知,折射角為60°,故折射率為n=sin60°sin30°=3,故A正確;設臨界角為C,則sinC=1n=13<12,故C<45°,若θ=45°,會發(fā)生全反射,光線c消失,故B正確;由于光線b為反射光線,反射角等于入射角,故當入射光a變?yōu)榘坠?光線b也為白光,故C正確;對同種介質(zhì),紫光的折射率比紅光大,若入射光a變?yōu)樽瞎?折射角將變大,光線4.(4分)(2024·云南昆明階段練習)某同學想要測量半徑為R的透明半圓柱形玻璃磚的折射率,其截面為如圖所示的半圓形。畫一條通過橫截面圓心O的直線PQ,用激光筆沿平行于PQ方向發(fā)出激光,從M點射入該柱體,∠POM=60°。光線從N點射出柱體,出射光線與PQ相交于C點,出射光線與PQ之間的夾角θ=30°。下列說法正確的是()[A]光線從M點射入玻璃磚折射角為30°[B]光線在N點從玻璃磚射出折射角為45°[C]透明半圓柱體玻璃磚對該激光束的折射率為6[D]激光束在該玻璃磚中傳播速度變慢,頻率變高【答案】C【解析】作出光路圖,如圖所示,設M點處入射角為i,折射角為γ,則有i=∠POM=60°,光線經(jīng)過兩次偏折后有2(i-γ)=30°,解得γ=45°,故A錯誤;由折射定律得n=sin60°sin45°=62,故C正確;由幾何關(guān)系可知,光線在N點處的入射角為45°,折射角為60°,故B錯誤;激光束在介質(zhì)中傳播速度變慢,但是從一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)時5.(10分)(2024·廣東中山模擬)如圖所示,截面為直角三角形的玻璃磚ABC放置在水平面上,∠A=30°。一束頻率為f的光沿平行于AB方向從AC邊上P點射入玻璃磚,從BC邊上的M點射出,且PC=MC,光在空氣中的傳播速度為c。求:(1)光在玻璃磚中的折射率及光射出玻璃磚的偏轉(zhuǎn)角;(2)光在玻璃磚中傳播的波長?！敬鸢浮?1)360°(2)3c3f【解析】(1)作出光路圖如圖所示,光射入玻璃磚的入射角為i=60°,由幾何關(guān)系得α=30°,由光的折射定律可得,玻璃磚的折射率為n=sinisinα解得n=3,θ=60°,即光射出玻璃磚的偏轉(zhuǎn)角為60°。(2)光在玻璃磚中的傳播速度為v=cn,光在玻璃磚中傳播的波長為λ=vf=36.(4分)(2024·山西陽泉開學考)如圖所示,截面為直角三角形的玻璃磚放置在水平面上,其中∠B=30°,現(xiàn)有一束平行于BC邊的單色光,從AB邊上的中點D射入玻璃磚并從AC邊射出,已知玻璃磚對該單色光的折射率為3,不考慮光線在玻璃磚內(nèi)的多次反射,下列說法正確的是()[A]光在AB邊的入射角為30°[B]光在BC邊的入射角為30°[C]光垂直于AC邊射入空氣[D]增大光在D點的入射角,光可能在AB邊發(fā)生全反射【答案】C【解析】如圖所示,由于入射光平行于BC邊,可知光在AB邊的入射角為α=90°-30°=60°,故A錯誤;由折射率n=sinαsinβ=3,可得折射角β=30°,由數(shù)學知識可得光在BC邊的入射角為i=60°,故B錯誤;由數(shù)學知識可知θ=30°,則∠EFC=90°,所以光垂直于AC邊射入空氣,故C正確;光在從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時才會發(fā)生全反射,故在AB7.(6分)(2024·廣東二模)(多選)如圖所示為一半圓柱形透明體的橫截面,橫截面的圓心為O,半徑為R,P1為直徑AB上的點,OP1=23R,透明體的折射率為2。現(xiàn)有一細光束MP1以入射角θ=45°從P1點射入半圓柱,則([A]細光束MP1經(jīng)兩次折射后會從弧面AB射出[B]細光束MP1經(jīng)AB面折射,在弧面AB發(fā)生兩次全反射后再從AB面射出透明體[C]細光束第一次射出透明體時的出射角為45°[D]細光束第一次射出透明體時的出射角為30°【答案】BC【解析】作出光路圖如圖所示,根據(jù)折射率表達式有n=sinθsin∠1,解得∠1=30°,則∠2=60°;在△P1OP2中,根據(jù)正弦定理有sin∠2OP2=sin∠3OP1,解得∠3=45°;設透明體的臨界角為C,則有sinC=1n,可得C=45°,由于∠3=C,所以光束在P2點發(fā)生全反射;又由于OP2=OP3,可得∠5=∠4=45°,則光束在P3點也發(fā)生全反射,最后從AB面射出,故B正確,A錯誤。由于P1P2∥P3P4,∠P3P4B=∠2=60°,則P3P4光的入射角為30°,8.(12分)(2024·山東卷,15)某光學組件橫截面如圖所示,半圓形玻璃磚圓心為O點,半徑為R;直角三棱鏡FG邊的延長線過O點,EG邊平行于AB邊且長度等于R,∠FEG=30°。橫截面所在平面內(nèi),單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射,折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。(1)求sinθ;(2)以θ角入射的單色光線,若第一次到達半圓弧AMB可以發(fā)生全反射,求光線在EF上入射點D(圖中未標出)到E點距離的范圍?！敬鸢浮?1)0.75(2)0<x≤239R【解析】(1)由題意,設入射光在三棱鏡中的折射角為α,根據(jù)折射定律有n=sinθ由于折射光線垂直EG邊射出,根據(jù)幾何關(guān)系可知α=∠FEG=30°,代入數(shù)據(jù)解得sinθ=0.75。(2)根據(jù)題意作出單色光第一次到達半圓弧AMB恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖所示。設臨界角為C,有sinC=1n根據(jù)幾何關(guān)系有DE=R-聯(lián)立解得DE=239當光線入射點D向E點移動時,在圓弧AMB上的入射角變大,都會發(fā)生全反射,因此入射點D到E點的距離范圍為0<x≤239R情境導思科技日報記者2024年9月26日獲悉,我國科研團隊發(fā)布了厚度僅0.55毫米的AR眼鏡,這副眼鏡應用了“極致輕薄無彩虹紋碳化硅AR衍射光波導”科技成果。關(guān)于光的干涉與衍射問題,請思考:(1)光發(fā)生干涉和明顯衍射的條件是什么?干涉條紋具有什么特點?干涉現(xiàn)象中明暗條紋如何確定?雙縫干涉實驗中條紋間距大小與什么有關(guān)?(2)光的衍射圖樣和干涉圖樣有何區(qū)別?1.(2024·廣東潮州開學考)下列對光學現(xiàn)象的解釋正確的是()[A]全息照相利用了光的衍射原理[B]光的色散現(xiàn)象利用了光的衍射原理[C]光在光纖中傳播利用了光的全反射原理[D]照相機鏡頭表面鍍有增透膜利用了光的偏振原理 【答案】C2.下列有關(guān)光的干涉現(xiàn)象的描述,正確的是()[A]在光的雙縫干涉實驗中,將入射光由綠光改為紫光,則條紋間距變寬[B]白光經(jīng)肥皂膜前后表面反射后,反射光發(fā)生干涉形成彩色條紋[C]在光的雙縫干涉實驗中,若縫S1射入的是綠光,S2射入的是紫光,則干涉條紋是彩色的[D]光的干涉現(xiàn)象不能說明光是一種波【答案】B【答案】頻率相同明暗等白彩ldλ相當小明暗考點一光的干涉現(xiàn)象如圖所示,波長為λ的單色光照射到雙縫上。兩縫中心的距離為d,兩縫S1、S2連線的中垂線與屏的交點為P0,雙縫到屏的距離OP0=l,點P1為屏上的另一個亮點。試推導相鄰兩個亮條紋的中心間距的表達式。提示:設兩縫與P1的距離分別為P1S1=r1,P1S2=r2,在線段P1S2上作P1M=P1S1,于是S2M=r2-r1。由于兩縫之間的距離d遠遠小于縫到屏的距離l,所以,能夠認為△S1S2M是直角三角形。根據(jù)三角函數(shù)的關(guān)系有r2-r1=dsinθ,另一方面x=ltanθ≈lsinθ,兩式聯(lián)立得r2-r1=dxl。當兩列波的路程差為波長的整數(shù)倍,即dxl=nλ(n=0,±1,±2,…)時出現(xiàn)亮條紋,也就是說,亮條紋中心的位置為x=nldλ,相鄰兩條亮條紋或暗條紋的中心間距是Δx=1.雙縫干涉(1)條紋間距公式。Δx=ldλ,對同一雙縫干涉裝置,光的波長越長,(2)亮、暗條紋的判斷方法。如圖所示,兩振動步調(diào)一致的相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P點的路程差為Δr=r2-r1。當Δr=kλ(k=0,1,2,…)時,光屏上P處出現(xiàn)亮條紋;當Δr=(2k+1)λ2(k=0,1,2,…)時,光屏上P2.薄膜干涉(1)形成原因。如圖所示,豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時,在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來,形成兩列頻率相同的光波,并且疊加。(2)明、暗條紋的判斷方法。兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍,光在薄膜中的波長為λ,在P1、P2處,Δr=kλ(k=1,2,3,…),薄膜上出現(xiàn)明條紋;在Q處,Δr=(2k+1)λ2(k=0,1,2,3,…),(3)薄膜干涉的應用——檢查平面的平整度。如圖所示,兩板之間形成一楔形空氣膜,用單色光從上向下照射,如果被檢查平面是平整光滑的,我們會觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋;若被檢查平面不平整,則干涉條紋發(fā)生彎曲。[例1]【明暗條紋的判斷】(2024·江蘇模擬)如圖所示是雙縫干涉實驗裝置,使用波長為400nm的紫色光源照射單縫S,在光屏中央P處觀察到亮條紋,在位于P點上方的P1點出現(xiàn)第5條暗條紋。現(xiàn)換用波長為600nm的橙色光源照射單縫,則()[A]P1處為亮條紋,P和P1之間有三條暗條紋[B]P1處為亮條紋,P和P1之間有兩條暗條紋[C]P1處為暗條紋,P和P1之間有三條暗條紋[D]P1處為暗條紋,P和P1之間有兩條暗條紋【答案】A【解析】使用波長為400nm的紫色光源照射單縫S,在P1點出現(xiàn)第5條暗條紋,則分別由S1、S2射出的光到P1點的路程差為s0=λ12×9=1800nm,此路程差等于橙色光波長的3倍,因此換用波長為600nm的橙色光源照射單縫,P1處為亮條紋,且P和P[例2]【條紋間距公式的應用】(2024·黑吉遼卷,4)某同學自制雙縫干涉實驗裝置,在紙板上割出一條窄縫,于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫,將該紙板與墻面平行放置,如圖所示。用綠色激光照雙縫,能在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮紋中央間距變小的是()[A]換用更粗的頭發(fā)絲[B]換用紅色激光照雙縫[C]增大紙板與墻面的距離[D]減小光源與紙板的距離【答案】A【解析】由干涉條紋間距公式Δx=ldλ可知,換用更粗的頭發(fā)絲,雙縫間距d變大,則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變小,故A正確;換用紅色激光照雙縫,波長變長,則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大,故B錯誤;增大紙板與墻面的距離l,則相鄰兩條亮紋中央間距Δx變大,故C錯誤;減小光源與紙板的距離,不會影響相鄰兩條亮紋中央間距Δx,[例3]【薄膜干涉】(2023·山東卷,5)如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環(huán),C為待測柱形樣品,C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板,會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù),當溫度升高時,下列說法正確的是()[A]劈形空氣層的厚度變大,條紋向左移動[B]劈形空氣層的厚度變小,條紋向左移動[C]劈形空氣層的厚度變大,條紋向右移動[D]劈形空氣層的厚度變小,條紋向右移動【答案】A【解析】由題知,C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù),當溫度升高時,G增長的高度大于C增長的高度,則劈形空氣層的厚度變大,且同一厚度的空氣層向劈尖移動,則條紋向左移動。判斷薄膜干涉條紋移動的方法盯住一個條紋,觀察該條紋移動的方向。例如,盯住路程差Δr=5λ的條紋(假設這個條紋存在),當路程差發(fā)生變化時,這個條紋將朝著路程差依然滿足Δr=5λ的位置移動。在空氣劈尖薄膜干涉中,當楔角減小時,原干涉條紋所在處相干光的路程差減小了,所以該條紋就向著路程差增加的方向移動,如圖,條紋將朝著背離楔角的方向移動。考點二光的衍射和偏振現(xiàn)象1.對光的衍射的理解(1)波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象,只是明顯與不明顯的差別。(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況,只有在光的波長比障礙物小得多時,光才可以看作是沿直線傳播的。2.單縫衍射與雙縫干涉的比較項目單縫衍射雙縫干涉不同點條紋寬度條紋寬度不等,中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮,兩邊變暗條紋清晰,亮度基本相同相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象,屬于波的疊加;干涉、衍射都有明暗相間的條紋3.光的干涉和衍射的本質(zhì)光的干涉和衍射都屬于波的疊加,從本質(zhì)上看,干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理,都可認為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波,在屏上疊加形成的。4.光的偏振(1)自然光與偏振光的比較。類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi),光沿任意方向振動,且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi),光沿特定方向振動(2)偏振光的應用:加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。[例4]【單縫衍射】(2024·江蘇揚州模擬)用一束紅色激光照射單縫,光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象如圖所示,下列操作可使中央亮條紋變寬的是()[A]增大激光束的寬度 [B]減小單縫的寬度[C]減小屏到單縫的距離 [D]改用綠色激光照射【答案】B【解析】單縫衍射中央亮條紋的寬度和亮度與單縫的寬度有關(guān),單縫寬度越窄,亮度越弱,衍射現(xiàn)象越明顯,則中央亮條紋的寬度越寬,但與激光束的寬度無關(guān),故A錯誤,B正確;減小屏到單縫的距離,中央亮條紋變窄,故C錯誤;改用綠色激光照射,因波長變短,衍射現(xiàn)象變得不明顯,則中央亮條紋變窄,故D錯誤。[例5]【單縫衍射與雙縫干涉的比較】(2022·山東卷,10)(多選)某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象,狹縫S1、S2的寬度可調(diào),狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫,實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是()[A]圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當光通過狹縫時,也發(fā)生了衍射[B]遮住一條狹縫,另一狹縫寬度增大,其他條件不變,圖丙中亮條紋寬度增大[C]照射兩條狹縫時,增加L,其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大[D]照射兩條狹縫時,若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍,P點處一定是暗條紋【答案】ACD【解析】雙縫干涉條紋是均勻的,所以題圖乙是雙縫干涉條紋,但也發(fā)生了衍射現(xiàn)象,選項A正確;遮住一條狹縫,就只能觀察到單縫衍射現(xiàn)象,狹縫寬度增大時,衍射現(xiàn)象減弱,題圖丙中亮條紋寬度減小,選項B錯誤;照射兩狹縫時,發(fā)生雙縫干涉,根據(jù)Δx=λdL可知,當增加L時,題圖乙中相鄰暗條紋中心間的距離增大,選項C正確;照到雙縫的光是由一束光經(jīng)單縫衍射后形成的,兩光的相位相同,根據(jù)相干條件可知,|S2P-S1P|=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…)時,P點一定是暗條紋[例6]【光的偏振】(2024·陜西西安期末)用圖示實驗裝置演示光的偏振現(xiàn)象,光源白熾燈O發(fā)出的光通過兩個透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,通過偏振片前后的光束分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示,下列說法正確的是()[A]光源發(fā)出的光是縱波[B]偏振片Q起到檢偏的作用[C]光束Ⅱ中光振動方向與透振方向垂直[D]將偏振片P以光傳播方向為軸轉(zhuǎn)過45°,光束Ⅲ將消失【答案】B【解析】白熾燈發(fā)出的光為自然光,光是橫波,故A錯誤。通過偏振片的光波,在垂直于傳播方向的平面上,沿著某個特定的方向振動,這種光叫偏振光,因此偏振片P有起偏的作用;旋轉(zhuǎn)偏振片Q,能根據(jù)偏振片Q后的光束Ⅲ強度的變化判斷光束Ⅱ是不是偏振光,所以偏振片Q起到檢偏的作用,故B正確。通過偏振片的光波,在垂直于傳播方向的平面上,沿著與透振方向平行的方向振動,故C錯誤。白熾燈發(fā)出的光沿軸線通過偏振片P后變成偏振光,將偏振片P由圖示位置旋轉(zhuǎn)90°的過程中,光屏上光的亮度逐漸變暗,當偏振片P與偏振片Q垂直時,光屏沒有亮度,則將偏振片P以光傳播方向為軸轉(zhuǎn)過45°,光束Ⅲ沒有消失,故D錯誤。(滿分:60分)對點1.光的干涉現(xiàn)象1.(4分)(2024·黑龍江哈爾濱一模)某同學用單色光進行雙縫干涉實驗,在屏上觀察到如圖甲所示的條紋,僅改變一個實驗條件后,觀察到的條紋如圖乙所示。他改變的實驗條件可能是()[A]換用了波長更短的單色光[B]適當減小了雙縫到光屏之間的距離[C]適當增大了雙縫之間的距離[D]換用了頻率更低的單色光【答案】D【解析】從題圖甲到題圖乙條紋間距變大,根據(jù)Δx=ldλ可知,可能是換用了波長更長(或者頻率更低)的光,也可能適當增加了雙縫到光屏之間的距離,也可能適當減小了雙縫之間的距離,故選項A、B、C錯誤,2.(4分)(2025·內(nèi)蒙古高考適應性考試)增透膜被廣泛應用于各種光學透鏡。如圖,入射光1以接近法線方向入射鍍膜鏡片,反射光2和3在P處相干減弱,則2和3在P處的光振動圖像可能為()[A][B][C][D]【答案】C【解析】由題圖可知,2和3兩束光傳播方向相同,在P處相干減弱,所以兩束光在P處振動方向相反,并且兩列波的相位差恒定,可知C正確。3.(6分)(2024·山東臨沂階段練習)(多選)光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有許多應用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度,下列說法正確的是()[A]圖甲中上板是待檢查的光學元件,下板是標準樣板[B]若換用頻率更大的單色光,其他條件不變,則圖乙中的干涉條紋變窄[C]若出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋,說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了凹陷[D]用單色光垂直照射圖丁中的玻璃上表面,得到的條紋是等間距的同心圓環(huán)【答案】BC【解析】上板是標準樣板,下板是待檢測板,故A錯誤;頻率越大的單色光,其波長越小,因此若換用頻率更大的單色光,其他條件不變,根據(jù)Δx=ldλ可知,題圖乙中的干涉條紋變窄,故B正確;題圖丙中條紋向左彎曲,說明亮條紋提前出現(xiàn),應是被檢查的平面在此處出現(xiàn)了凹陷所致,故C正確;題圖丁裝置中的空氣膜厚度由中心向邊緣增加得越來越快,則亮條紋逐漸變窄,因此得到的是由中心向邊緣寬度逐漸變窄的明暗相間的同心圓環(huán),4.(6分)(多選)如圖,用頻率為f的單色光垂直照射雙縫,光屏上O處為中央亮條紋,P點是O上方第三條亮條紋中心,已知雙縫間距為d,雙縫到光屏的距離為L,真空中的光速為c,下列說法正確的是()[A]無論用哪種色光照射,O點均顯示亮條紋[B]OP之間的距離為3[C]若增大雙縫到光屏的距離L,條紋間距變小[D]若換用頻率更大的單色光照射雙縫,O點上方第三條亮條紋中心在P點上方【答案】AB【解析】由于O點到雙縫的光程差為零,所以各種色光在O點均為亮條紋,故A正確;由題意可知,O、P之間的距離為OP=3Δx=3λLd=3cLfd,故B正確;根據(jù)Δx=λLd可知,若增大雙縫到光屏的距離L,條紋間距變大,故C錯誤;若換用頻率更大的單色光,波長變小,則條紋間距減小,O點上方第三條亮條紋中心在對點2.光的衍射和偏振現(xiàn)象5.(4分)(2024·江蘇卷,2)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕,左鏡片明亮,右鏡片暗,現(xiàn)在將手機屏幕旋轉(zhuǎn)90度,會觀察到()[A]兩鏡片都變亮[B]兩鏡片都變暗[C]兩鏡片沒有任何變化[D]左鏡片變暗,右鏡片變亮【答案】D【解析】立體影院的特殊眼鏡利用了光的偏振原理,其鏡片為偏振片。用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機液晶屏幕,左鏡片明亮,右鏡片暗,則此時手機液晶屏幕發(fā)出的光線的振動方向與左鏡片的透振方向一致,與右鏡片的透振方向垂直,故將手機屏幕旋轉(zhuǎn)90度后,左鏡片變暗,右鏡片變亮,故選D。6.(4分)(2024·江蘇南通一模)如圖所示,擋板上安裝有寬度可調(diào)的一條狹縫,縫后放一個光屏。用單色平行光照射狹縫,狹縫寬度從0.8mm調(diào)整為0.4mm,光屏上可能呈現(xiàn)()[A]圖樣①變化為圖樣②[B]圖樣②變化為圖樣①[C]圖樣③變化為圖樣④[D]圖樣④變化為圖樣③【答案】D【解析】①和②為雙縫干涉實驗的圖樣,故A、B錯誤;用單色平行光照射狹縫,當縫調(diào)到很窄時,盡管亮條紋的亮度有所降低,但是寬度反而增大了,故可能呈現(xiàn)圖樣④變化為圖樣③,故C錯誤,D正確。7.(6分)(2024·福建福州期末)(多選)某實驗小組在光的傳播方向上分別放置單縫、雙縫、小圓孔和小圓板后,得到如下四幅圖樣,下列有關(guān)說法正確的是()[A]甲是單縫衍射圖樣[B]乙是雙縫干涉圖樣[C]丙是小圓孔衍射圖樣[D]丁是小圓板“泊松亮斑”衍射圖樣【答案】CD【解析】單縫衍射與雙縫干涉圖樣的區(qū)別是:前者是中間亮條紋明且寬大,越向兩側(cè)寬度越小,后者明暗條紋相間且寬度相等,則題圖甲是雙縫干涉圖樣,題圖乙是單縫衍射圖樣,故A、B錯誤。單色光照射小圓孔做衍射實驗時,中央較大的區(qū)域內(nèi)是亮的,周圍是明暗相間的圓環(huán),條紋間距也不等,亮度向外逐漸變暗;而“泊松亮斑”的中間是一個比較小的亮點,亮度向外逐漸變亮,可知題圖丙是小圓孔衍射圖樣,題圖丁是小圓板“泊松亮斑”衍射圖樣,故C、D正確。8.(4分)(2024·山東卷,4)檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示,將標準滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間,用單色平行光垂直照射平板玻璃,形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標準滾珠的直徑相等為合格,下列說法正確的是()[A]滾珠b、c均合格[B]滾珠b、c均不合格[C]滾珠b合格,滾珠c不合格[D]滾珠b不合格,滾珠c合格【答案】C【解析】若a、b、c直