4.3光的干涉同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.3光的干涉同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 528.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 05:49:09 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 4.3 光的干涉 同步练习
一、单选题
1．如图所示，两束单色光先后以相同的入射角从同一点射入一平行玻璃砖，其中a光从P点射出，b光从Q点射出。则下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃砖中的传播速度更大
B．a光的波长较大
C．两束单色光经过同一双缝干涉装置后，a光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小
D．两束单色光经过同一双缝干涉装置后，b光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小
2．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，双缝与屏之间的介质先后为空气与矿泉水，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2。当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（ ）
A．Δx2大于Δx1
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为
D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点处能观察到暗条纹
3．夏日雨后，我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中、代表两种不同频率的单色光，则（ ）
A．光的频率大于光的频率
B．在同种介质中，光的传播速度小于光的传播速度
C．光和光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光
D．分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中光相邻两个亮条纹中心的距离小于光相邻两个亮条纹中心的距离
4．如图所示，扇形为透明柱状介质的横截面，圆心角，两束平行于角平分线的单色光a和b由面射入介质，经面折射的光线相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于，以下说法正确的是（ ）
A．该介质对a光的折射率小于对b光的折射率
B．a光的折射光线在面不发生全反射
C．在同一介质中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
5．如图所示为双缝干涉的原理图，一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近，挡板右侧放置有光屏。则（ ）
A．在光屏上得到两个亮斑
B．在光屏上得到中央宽、两边窄的明暗条纹
C．仅增大、两缝中心之间的距离d，可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大
D．仅增大挡板到光屏的距离L，可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大
6．如图所示，某同学得到了红光的双缝干涉图样，若要增大相邻亮条纹之间的距离，下列做法中正确的是（ ）
A．改用蓝色滤光片 B．增大双缝间的距离
C．增大屏到双缝的距离 D．增大红光的强度
7．一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（ ）
A．真空中单个a光光子的能量大于b光光子的能量
B．a光从空气射入玻璃砖后速度变小，频率变小，波长变长
C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光
D．若用a、b分别在空气中做双缝干涉实验，同等条件下，光屏上得到的相邻两条干涉条纹的间距a光大于b光
8．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。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表示此红外线在薄膜中的波长，用λ0表示此红外线在真空中的波长，则灯泡所镀薄膜的厚度最小应为（ ）
A．λ0 B．λ C．λ D．λ0
9．将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图所示，则从上往下可看到（ ）
A．间距相等的平行条纹
B．内疏外密的平行条纹
C．间距相等的环状条纹
D．内疏外密的环状条纹
10．2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔物理学家高琨，以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维。以下物理现象或实验与光导纤维传播信号的原理相同的是（ ）
A． B． C． D．
11．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是（ ）
A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
12．增透膜是一种表面镀层，它利用光的干涉原理，减少反射光来增加光在表面的透过率某同学的眼镜片镀有一层材料为氟化镁的増透膜，反射光呈现蓝紫色，已知绿光的频率为5.45×1014Hz，在真空中的波速为3×108m/s，氟化镁对绿光的折射率为1.38，为增加绿光的透过率，该增透膜的最小厚度约为（ ）
A．100nm B．200nm C．300nm D．400nm
二、填空题
13．如图所示，一束复色光L沿半径方向射入半圆形玻璃砖，A．b是复色光射入玻璃砖后经过一次折射后的其中两条出射单色光．玻璃砖对a光的折射率_____（填“<”“=”“>”）对b光的折射率．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距__________（填“<”“=”“>”）b光的条纹间距．
14．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽( )
15．如图所示，一个直角三棱镜放置在空气中，∠A=30°，一束含有a、b两种光的复色光垂直AB边射入三棱镜，a光恰好在AC边发生全反射，b光的折射角为60°，则a、b两种光在棱镜中传播速度之比为______；用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样中，_______（选填“a”或“b”）光条纹间距较大。
16．光的干涉实验最早是英国物理学家______在1801年成功完成的，杨氏实验有力地证明了光是一种______。
17．下列说法中正确的是__________
A．不只声波能发生多普勒效应，其他类型的波也可以
B．只要知道光在某介质中的传播速度就能算出光在这种介质中的折射率
C．光从某种介质射入真空时，临界角的大小只跟介质有关
D．雨后彩虹是由于反射形成的
E．用红光代替黄光在同一装置上做双缝干涉实验形成的干涉条纹间距变大
三、解答题
18．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
19．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差（r2－r1）应为多大？
20．如图所示，一束频率为f=6×1014Hz的绿光从截面为等腰直角三角形的三棱镜AB面射入棱镜，从AC面射出，方向平行于BC。已知三棱镜对绿光的折射率为n=，不计二次反射。（光在真空中的速度c=3×108m/s）
（1）通过计算在图上作出光束在射出三棱镜前的光路图；
（2）求光束在射出三棱中传播的速度；
（3）用出射光做双缝干涉实验，通过计算判断光屏上到两缝距离之差为Δr=7.5×10-7m的某点处出现的是明条纹还是暗条纹
21．在白光照射下，双缝干涉图样的中央条纹为什么是白的？在其他各级亮条纹中，为什么红色条纹在外侧？
22．用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm，试求所用单色光的波长。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．作出两束单色光在玻璃砖中的光路图如图所示，设光在玻璃砖上表面的折射角为r，由图可知，根据
可知a光在介质中的折射率较大，在介质中传播的速度较小，波长较小，AB错误；
CD．由于，根据
可知经过同一双缝干涉装置后，a光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小，C正确，D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
A．设入射光在矿泉水中的波长为，由
可知，干涉条纹间距正比于波长，因
故Δx2小于Δx1，A错误；
B．根据公式可得
B错误；
C．设入射光在矿泉水中的波长为，矿泉水的折射率为n，则有
由第三条亮条纹对应路程差为
但光在介质中的传播速度我
时间差为
C正确；
D．仅将S0水平向左移动对观察结果没有影响，D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
A．由光路图可知，水对b光的偏折程度较大，则b光的折射率较大，则b光的折射率比a光大，A错误；
B．根据
可知在同种介质中，b光的传播速度小于a光的传播速度，B错误；
C．因为
可知，a光的临界角大于b光，则光和光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，则一定是b光发生了全反射，射出的一定是光，C正确；
D．根据
可知，因a光的波长大于b光，则分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中光相邻两个亮条纹中心的距离大于光相邻两个亮条纹中心的距离，D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．由图可知，a、b光以相同的入射角射入介质，而a光的折射角大于b光的折射角，所以该介质对a光的折射率大于对b光的折射率，故A错误；
B．根据几何关系可知a光在OA的入射角为60°，折射角为30°，所以该介质对a光的折射率为
a光在M点发生全反射的临界角的正弦值为
根据几何关系可知a光在M点的入射角为30°，小于全反射临界角，所以a光的折射光线在面不发生全反射，故B正确；
C．根据A项分析可知
na＞nb
再根据
可知在同一介质中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故C错误；
D．根据A项分析可知a光频率大于b光频率，则a光波长小于b光波长，再根据
可知用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
AB．一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近，发生双缝干涉，则在挡板右侧放置有光屏上形成等间距明暗相间的条纹，故AB错误；
CD．光屏上相邻两个亮条纹的中心间距
则仅增大、两缝中心之间的距离d，光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变小，仅增大挡板到光屏的距离L，光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大，故C错误，D正确。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
根据条纹间距表达式
可知
A．改用蓝色滤光片，则波长变小，则相邻亮条纹之间的距离减小，选项A错误；
B．增大双缝间的距离，则相邻亮条纹之间的距离减小，选项B错误；
C．增大屏到双缝的距离，则相邻亮条纹之间的距离变大，选项C正确；
D．增大红光的强度对条纹间距无影响，选项D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图示光路图看，在球面上，b光偏折程度厉害，根据光的折射定律可知b光的折射率较大，则频率也较大，根据光子的能量可知b光光子的能量较大，故A错误；
B．由可得a光从空气射入玻璃砖后速度变小，在不同的介质中光的频率不变，从空气射入，波长变短，故B错误；
C．由可知折射率较大的b光对应的全反射的临界角小，所以a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光，故C错误；
D．在双缝干涉实验中，由相邻两个亮（暗）条纹的间距公式可知频率小、波长长的a光在实验中得到的相邻条纹间距大，故D正确；
故选D。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线，即要使从灯泡薄膜前后表面反射回来的红外线发生干涉，且相互抵消，设灯泡所镀薄膜的厚度为d，则
2d=
解得
d=
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；因从中心到边缘肥皂膜的厚度不等，所以干涉条纹疏密不均匀，从里到外相同的水平距离光的路程差越来越小，则干涉条纹越来越密集，即内疏外密的环状条纹。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
光导纤维传播信号的原理是光从光密介质向光疏介质传播时发生了全反射。
A．是光的折射现象，不是全反射，故A错误；
B．是光的色散现象，折射原理，不是全反射，故B错误；
C．是全反射现象，故C正确；
D．是光的干涉现象，不是全反射，故D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；
B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；
C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；
D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误。
故选C。
12．A
【解析】
【详解】
由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消。光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化，若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得
得
解得增透膜厚度
故选A。
13． > <
【解析】
【详解】
试题分析：从图中可得a光的折射角大于b光的折射角，根据，入射角相同，所以折射角大的折射率大，故玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的折射率大，频率大，波长小，根据公式，a光条纹间距小于b光的条纹间距
考点：考查了光的折射，双缝干涉
【名师点睛】
解决本题的关键在于能够从图象中判断出两张光的频率和波长的大小关系，所以一定要加强看图分析问题的能力
14．错误
【解析】
【详解】
[1]在双缝干涉实验中，光的频率越高，则波长越小，根据 可知，光屏上出现的条纹越窄，则此题说法错误。
15． b
【解析】
【详解】
[1]光线在AC界面的入射角，则a光的临界角为30°，并且
解得
b光在AC界面的折射角，其折射率
又因为
可得
[2]由于b光折射率较小，故其波长较长，根据公式
可知，b光条纹间距较大。
16． 托马斯·杨 波
【解析】
【分析】
【详解】
略
17．ABE
【解析】
【详解】
A、各种波包括机械波和电磁波等均可以产生多普勒效应，A正确；B、根据，由折射率，即可计算出光在这种介质中的传播速度，故B正确；C、根据 知，光在介质射入真空发生全反射时，临界角与折射率有关，故C错误．D、雨后彩虹的形成是光的色散现象，其实质是光的折射，故D错误；E、由于红光的波长大于黄光的波长，故在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽，则E正确．故选ABE.
【点睛】本题考查了光的折射、电磁波性质，以及光的干涉原理等内容，要注意明确电磁波的速度在真空中均相同，而在不同介质中传播速度与频率有关．
18．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，依据双缝干涉条纹间距公式
可知，波长越长的条纹间距越大，因此相同的色光发生干涉，在光屏上出现干涉条纹间距不同，因不同色光都在中央亮纹叠加，从而出现白光，而向两边则会出现彩色干涉条纹。
19．
【解析】
【详解】
由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当屏上某点到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差
r2－r1＝（2k－1）
其中k＝1，2，3…。所以当出现第2条暗条纹时，取k＝2，所以
r2－r1＝
又因为
c＝λf
所以
r2－r1＝
20．（1）见解析；（2）（3）暗条纹
【解析】
【详解】
（1）设绿光在AC面上的折射角为α，则
得光在BC面上的入射角
r=30°
由几何关系可知，绿光在BC面上的反射角为75°。
因sin75°>，故绿光在BC面上发生全反射，则绿光在AB面上的折射角为30°，入射角为45°。光路图如图所示
（2）由解得
（3）绿光在空气中的波长
由Δr=1.5λ，可知该点出现的是暗条纹
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示
自双缝、透射的光到达O点的距离总相等，则各种颜色的光在O点都被加强，故O点作为中央亮纹是白色的，自双缝出射的光到达 P点，其路程差为某一色光波长的整数倍时，P点就为这种色光的颜色，由于红光的波长最长，根据条纹间距
知红条纹间距最大，则红色在最外侧。
22．3.906×10－7 m
【解析】
【详解】
由题知
Δx==×10－3 m，l=1.20m，d=0.25×10－3 m
根据公式
Δx=λ
得波长
Δx=m≈3.906×10－7 m
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示，两束单色光先后以相同的入射角从同一点射入一平行玻璃砖，其中a光从P点射出，b光从Q点射出。则下列说法正确的是（ ）
A．a光在玻璃砖中的传播速度更大
B．a光的波长较大
C．两束单色光经过同一双缝干涉装置后，a光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小
D．两束单色光经过同一双缝干涉装置后，b光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小
2．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，双缝与屏之间的介质先后为空气与矿泉水，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2。当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（ ）
A．Δx2大于Δx1
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为
D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点处能观察到暗条纹
3．夏日雨后，我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中、代表两种不同频率的单色光，则（ ）
A．光的频率大于光的频率
B．在同种介质中，光的传播速度小于光的传播速度
C．光和光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光
D．分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中光相邻两个亮条纹中心的距离小于光相邻两个亮条纹中心的距离
4．如图所示，扇形为透明柱状介质的横截面，圆心角，两束平行于角平分线的单色光a和b由面射入介质，经面折射的光线相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于，以下说法正确的是（ ）
A．该介质对a光的折射率小于对b光的折射率
B．a光的折射光线在面不发生全反射
C．在同一介质中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
5．如图所示为双缝干涉的原理图，一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近，挡板右侧放置有光屏。则（ ）
A．在光屏上得到两个亮斑
B．在光屏上得到中央宽、两边窄的明暗条纹
C．仅增大、两缝中心之间的距离d，可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大
D．仅增大挡板到光屏的距离L，可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大
6．如图所示，某同学得到了红光的双缝干涉图样，若要增大相邻亮条纹之间的距离，下列做法中正确的是（ ）
A．改用蓝色滤光片 B．增大双缝间的距离
C．增大屏到双缝的距离 D．增大红光的强度
7．一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（ ）
A．真空中单个a光光子的能量大于b光光子的能量
B．a光从空气射入玻璃砖后速度变小，频率变小，波长变长
C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光
D．若用a、b分别在空气中做双缝干涉实验，同等条件下，光屏上得到的相邻两条干涉条纹的间距a光大于b光
8．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。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表示此红外线在薄膜中的波长，用λ0表示此红外线在真空中的波长，则灯泡所镀薄膜的厚度最小应为（ ）
A．λ0 B．λ C．λ D．λ0
9．将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图所示，则从上往下可看到（ ）
A．间距相等的平行条纹
B．内疏外密的平行条纹
C．间距相等的环状条纹
D．内疏外密的环状条纹
10．2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔物理学家高琨，以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维。以下物理现象或实验与光导纤维传播信号的原理相同的是（ ）
A． B． C． D．
11．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是（ ）
A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
12．增透膜是一种表面镀层，它利用光的干涉原理，减少反射光来增加光在表面的透过率某同学的眼镜片镀有一层材料为氟化镁的増透膜，反射光呈现蓝紫色，已知绿光的频率为5.45×1014Hz，在真空中的波速为3×108m/s，氟化镁对绿光的折射率为1.38，为增加绿光的透过率，该增透膜的最小厚度约为（ ）
A．100nm B．200nm C．300nm D．400nm
二、填空题
13．如图所示，一束复色光L沿半径方向射入半圆形玻璃砖，A．b是复色光射入玻璃砖后经过一次折射后的其中两条出射单色光．玻璃砖对a光的折射率_____（填“<”“=”“>”）对b光的折射率．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距__________（填“<”“=”“>”）b光的条纹间距．
14．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽( )
15．如图所示，一个直角三棱镜放置在空气中，∠A=30°，一束含有a、b两种光的复色光垂直AB边射入三棱镜，a光恰好在AC边发生全反射，b光的折射角为60°，则a、b两种光在棱镜中传播速度之比为______；用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样中，_______（选填“a”或“b”）光条纹间距较大。
16．光的干涉实验最早是英国物理学家______在1801年成功完成的，杨氏实验有力地证明了光是一种______。
17．下列说法中正确的是__________
A．不只声波能发生多普勒效应，其他类型的波也可以
B．只要知道光在某介质中的传播速度就能算出光在这种介质中的折射率
C．光从某种介质射入真空时，临界角的大小只跟介质有关
D．雨后彩虹是由于反射形成的
E．用红光代替黄光在同一装置上做双缝干涉实验形成的干涉条纹间距变大
三、解答题
18．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
19．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P点到双缝的距离之差（r2－r1）应为多大？
20．如图所示，一束频率为f=6×1014Hz的绿光从截面为等腰直角三角形的三棱镜AB面射入棱镜，从AC面射出，方向平行于BC。已知三棱镜对绿光的折射率为n=，不计二次反射。（光在真空中的速度c=3×108m/s）
（1）通过计算在图上作出光束在射出三棱镜前的光路图；
（2）求光束在射出三棱中传播的速度；
（3）用出射光做双缝干涉实验，通过计算判断光屏上到两缝距离之差为Δr=7.5×10-7m的某点处出现的是明条纹还是暗条纹
21．在白光照射下，双缝干涉图样的中央条纹为什么是白的？在其他各级亮条纹中，为什么红色条纹在外侧？
22．用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm，试求所用单色光的波长。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．作出两束单色光在玻璃砖中的光路图如图所示，设光在玻璃砖上表面的折射角为r，由图可知，根据
可知a光在介质中的折射率较大，在介质中传播的速度较小，波长较小，AB错误；
CD．由于，根据
可知经过同一双缝干涉装置后，a光产生的相邻两个亮条纹的中心间距较小，C正确，D错误。
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
A．设入射光在矿泉水中的波长为，由
可知，干涉条纹间距正比于波长，因
故Δx2小于Δx1，A错误；
B．根据公式可得
B错误；
C．设入射光在矿泉水中的波长为，矿泉水的折射率为n，则有
由第三条亮条纹对应路程差为
但光在介质中的传播速度我
时间差为
C正确；
D．仅将S0水平向左移动对观察结果没有影响，D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
A．由光路图可知，水对b光的偏折程度较大，则b光的折射率较大，则b光的折射率比a光大，A错误；
B．根据
可知在同种介质中，b光的传播速度小于a光的传播速度，B错误；
C．因为
可知，a光的临界角大于b光，则光和光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，则一定是b光发生了全反射，射出的一定是光，C正确；
D．根据
可知，因a光的波长大于b光，则分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中光相邻两个亮条纹中心的距离大于光相邻两个亮条纹中心的距离，D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．由图可知，a、b光以相同的入射角射入介质，而a光的折射角大于b光的折射角，所以该介质对a光的折射率大于对b光的折射率，故A错误；
B．根据几何关系可知a光在OA的入射角为60°，折射角为30°，所以该介质对a光的折射率为
a光在M点发生全反射的临界角的正弦值为
根据几何关系可知a光在M点的入射角为30°，小于全反射临界角，所以a光的折射光线在面不发生全反射，故B正确；
C．根据A项分析可知
na＞nb
再根据
可知在同一介质中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故C错误；
D．根据A项分析可知a光频率大于b光频率，则a光波长小于b光波长，再根据
可知用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
AB．一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近，发生双缝干涉，则在挡板右侧放置有光屏上形成等间距明暗相间的条纹，故AB错误；
CD．光屏上相邻两个亮条纹的中心间距
则仅增大、两缝中心之间的距离d，光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变小，仅增大挡板到光屏的距离L，光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大，故C错误，D正确。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
根据条纹间距表达式
可知
A．改用蓝色滤光片，则波长变小，则相邻亮条纹之间的距离减小，选项A错误；
B．增大双缝间的距离，则相邻亮条纹之间的距离减小，选项B错误；
C．增大屏到双缝的距离，则相邻亮条纹之间的距离变大，选项C正确；
D．增大红光的强度对条纹间距无影响，选项D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图示光路图看，在球面上，b光偏折程度厉害，根据光的折射定律可知b光的折射率较大，则频率也较大，根据光子的能量可知b光光子的能量较大，故A错误；
B．由可得a光从空气射入玻璃砖后速度变小，在不同的介质中光的频率不变，从空气射入，波长变短，故B错误；
C．由可知折射率较大的b光对应的全反射的临界角小，所以a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光，故C错误；
D．在双缝干涉实验中，由相邻两个亮（暗）条纹的间距公式可知频率小、波长长的a光在实验中得到的相邻条纹间距大，故D正确；
故选D。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
要消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线，即要使从灯泡薄膜前后表面反射回来的红外线发生干涉，且相互抵消，设灯泡所镀薄膜的厚度为d，则
2d=
解得
d=
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；因从中心到边缘肥皂膜的厚度不等，所以干涉条纹疏密不均匀，从里到外相同的水平距离光的路程差越来越小，则干涉条纹越来越密集，即内疏外密的环状条纹。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
光导纤维传播信号的原理是光从光密介质向光疏介质传播时发生了全反射。
A．是光的折射现象，不是全反射，故A错误；
B．是光的色散现象，折射原理，不是全反射，故B错误；
C．是全反射现象，故C正确；
D．是光的干涉现象，不是全反射，故D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【详解】
A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；
B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；
C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；
D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误。
故选C。
12．A
【解析】
【详解】
由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的，使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消。光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化，若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得
得
解得增透膜厚度
故选A。
13． > <
【解析】
【详解】
试题分析：从图中可得a光的折射角大于b光的折射角，根据，入射角相同，所以折射角大的折射率大，故玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的折射率大，频率大，波长小，根据公式，a光条纹间距小于b光的条纹间距
考点：考查了光的折射，双缝干涉
【名师点睛】
解决本题的关键在于能够从图象中判断出两张光的频率和波长的大小关系，所以一定要加强看图分析问题的能力
14．错误
【解析】
【详解】
[1]在双缝干涉实验中，光的频率越高，则波长越小，根据 可知，光屏上出现的条纹越窄，则此题说法错误。
15． b
【解析】
【详解】
[1]光线在AC界面的入射角，则a光的临界角为30°，并且
解得
b光在AC界面的折射角，其折射率
又因为
可得
[2]由于b光折射率较小，故其波长较长，根据公式
可知，b光条纹间距较大。
16． 托马斯·杨 波
【解析】
【分析】
【详解】
略
17．ABE
【解析】
【详解】
A、各种波包括机械波和电磁波等均可以产生多普勒效应，A正确；B、根据，由折射率，即可计算出光在这种介质中的传播速度，故B正确；C、根据 知，光在介质射入真空发生全反射时，临界角与折射率有关，故C错误．D、雨后彩虹的形成是光的色散现象，其实质是光的折射，故D错误；E、由于红光的波长大于黄光的波长，故在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽，则E正确．故选ABE.
【点睛】本题考查了光的折射、电磁波性质，以及光的干涉原理等内容，要注意明确电磁波的速度在真空中均相同，而在不同介质中传播速度与频率有关．
18．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，依据双缝干涉条纹间距公式
可知，波长越长的条纹间距越大，因此相同的色光发生干涉，在光屏上出现干涉条纹间距不同，因不同色光都在中央亮纹叠加，从而出现白光，而向两边则会出现彩色干涉条纹。
19．
【解析】
【详解】
由光的干涉出现亮、暗条纹的条件可知，当屏上某点到双缝的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距离之差
r2－r1＝（2k－1）
其中k＝1，2，3…。所以当出现第2条暗条纹时，取k＝2，所以
r2－r1＝
又因为
c＝λf
所以
r2－r1＝
20．（1）见解析；（2）（3）暗条纹
【解析】
【详解】
（1）设绿光在AC面上的折射角为α，则
得光在BC面上的入射角
r=30°
由几何关系可知，绿光在BC面上的反射角为75°。
因sin75°>，故绿光在BC面上发生全反射，则绿光在AB面上的折射角为30°，入射角为45°。光路图如图所示
（2）由解得
（3）绿光在空气中的波长
由Δr=1.5λ，可知该点出现的是暗条纹
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示
自双缝、透射的光到达O点的距离总相等，则各种颜色的光在O点都被加强，故O点作为中央亮纹是白色的，自双缝出射的光到达 P点，其路程差为某一色光波长的整数倍时，P点就为这种色光的颜色，由于红光的波长最长，根据条纹间距
知红条纹间距最大，则红色在最外侧。
22．3.906×10－7 m
【解析】
【详解】
由题知
Δx==×10－3 m，l=1.20m，d=0.25×10－3 m
根据公式
Δx=λ
得波长
Δx=m≈3.906×10－7 m
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