2025年高考物理波動(dòng)光學(xué)押題沖刺試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本題共5小題，每小題3分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.下列關(guān)于光的干涉現(xiàn)象的說法，正確的是（）A.兩束光發(fā)生干涉的條件是頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定B.楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕上出現(xiàn)明條紋的位置滿足路程差等于半波長的奇數(shù)倍C.薄膜干涉一定是等厚干涉D.光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性2.在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（）A.縫寬越窄，衍射現(xiàn)象越明顯B.入射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯C.衍射條紋的間距與縫寬成反比D.中央明紋的寬度占所有明紋寬度的比例隨著縫寬的減小而增大3.關(guān)于偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.自然光通過偏振片后變成偏振光B.偏振片可以用來增強(qiáng)光的強(qiáng)度C.布儒斯特角是反射光線與折射光線垂直時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角D.光的偏振現(xiàn)象說明光不是橫波4.用波長為λ的單色光垂直照射衍射光柵，衍射角θ滿足sinθ=kλ/d（k=0,±1,±2,...）時(shí)，屏幕上出現(xiàn)明條紋。若將入射光改為波長為λ/2的單色光，其他條件不變，則（）A.明條紋的間距變大B.明條紋的間距變小C.可能出現(xiàn)缺級(jí)現(xiàn)象D.所有明條紋的位置都不變5.在邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，若反射鏡M2移動(dòng)距離Δd，則屏幕上觀察到干涉條紋（）A.向移動(dòng)反射鏡M2的方向移動(dòng)Δd/2的距離B.向移動(dòng)反射鏡M2的反方向移動(dòng)Δd的距離C.向移動(dòng)反射鏡M2的反方向移動(dòng)Δd/2的距離D.不發(fā)生移動(dòng)二、填空題（本題共4小題，每小題4分，共16分。）6.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ的單色光垂直照射雙縫，雙縫間距為d，雙縫到屏幕的距離為L（L>>d），則屏幕上相鄰兩條明條紋之間的距離為________。7.薄膜干涉中，當(dāng)薄膜的折射率為n時(shí)，光在薄膜上表面反射時(shí)會(huì)發(fā)生半波損失，則在薄膜厚度為e的位置，兩束反射光之間的光程差為________。8.一束光垂直入射到折射率為n的介質(zhì)表面，反射光線與折射光線恰好垂直，則該光線的入射角為________。9.一束自然光以布儒斯特角入射到玻璃表面，則反射光線是________光，折射光線是________光。三、計(jì)算題（本題共3小題，共69分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）10.（20分）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d=0.2mm，雙縫到屏幕的距離L=0.5m，用波長λ=5.0x10^-7m的單色光垂直照射雙縫。求：（1）屏幕上相鄰兩條明條紋之間的距離；（2）若將屏幕向雙縫靠近，相鄰兩條明條紋之間的距離如何變化？11.（25分）一束單色光垂直入射到衍射光柵上，光柵常數(shù)d=2.0x10^-6m，屏幕到光柵的距離L=1.0m。在屏幕上觀察到第三級(jí)明條紋的位置x=0.12m。求：（1）入射光的波長；（2）若將光柵常數(shù)變?yōu)?d，第三級(jí)明條紋的位置如何變化？12.（24分）如圖所示，一束自然光以入射角i入射到折射率為n的介質(zhì)表面，反射光線與折射光線恰好垂直。求：（1）入射角i的值；（2）若入射光是波長為λ的單色光，求折射角r對(duì)應(yīng)的衍射光柵上第一級(jí)明條紋的位置x（光柵常數(shù)d=1.0x10^-6m，屏幕到光柵的距離L=1.0m）。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.A4.A5.C二、填空題6.λL/d7.2ne8.arctan(n)9.偏振；非偏振（或自然）三、計(jì)算題10.（1）1.25x10^-3m（2）變小11.（1）5.0x10^-7m（2）0.06m12.（1）arctan(n)（2）1.25x10^-2m解析一、選擇題1.解析：兩束光發(fā)生干涉的條件是頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定，故A正確。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕上出現(xiàn)明條紋的位置滿足路程差等于波長的整數(shù)倍，故B錯(cuò)誤。薄膜干涉可能是等厚干涉，也可能是等傾干涉，故C錯(cuò)誤。光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，故D正確。故選A。2.解析：在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，縫寬越窄，衍射現(xiàn)象越明顯，故A正確。入射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，故B正確。衍射條紋的間距與縫寬成反比，故C正確。中央明紋的寬度占所有明紋寬度的比例隨著縫寬的減小而增大，故D正確。故選A。3.解析：自然光通過偏振片后變成偏振光，故A正確。偏振片可以用來減弱光的強(qiáng)度，故B錯(cuò)誤。布儒斯特角是反射光線與折射光線垂直時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角，故C正確。光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故D錯(cuò)誤。故選A。4.解析：用波長為λ的單色光垂直照射衍射光柵，衍射角θ滿足sinθ=kλ/d（k=0,±1,±2,...）時(shí)，屏幕上出現(xiàn)明條紋。若將入射光改為波長為λ/2的單色光，其他條件不變，則sinθ=k(λ/2)/d=(2k)λ/d，即衍射角θ不變，明條紋的位置不變。但由于波長減半，根據(jù)公式x=Ltanθ≈Lsinθ，衍射條紋的間距與波長成正比，所以明條紋的間距變小。故選B。5.解析：在邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，若反射鏡M2移動(dòng)距離Δd，則M2反射的光線相對(duì)于M1反射的光線走過的光程差變化了2Δd，根據(jù)Δδ=2Δdλ，屏幕上觀察到干涉條紋移動(dòng)的距離Δx=Δδ/λ=2Δd/λ。由于光程差變化了2Δd，干涉條紋移動(dòng)的方向與反射鏡M2移動(dòng)的方向相反，移動(dòng)的距離為2Δd/λ。由于干涉條紋的間距為λL/2d，所以移動(dòng)的距離Δx=(λL/2d)*(2Δd/λ)=ΔdL/d。因此，屏幕上觀察到干涉條紋向移動(dòng)反射鏡M2的反方向移動(dòng)Δd/2的距離。故選C。二、填空題6.解析：在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ的單色光垂直照射雙縫，雙縫間距為d，雙縫到屏幕的距離為L（L>>d），則屏幕上相鄰兩條明條紋之間的距離Δx=λL/d。7.解析：薄膜干涉中，當(dāng)薄膜的折射率為n時(shí)，光在薄膜上表面反射時(shí)會(huì)發(fā)生半波損失，則在薄膜厚度為e的位置，兩束反射光之間的光程差為2ne+λ/2。8.解析：一束光垂直入射到折射率為n的介質(zhì)表面，反射光線與折射光線恰好垂直，則反射角等于入射角，設(shè)為θ。根據(jù)折射定律n=sinr/sini，由于i=θ，所以n=sinr/sinθ。由于反射光線與折射光線垂直，所以r=90°-θ，所以n=sin(90°-θ)/sinθ=cosθ/sinθ=1/tanθ。所以θ=arctan(1/n)。9.解析：一束光垂直入射到玻璃表面，根據(jù)布儒斯特定律tanr=n1/n2，其中n1為空氣的折射率，n2為玻璃的折射率。當(dāng)入射角為布儒斯特角時(shí)，反射光線與折射光線垂直，即r=90°-iB。所以tan(90°-iB)=n1/n2，即cot(iB)=n1/n2，所以iB=arctan(n2/n1)=arctan(n)。此時(shí)反射光線的偏振態(tài)會(huì)發(fā)生改變，變成偏振光，其振動(dòng)方向垂直于入射面。折射光線仍然是非偏振光（或自然光）。10.解析：（1）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長為λ的單色光垂直照射雙縫，雙縫間距d=0.2mm=0.2x10^-3m，雙縫到屏幕的距離L=0.5m，則屏幕上相鄰兩條明條紋之間的距離Δx=λL/d=5.0x10^-7mx0.5m/0.2x10^-3m=1.25x10^-3m。（2）根據(jù)Δx=λL/d，若將屏幕向雙縫靠近，即L減小，則相鄰兩條明條紋之間的距離Δx變小。11.解析：（1）一束單色光垂直入射到衍射光柵上，光柵常數(shù)d=2.0x10^-6m，屏幕到光柵的距離L=1.0m。在屏幕上觀察到第三級(jí)明條紋的位置x=0.12m。根據(jù)衍射光柵方程dsinθ=kλ，其中k=3，所以sinθ=kλ/d=3λ/2.0x10^-6m。根據(jù)小角度近似tanθ≈x/L，所以sinθ≈x/L=0.12m/1.0m=0.12。所以λ=2.0x10^-6mx0.12/3=8.0x10^-8m=5.0x10^-7m。（2）若將光柵常數(shù)變?yōu)?d=4.0x10^-6m，根據(jù)衍射光柵方程dsinθ=kλ，第三級(jí)明條紋的位置x'滿足2.0x10^-6mxsinθ=3x5.0x10^-7m，即sinθ=3x5.0x10^-7m/2.0x10^-6m=0.075。所以x'=Lsinθ=1.0mx0.075=0.075m=0.06m。12.解析：（1）一束自然光以入射角i入射到折射率為n的介質(zhì)表面，反射光線與折射光線恰好垂直。根據(jù)折射定律n=sinr/sini，其中r為折射角。由于反射光線與折射光線垂直，所以i+r=90°，即r=90°-i。代入折射定律得n=sin(90°-i)/sini=cosi/sini=coti。所以i=arctan(1/n)。（2）入射光是波長為λ的單色光，求折射角r對(duì)應(yīng)的衍射光柵上第一級(jí)明條紋的位置x（光柵常數(shù)d=1.0x10^-6m，屏幕到光柵的距離L=1.0m）。首先根據(jù)折射定律n=sinr/sini，得sinr=ncosi=ncos(arctan(1/n))。由于tan(i)=1/n，所以sin(i)=1/√(1+n^2)，cos(i)=n/√(1+n^2)。所以sinr=n*(n/√(1+n^2))=n^2/√(1+n^2)。所以r=ar