2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-4.3光的干涉同步练习能力提升（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-4.3光的干涉同步练习能力提升（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 590.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-05 16:23:25 | ||
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文档简介
4.3光的干涉同步练习能力提升--2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一
练习
一、单选题，共10小题
1．如图所示，、为两束不同频率的单色光，以的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面，直线与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于点，入射点、到点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的点，则下列说法正确的是（ ）
A．在真空中，光的传播速度大于光的传播速度
B．在玻璃中，光的传播速度小于光的传播速度
C．同时增大入射角（入射角始终小于），则光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽
2．小华利用如图所示的装置测量某单色光的波长。实验中，小华想增加从目镜中观察到的条纹数量，可（ ）
A．将透镜向单缝靠近
B．使用间距更大的双缝
C．将单缝向靠近双缝的方向移动
D．将毛玻璃向远离双缝的方向移动
3．某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后射再到光屏上，如图为某一条光线的光路图则（ ）
A．光现象为偏振现象
B．光现象为衍射现象
C．光屏上的条纹与镜面平行
D．光屏上是明暗相间的彩色条纹
4．下列说法正确的是（ ）
A．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
B．光在介质中传播的速度与光的频率无关
C．在双缝干涉实验中，用紫光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距
D．机械波可以在真空中传播
5．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则（ ）
A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线b首先消失
D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
6．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光。当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说确的是（ ）
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长
C．P光在水中的传播速度小于Q光
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光
7．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B、C两点射出（不考虑光在玻璃砖中的反射），其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则a光照亮的水面区域大
8．如图甲是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结光旺构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图乙所示，则（ ）
A．翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象
B．翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象
C．光经翅脊反射后的频率变大
D．光在翅脊中的波长大于在空气中波长
9．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一同学经调节后使单逢和双缝在竖直方向相互平行，分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝来完成实验，其它条件不变，该同学用间距为d1的双缝观察到的干涉条纹是（ ）
A． B． C． D．
10．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。如图所示，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的真空波长，膜对该光的折射率n=2，则所镀薄膜的最小厚度应为（ ）
A．λ B．λ C．λ D．λ
二、多选题，共5小题
11．如图，和两单色光，以适当的角度从真空射入半圆形玻璃砖，最后都经圆心沿方向射出，则下列说法正确的是（ ）
A．光的频率比光的小
B．光的全反射临界角比光的小
C．分别通过同一双缝干涉装置，光比光的相邻亮条纹间距大
D．两束光在同一介质中传播时，光的传播速度比光的小
12．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是（ ）
A．单缝的作用是获得一个线光源
B．双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源
C．频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象
D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽
13．下列说法正确的是（ ）
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为，时刻向右传播的简谐横波如图所示（向左传播的简谐横波图中未画出）。当时，处的质点振动方向向上
C．某地发生地震时，首先被监测站探测到的是地震波的纵波
D．照相机镜头所涂增透膜的厚度必为光波波长的倍
E.弹簧振子的振动周期只由弹簧的劲度系数决定
14．一束复色可见光入射到置于空气中的足够长的、厚度均匀的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大
B．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
C．用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距大
D．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
15．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光红光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，则下列操作说法中正确的是（ ）
A．把红光改成绿光则条纹变密
B．将上玻璃板平行上移，上移过程中条纹会远离劈尖移动
C．增加上玻璃板厚度，条纹疏密程度不变
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体则条纹变密
三、填空题，共3小题
16．干涉条纹和光的波长之间的关系：
（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的______；
（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的______。
17．利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距d，双缝到光屏间的距离1，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹
（1）波长的表达式______（用△x、1, d表示）
（2）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______（填 “变大”、或“变小”）．
18．两束不同频率的单色光a、b以相同的入射角从空气射入玻璃砖中，发生了如图所示的折射现象，且α>β。在玻璃砖中，a光的传播速度________（填“大于”“小于”或“等于”）b光的传播速度；若光束从玻璃砖射向空气，则b光的临界角比a光的临界角________（填“大”或“小”）；若用a、b两种光分别通过同样的装置做双缝干涉实验时，a光的干涉条纹间距________（填“宽”或“窄”）。
四、解答题，共2小题
19．无色的肥皂液，吹出的肥皂泡却为什么是彩色的？
20．一般认为激光器发出的是频率为的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是（也称频率宽度）。让单色光照射到薄膜表面，一部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分光称为乙光），甲、乙两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间，理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：的最大值与的乘积近似等于1，即满足，才会观察到明显的稳定的干涉现象，已知某红宝石激光器发出的激光频率，它的频率宽度，让这束单色光由空气斜射到折射率为的薄膜表面，射入时与薄膜表面成角，如图所示；
（1）求从点射入薄膜中的光的传播方向（在图中画出）及传播速度；
（2）估算在图中的情境下，能观察到明显的稳定的干涉现象的薄膜的最大厚度。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
A．各种光在真空中的速度相同，故A错误；
B．根据题图，入射角相同，光的折射角较大，所以玻璃砖对光的折射率较小，由光在介质中的光速
得，光在介质中的传播速度较大，故B错误；
C．玻璃砖上下表面平行，、光在玻璃砖下表面均不会发生全反射现象，故C错误；
D．根据公式
可知，由于a光的波长大于b光波长，对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
增加从目镜中观察到的条纹数量，则需要减小条纹的宽度，根据相邻亮条纹间的距离为
可得，增大双缝间距离或者减小毛玻璃与双缝的距离，均可达到目的。所以将透镜向单缝靠近或者将单缝向靠近双缝的方向移动都不可以。故ACD错误；B正确。
故选B。
3．C
【详解】
平面镜的反射光相当于从S的像点发出的光，所以该装置类似于双缝干涉装置，所以能在光屏上观察到与镜面平行的明暗相间的干涉条纹，因为是单色光照射，则不会出现彩色条纹。
故选C。
4．A
【详解】
A．油膜呈现彩色图样是光的干涉现象，由膜的前后表面反射光线，进行相互叠加而出现的薄膜干涉现象，故A正确；
B．光在介质中传播的速度与光的频率有关，故B错误；
C．根据
可知，由于紫光的波长比黄光的波长短，干涉条纹的间距将减小，故C错误；
D．机械波的传播需要介质；不能在真空中传播，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】
A．由题图可知，a光偏折程度较大，折射率较大，由
可知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，A错误；
B．a光的折射率较大，频率较高，由
可知，在真空中，a光的波长小于b光的波长，B错误；
C．由
可知，a光的临界角C较小，若θ角逐渐变大，a光先发生全反射而消失，C错误；
D．由
可知，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，由于a光波长较小，故a光的干涉条纹间距较小，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，证明此时P光全反射的临界角大于Q光，由全反射临界角公式
说明P光的折射率小于Q光，所以P光的频率小于Q光，故A错误；
B．由题可知，P光的折射率小于Q光，那么P光在水中的传播速度大于Q光，所以P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长，故B正确；
C．由光在介质中的传播速度可知
P光的折射率小于Q光，P光在水中的传播速度大于Q光，故C错误；
D．双缝干涉相邻等宽条纹间距
P光的波长大于Q光的波长，所以P光条纹间的距离大于Q光，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．由图可知，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率较大，A错误；
B．，由干涉条纹间距公式
可知b光的干涉条纹间距较大，B错误；
C．连接B、D；C、D，设，，设玻璃砖半径为R，则有
，
设玻璃砖对a光的折射率为，对b光的折射率为，则有
，
故a光和b光在玻璃砖的传播时间为
，
设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为，则有
，
联立以上各式解得
C正确；
D．a光和b光在水中传播时有
由
可知b光的全反射临界角较大，所以b光照亮的范围大，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
蓝色大闪蝶的翅膀凸起的翅脊上的“台阶结构”都隔着空气层，自然光会不断地在空气层和“台阶结构”里发生反射和折射，蓝色大闪蝶无论是它的厚度，材质，还是它树状脊脉上“台阶结构”的位置，都适合蓝光发生相长干涉，鳞片绽放出的绚丽光彩，正是蓝光相干干涉的产物，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
根据 ，d越小，条纹越宽；因为单逢和双缝在竖直方向相互平行，所以条纹沿竖直方向。
故选C。
10．A
【详解】
因为薄膜的厚度为波长的，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故
以λ表示此红外线在真空的波长，其在薄膜中的波长为
解得
因为n=2，故厚度d的最小值为
故选A。
11．BD
【详解】
A．由题图可知，Q光的偏折程度比P光的偏折程度大，所以两束光的频率关系为
故A错误；
B．由A项分析可知玻璃砖对两束光的折射率关系满足
nQ＞nP
根据
可知两束光的全反射临界角关系为
CQ＜CP
故B正确；
C．由A项分析可知两束光的波长关系为
根据双缝干涉相邻条纹间距公式
可知分别通过同一双缝干涉装置，两束光相邻条纹间距关系为
故C错误；
D．根据
可知两束光在同一介质中传播时的速度关系为
故D正确。
故选BD。
12．AC
【详解】
AB．双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，故A正确，B错误；
C．频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象，故C正确；
D．由
可得
频率越高，波长越短，条纹间距越窄，故D错误。
故选AC。
13．ABC
【详解】
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与周期性外力的周期相同，与单摆的摆长无关，故A正确；
B．根据振动方向与传播方向的关系可判断出，当时，处的质点振动方向向上，故B正确；
C．纵波在地球内部传播速度大于横波速度，纵波先到达地面，所以首先被监测站探测到的是地震波的纵波，故C正确；
D．增透膜利用光的干涉现象，消弱光的反射，从而增进透射，所以在照相机的镜头前涂的增透膜，其厚度应为入射光在薄膜中波长的，故D错误；
E．弹簧振子的振动周期是
与弹簧的劲度系数和振子的质量都有关系，故E错误。
故选ABC。
14．AB
【详解】
A．相同入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，选项A正确；
B．a光的频率大于b光，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项B正确；
C．由光的双缝干涉实验条纹间隔公式
可知a光比b光得到的干涉条纹间距小，选项C错误；
D．根据
可知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，故D错误；
故选AB。
15．ACD
【详解】
A．根据可知，把红光改成绿光，则光的波长变短，所以把红光改成绿光则条纹变密，故A正确；
B．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B错误；
C．增加上玻璃板厚度，根据可知，条纹疏密程度不变，故C正确；
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体，传播速度减小，则波长减小，根据可知，条纹变密，故D正确。
故选ACD。
16．偶数倍 奇数倍
【详解】
略
17． 变小
【详解】
试题分析：（1）由条纹间距表达式可得波长的表达式；
（2）频率越高则波长越小，故若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小．
考点：双缝干涉
18．大于 小 宽
【详解】
[1]由折射定律
知，b光的折射率较大，则b光的频率较大，根据
可知，在同种介质中，b光的传播速度较小；
[2]由
可知，折射率大的临界角小，即b光的临界角比a光的临界角小；
[3]a光的频率小，波长大，则用同样的装置做双缝干涉实验时，根据
可知，a光的干涉条纹间距宽，b光的干涉条纹间距窄。
19．见解析
【详解】
由于重力作用使肥皂液形成的薄膜上薄下厚，白光通过这个薄膜前后两面反射回来的光发生干涉时，不同厚度肥皂膜对应不同单色光干涉加强位置，液膜上就会出现彩色条纹。
20．（1）见解析，；（2）
【详解】
（1）设光从点射入薄膜后的折射角为r，光在薄膜中的传播速度为，由折射率
得射入薄膜中的光的传播速度：
由光的折射定律得
解得：
则光在薄膜中的传播方向如图所示
（2）设乙光在薄膜中传播时间的最大值为，对应的薄膜的最大厚度为，则
根据题中所给条件
联立代入数据解得：答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共10小题
1．如图所示，、为两束不同频率的单色光，以的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面，直线与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于点，入射点、到点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的点，则下列说法正确的是（ ）
A．在真空中，光的传播速度大于光的传播速度
B．在玻璃中，光的传播速度小于光的传播速度
C．同时增大入射角（入射角始终小于），则光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽
2．小华利用如图所示的装置测量某单色光的波长。实验中，小华想增加从目镜中观察到的条纹数量，可（ ）
A．将透镜向单缝靠近
B．使用间距更大的双缝
C．将单缝向靠近双缝的方向移动
D．将毛玻璃向远离双缝的方向移动
3．某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后射再到光屏上，如图为某一条光线的光路图则（ ）
A．光现象为偏振现象
B．光现象为衍射现象
C．光屏上的条纹与镜面平行
D．光屏上是明暗相间的彩色条纹
4．下列说法正确的是（ ）
A．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
B．光在介质中传播的速度与光的频率无关
C．在双缝干涉实验中，用紫光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距
D．机械波可以在真空中传播
5．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则（ ）
A．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线b首先消失
D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
6．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光。当它们发光时，在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，以下说确的是（ ）
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长
C．P光在水中的传播速度小于Q光
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光条纹间的距离小于Q光
7．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B、C两点射出（不考虑光在玻璃砖中的反射），其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则a光照亮的水面区域大
8．如图甲是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结光旺构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图乙所示，则（ ）
A．翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象
B．翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象
C．光经翅脊反射后的频率变大
D．光在翅脊中的波长大于在空气中波长
9．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一同学经调节后使单逢和双缝在竖直方向相互平行，分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝来完成实验，其它条件不变，该同学用间距为d1的双缝观察到的干涉条纹是（ ）
A． B． C． D．
10．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。如图所示，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的真空波长，膜对该光的折射率n=2，则所镀薄膜的最小厚度应为（ ）
A．λ B．λ C．λ D．λ
二、多选题，共5小题
11．如图，和两单色光，以适当的角度从真空射入半圆形玻璃砖，最后都经圆心沿方向射出，则下列说法正确的是（ ）
A．光的频率比光的小
B．光的全反射临界角比光的小
C．分别通过同一双缝干涉装置，光比光的相邻亮条纹间距大
D．两束光在同一介质中传播时，光的传播速度比光的小
12．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是（ ）
A．单缝的作用是获得一个线光源
B．双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源
C．频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象
D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽
13．下列说法正确的是（ ）
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为，时刻向右传播的简谐横波如图所示（向左传播的简谐横波图中未画出）。当时，处的质点振动方向向上
C．某地发生地震时，首先被监测站探测到的是地震波的纵波
D．照相机镜头所涂增透膜的厚度必为光波波长的倍
E.弹簧振子的振动周期只由弹簧的劲度系数决定
14．一束复色可见光入射到置于空气中的足够长的、厚度均匀的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大
B．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
C．用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距大
D．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
15．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光红光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，则下列操作说法中正确的是（ ）
A．把红光改成绿光则条纹变密
B．将上玻璃板平行上移，上移过程中条纹会远离劈尖移动
C．增加上玻璃板厚度，条纹疏密程度不变
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体则条纹变密
三、填空题，共3小题
16．干涉条纹和光的波长之间的关系：
（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的______；
（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的______。
17．利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距d，双缝到光屏间的距离1，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹
（1）波长的表达式______（用△x、1, d表示）
（2）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______（填 “变大”、或“变小”）．
18．两束不同频率的单色光a、b以相同的入射角从空气射入玻璃砖中，发生了如图所示的折射现象，且α>β。在玻璃砖中，a光的传播速度________（填“大于”“小于”或“等于”）b光的传播速度；若光束从玻璃砖射向空气，则b光的临界角比a光的临界角________（填“大”或“小”）；若用a、b两种光分别通过同样的装置做双缝干涉实验时，a光的干涉条纹间距________（填“宽”或“窄”）。
四、解答题，共2小题
19．无色的肥皂液，吹出的肥皂泡却为什么是彩色的？
20．一般认为激光器发出的是频率为的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是（也称频率宽度）。让单色光照射到薄膜表面，一部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分光称为乙光），甲、乙两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间，理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：的最大值与的乘积近似等于1，即满足，才会观察到明显的稳定的干涉现象，已知某红宝石激光器发出的激光频率，它的频率宽度，让这束单色光由空气斜射到折射率为的薄膜表面，射入时与薄膜表面成角，如图所示；
（1）求从点射入薄膜中的光的传播方向（在图中画出）及传播速度；
（2）估算在图中的情境下，能观察到明显的稳定的干涉现象的薄膜的最大厚度。
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参考答案
1．D
【详解】
A．各种光在真空中的速度相同，故A错误；
B．根据题图，入射角相同，光的折射角较大，所以玻璃砖对光的折射率较小，由光在介质中的光速
得，光在介质中的传播速度较大，故B错误；
C．玻璃砖上下表面平行，、光在玻璃砖下表面均不会发生全反射现象，故C错误；
D．根据公式
可知，由于a光的波长大于b光波长，对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
增加从目镜中观察到的条纹数量，则需要减小条纹的宽度，根据相邻亮条纹间的距离为
可得，增大双缝间距离或者减小毛玻璃与双缝的距离，均可达到目的。所以将透镜向单缝靠近或者将单缝向靠近双缝的方向移动都不可以。故ACD错误；B正确。
故选B。
3．C
【详解】
平面镜的反射光相当于从S的像点发出的光，所以该装置类似于双缝干涉装置，所以能在光屏上观察到与镜面平行的明暗相间的干涉条纹，因为是单色光照射，则不会出现彩色条纹。
故选C。
4．A
【详解】
A．油膜呈现彩色图样是光的干涉现象，由膜的前后表面反射光线，进行相互叠加而出现的薄膜干涉现象，故A正确；
B．光在介质中传播的速度与光的频率有关，故B错误；
C．根据
可知，由于紫光的波长比黄光的波长短，干涉条纹的间距将减小，故C错误；
D．机械波的传播需要介质；不能在真空中传播，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】
A．由题图可知，a光偏折程度较大，折射率较大，由
可知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，A错误；
B．a光的折射率较大，频率较高，由
可知，在真空中，a光的波长小于b光的波长，B错误；
C．由
可知，a光的临界角C较小，若θ角逐渐变大，a光先发生全反射而消失，C错误；
D．由
可知，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，由于a光波长较小，故a光的干涉条纹间距较小，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光，证明此时P光全反射的临界角大于Q光，由全反射临界角公式
说明P光的折射率小于Q光，所以P光的频率小于Q光，故A错误；
B．由题可知，P光的折射率小于Q光，那么P光在水中的传播速度大于Q光，所以P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长，故B正确；
C．由光在介质中的传播速度可知
P光的折射率小于Q光，P光在水中的传播速度大于Q光，故C错误；
D．双缝干涉相邻等宽条纹间距
P光的波长大于Q光的波长，所以P光条纹间的距离大于Q光，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．由图可知，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率较大，A错误；
B．，由干涉条纹间距公式
可知b光的干涉条纹间距较大，B错误；
C．连接B、D；C、D，设，，设玻璃砖半径为R，则有
，
设玻璃砖对a光的折射率为，对b光的折射率为，则有
，
故a光和b光在玻璃砖的传播时间为
，
设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为，则有
，
联立以上各式解得
C正确；
D．a光和b光在水中传播时有
由
可知b光的全反射临界角较大，所以b光照亮的范围大，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
蓝色大闪蝶的翅膀凸起的翅脊上的“台阶结构”都隔着空气层，自然光会不断地在空气层和“台阶结构”里发生反射和折射，蓝色大闪蝶无论是它的厚度，材质，还是它树状脊脉上“台阶结构”的位置，都适合蓝光发生相长干涉，鳞片绽放出的绚丽光彩，正是蓝光相干干涉的产物，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
根据 ，d越小，条纹越宽；因为单逢和双缝在竖直方向相互平行，所以条纹沿竖直方向。
故选C。
10．A
【详解】
因为薄膜的厚度为波长的，增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，故
以λ表示此红外线在真空的波长，其在薄膜中的波长为
解得
因为n=2，故厚度d的最小值为
故选A。
11．BD
【详解】
A．由题图可知，Q光的偏折程度比P光的偏折程度大，所以两束光的频率关系为
故A错误；
B．由A项分析可知玻璃砖对两束光的折射率关系满足
nQ＞nP
根据
可知两束光的全反射临界角关系为
CQ＜CP
故B正确；
C．由A项分析可知两束光的波长关系为
根据双缝干涉相邻条纹间距公式
可知分别通过同一双缝干涉装置，两束光相邻条纹间距关系为
故C错误；
D．根据
可知两束光在同一介质中传播时的速度关系为
故D正确。
故选BD。
12．AC
【详解】
AB．双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，故A正确，B错误；
C．频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象，故C正确；
D．由
可得
频率越高，波长越短，条纹间距越窄，故D错误。
故选AC。
13．ABC
【详解】
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与周期性外力的周期相同，与单摆的摆长无关，故A正确；
B．根据振动方向与传播方向的关系可判断出，当时，处的质点振动方向向上，故B正确；
C．纵波在地球内部传播速度大于横波速度，纵波先到达地面，所以首先被监测站探测到的是地震波的纵波，故C正确；
D．增透膜利用光的干涉现象，消弱光的反射，从而增进透射，所以在照相机的镜头前涂的增透膜，其厚度应为入射光在薄膜中波长的，故D错误；
E．弹簧振子的振动周期是
与弹簧的劲度系数和振子的质量都有关系，故E错误。
故选ABC。
14．AB
【详解】
A．相同入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，选项A正确；
B．a光的频率大于b光，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项B正确；
C．由光的双缝干涉实验条纹间隔公式
可知a光比b光得到的干涉条纹间距小，选项C错误；
D．根据
可知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，故D错误；
故选AB。
15．ACD
【详解】
A．根据可知，把红光改成绿光，则光的波长变短，所以把红光改成绿光则条纹变密，故A正确；
B．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B错误；
C．增加上玻璃板厚度，根据可知，条纹疏密程度不变，故C正确；
D．如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体，传播速度减小，则波长减小，根据可知，条纹变密，故D正确。
故选ACD。
16．偶数倍 奇数倍
【详解】
略
17． 变小
【详解】
试题分析：（1）由条纹间距表达式可得波长的表达式；
（2）频率越高则波长越小，故若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小．
考点：双缝干涉
18．大于 小 宽
【详解】
[1]由折射定律
知，b光的折射率较大，则b光的频率较大，根据
可知，在同种介质中，b光的传播速度较小；
[2]由
可知，折射率大的临界角小，即b光的临界角比a光的临界角小；
[3]a光的频率小，波长大，则用同样的装置做双缝干涉实验时，根据
可知，a光的干涉条纹间距宽，b光的干涉条纹间距窄。
19．见解析
【详解】
由于重力作用使肥皂液形成的薄膜上薄下厚，白光通过这个薄膜前后两面反射回来的光发生干涉时，不同厚度肥皂膜对应不同单色光干涉加强位置，液膜上就会出现彩色条纹。
20．（1）见解析，；（2）
【详解】
（1）设光从点射入薄膜后的折射角为r，光在薄膜中的传播速度为，由折射率
得射入薄膜中的光的传播速度：
由光的折射定律得
解得：
则光在薄膜中的传播方向如图所示
（2）设乙光在薄膜中传播时间的最大值为，对应的薄膜的最大厚度为，则
根据题中所给条件
联立代入数据解得：答案第1页，共2页
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