人教版物理高二选修2-3第三章第二节光的干涉同步训练
文档属性
| 名称 | 人教版物理高二选修2-3第三章第二节光的干涉同步训练 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 209.0KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-05-26 10:16:01 | ||
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文档简介
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人教版物理高二选修2-3第三章
第二节光的干涉同步训练
一．选择题
1．以下说法正确的是（）
A．真空中蓝光的波长比红光的波长长
B．天空中的彩虹是由光干涉形成的
C．光纤通信利用了光的全反射原理
D．机械波在不同介质中传播，波长保持不变
答案：C
解析：解答：A、波长和频率成反比，红光的频率比蓝光低，所以波长比蓝光长，故A错误；
B、天空中的彩虹是由光散射形成的，故B错误；
C、光纤通信之所以能进行远距离通信，主要是利用了光的全反射原理．故C正确；
D、根据波速与波长和频率的关系公式v=λf，当机械波由一种介质进入另一种介质中时，波速变化（波速由介质决定）而频率不变（频率由波源决定），故波长一定变化，故D错误；
故选：C
分析：根据光谱分布比较波长，天空中的彩虹是由光散射形成的，光纤通信利用了光的全反射原理，波长和频率成正比，公式v=λf．
2．关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是（）
A．用X光机透视人体是利用光电效应现象
B．门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
答案：D
解析：解答：A、用X光机透视人体是利用X光的穿透性，A错误；
B、门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，B错误；
C、光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，C错误；
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．D正确．
故选：D．
分析：X光具有穿透性，光导纤维是利用全反射，门镜是利用折射的原理．
3．下列说法中正确的有（）
A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是变化的
B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
答案：B
解析：解答：A、根据相对认原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．故A不正确．
B、水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．故B正确．
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理．故C错误．
D、声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率．故D错误．
故选：B
分析：不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．
4．音乐喷泉一般都会在水池底安装一些彩灯来营造气氛，吸引游人驻足观赏．仔细观察会发现水下的灯照亮水面都刚好形成一个圆．若水下的各色彩灯均为同种大小规格，只是发光颜色不同，安装在水下同一深度，且都可看为点光源，则下面说法正确的是（）
A．这是光的干涉现象
B．这是光的衍射现象
C．每个彩灯照亮水面形成的圆半径相同
D．彩灯照亮水面形成的圆半径红色的比黄色的大
答案：D
解析：解答：AB、这是光的折射现象，故AB错误．
CD、根据sinC=1/n知，红光的折射率最小，则红光发生全反射的临界角最大，在红光照在水面上产生的圆的半径最大，则被照亮的水面面积较大．故C错误、D正确．
故选：D．
分析：不同色光的折射率不同，根据结合sinC=1/n比较全反射临界角的大小，从而结合几何关系比较照亮的水面面积．
5．下列说法正确的是（）
A．肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象造成的
B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场一定能产生变化的电场
C．X射线在电场中能够发生偏转
D．波的频率与振源的频率不相同
答案：A
解析：解答：A、肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的薄膜干涉现象造成的；故A正确；
B、根据麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，不均匀变化的磁场才能产生变化的电场．故B错误；
C、X射线不带电，在电场中不能够发生偏转，故C错误；
D、根据波的产生可知介质中各质点都波源的驱动力作用下做受迫振动，质点振动的频率等于波源的频率，所以波的频率与振源的频率相同．故D不正确．
故选：A
分析：肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象造成的；麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．X射线在电场中不能够发生偏转，波的频率与振源的频率相同．
6．下列说法中不正确的是（）
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振福无关
B．全怠照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
E．机械波和电磁波都可以在真空中传播
答案：A
解析：解答：A、简谐运动的物体，其振动能量用振幅来反映，故A错误；
B、全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位，有立体感，故B正确；
C、根据狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；
D、医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点，故D正确；
E、机械波的传播离不开介质，电磁波可以在真空中传播，故E错误；
故选：A．
分析：振幅反映了振动的强弱；全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位；机械波的产生条件是机械振动和介质．
7．关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法不正确的是（）
A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加
B．用绿光照射产生的干涉条纹比黄光照射时产生的条纹窄
C．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波谷与波谷的叠加
D．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加
答案：C
解析：解答：A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确；
B、干涉条纹间距与光的波长成正比，由于绿光波长比黄光的短，故绿光干涉条纹间距小，故B正确；
C、D、干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加形成的，两反射光波波谷与波谷的叠加形成亮纹，故C错误，D正确；
故选：C．
分析：薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉．等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜前、后表面而形成的干涉条纹．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加形成的．
8．图a、图b为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样，图a条纹间距明显大于图b，比较这两次实验，下列说法不正确的是（）
A．若光屏到双缝的距离相等，则图a对应的波长较大
B．若光源、双缝间隙相同，则图a光屏到双缝的距离较大
C．若光源、光屏到双缝的距离相同，则图a双缝间隙较小
D．若在相同条件下，图a的光更容易产生明显的衍射现象
答案：A
解析：解答：A、a光的条纹间距大，光屏到双缝的距离相等，由于双缝间的距离未知，故无法比较波长的大小．故A错误．
B、若光源、双缝间隙相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知d以及波长相等，图a的条纹间距大，则图a光屏到双缝的距离大．故B正确．
C、若光源、光屏到双缝的距离相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知L以及波长相等，图a的条纹间距大，则图a双缝的间距小．故C正确．
D、若光屏到双缝的距离、双缝间隙都相同，则图a的光波长长，更容易产生明显的衍射现象．故D正确．
故选：A．
分析：根据双缝干涉条纹的间距公式进行判断．
9．下列说法正确的是（）
A．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象
B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应
C．红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距小
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同
答案：A
解析：解答：A、水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象．故A正确．
B、紫外线具有杀菌作用，可利用紫外线消毒．故B错误．
C、红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置，根据公式：可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大．故C错误．
D、声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率．故D错误．
故选：A．
分析：水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，也可以用来验钞，它和红外线的特点是不同的，所以使用范围也就不同．根据干涉条纹的宽度的公式判定C；根据多普勒效应判断接收到声波频率的变化．
10．如图所示，为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部分，则以下说法正确的是（）
A．图甲为黄光产生的衍射条纹
B．图甲为蓝光产生的干涉条纹
C．从同一介质射向真空，图甲所示的光临界角大
D．从同一介质以相同入射角射向真空，图甲所示的光折射角大
答案：D
解析：解答：A、B、干涉条纹的间距与波长成正比，黄光的波长比蓝光长，则知图甲为蓝光产生的干涉条纹．故A错误，B不正确；
C、介质对蓝光的折射率大于对黄光的折射率，由临界角公式sinC=知，蓝光的临界角小于黄光的临界角，则若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的介面上，甲图甲所示的光临界角小．故C错误；
D、从同一介质以相同入射角射向真空，n=，蓝色光的折射率大，所以图甲所示的光折射角大，故D正确．
故选：D．
分析：本题根据干涉条纹的间距与波长成正比，黄光的波长比蓝光长去分析．
产生全反射的条件是：一是光从光密介质射入光疏介质；二是入射角大于或等于临界角．根据这个条件进行选择．
11．一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中不正确的是（）
A．增大双缝到屏的距离，条纹间距变大
B．入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变
C．入射光频率变化时条纹间距跟着变化
D．在水里做双缝干涉实验，同样条件下的条纹间距会变化
答案：B
解析：解答：A、根据可得增大双缝到屏的距离L，条纹间距变大，故A正确．
B、入射光的强度与入射光的波长无关，故入射光的强度改变，但波长变短时，条纹间距减小．故B错误．
C、入射光的频率改变时，入射光的波长就发生改变，则条纹间距会随之发生改变，故C正确．
D、在水里做双缝干涉实验，使光的传播速度变小，由于光的频率不变，故波长变小，所以条纹间距变小，故D正确．
故选：B
分析：根据可知条纹间距与双缝到屏的距离L，双缝间距d，光的波长λ有关．光从空气射入水中波长变短．
12．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
答案：C
解析：解答：A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象．故A错误．
B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象．故B错误．
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．故C正确．
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．故D不正确．
故选：C．
分析：光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，根据光的特性判断现象在应用中是否正确；光的双缝干涉实验中，则干涉条纹间距随着波长越长而变宽．
13．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（）
①人从右侧向左看，可以看到彩色条纹
②人从左侧向右看，可以看到彩色条纹
③彩色条纹水平排列
④彩色条纹竖直排列．
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
答案：A
解析：解答：前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹．因为路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故①、③正确，②、④错误．
故选：A．
分析：一束白光从左侧射入肥皂薄膜，前后表面的反射光在前表面发生叠加，路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．
14．下列说法中正确的是（）
A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关
B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动有关
D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10cm长的细线和小铁球
答案：B
解析：解答：A、做简谐运动的质点，其振动能量由振幅决定，故A错误；
B、泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故B正确；
C、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，故C不正确；
D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用100cm长的细线和小铁球，故D错误；
故选：B．
分析：做简谐运动的质点的能量由振幅决定；泊松亮斑是光的衍射形成的；当光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时，光会发生全反射；在不同的惯性参考系中，物体的运动规律不受影响；用单摆测重力加速度时，摆长约为1m时，操作方便，测量结果较准确．
15．光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能．如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是（）
A．光的直线传播B．光的干涉C．光的衍射D．光的偏振
答案：B
解析：解答：光照射在薄膜两表面上被反射回去，在叠加处由于光程差使得两束反射光出现振动减弱，导致相互抵消．从而增强光的透射能力．这是依据光的干涉现象．
故选：B．
分析：真空玻璃管表面采用镀膜，当光照射时膜的两表面产生频率相同的反射光，从而出现光的抵消，最终实现增加透射性．
二．填空题
16．如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．
a图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、③、④依次是滤光片、 和 ．（选填单缝、双缝、）
b以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 .
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离．
答案：单缝|双缝|B
解析：解答：（1）图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、③、④依次是滤光片、单缝、双缝．（2）依据双缝干涉条纹间距规律可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光或增大双缝与屏之间的距离l，B正确．
故选B．
分析：由知，增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以增大④和⑤之间的距离，或换用更长波长的光．
17．某同学在做双缝干涉实验中，测得红光的波长为0.75μm，红光的频率是 HZ．
答案：4×1014
解析：解答：波长、波速及频率的关系为：波速等于波长与频率的乘积，即c=λf．
则有：f==4×1014HZ
故答案为：4×1014．
分析：根据电磁波传播的速度等于光速；由公式c=λf可知，电磁波的波速一定，频率与波长成反比．
18． 1801年英国物理学家托马斯 杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象．他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获得；由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得 ．
答案：获得相干光源（或产生频率相同的两束光）一个点光源|两个振动情况总相同的光源，即相干光源
解析：解答：在干涉实验中，两光的频率需相同，则屏的作用是得到相干光源．
因此他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获一个点光源，由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得相干光源．
故答案为：获得相干光源（或产生频率相同的两束光）一个点光源，两个振动情况总相同的光源，即相干光源
分析：发生干涉的条件是两列频率相同的光，屏的作用是得到相干光源，干涉图样与两孔平行．
19．利用光的现象或原理填空
a．照相机镜头镀的一层膜是利用了光的 原理
b．海市蜃楼是光的 现象
c．光纤通信是利用了光的 原理
d．人们眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的 现象．
答案：干涉|折射|全反射|衍射
解析：解答：A、照相机镜头镀的一层膜，是增透膜，是利用了光的干涉原理，
B、海市蜃楼是光的折射现象；
C、光纤通信是利用了光的全反射原理；
D、眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的单缝衍射现象．
故答案为：A．干涉B．折射C．全反射D．衍射．
分析：增透膜是利用光的干涉现象；海市蜃楼是光的折射现象；光纤通信是利用了光的全反射现象；眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的衍射现象．
20．当发生双缝干涉现象时，要增大屏上条纹的宽度，可采取的措施有 ．
答案：增加双缝到屏的距离L、减小缝之间的距离d、增加光的波长λ（减小频率f）
解析：解答：当发生双缝干涉现象时，要增大屏上条纹的宽度△x，根据公式，可以增加双缝到屏的距离L、减小缝之间的距离d、增加光的波长λ（减小频率f）；
故答案为：增加双缝到屏的距离L、减小缝之间的距离d、增加光的波长λ（减小频率f）．
分析：根据双缝干涉条纹间距公式列式分析即可．
三．解答题
21．一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为1.0m处的光屏上，测得1至5条亮纹间的距离为7.6mm．已知所用的双缝间距离为0.25mm．
（1）求这种单色光的波长．
答案：条纹间距△y=
因
则解得，单色光的波长：λ=4.75×10﹣7m
（2）若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则这种光在增透膜中的波长是多少？增透膜的厚度至少应取多少？
答案：因n=
那么光在增透膜中的波长
增透膜的厚度至少为：
解析：解答：（1）条纹间距△y=因
则解得，单色光的波长：λ=4.75×10﹣7m（2）因n=
那么光在增透膜中的波长
增透膜的厚度至少为：
分析：（1）根据求出单色光的波长．（2）两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光．
22．S1、S2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014Hz，光屏上A点与S1、S2的光程差为1.8×10﹣6m．
（1）若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现什么条纹？
答案：若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现暗条纹
（2）若S1、S2的振动步调完全相反，则A点出现什么条纹？
答案：若S1、S2的振动步调完全相反，则A点出现明条纹
解析：解答：光的波长为：
由=4×10﹣7m，
光屏上A点到S1、S2的路程差为1.8×10﹣6m，
由于n=，
即光程差为半波长的奇数倍．若步调一致，则A点为暗条纹；若步调相反，则A点为亮条纹．
分析：当光屏上点到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍时，出现明条纹；当光屏上点到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹．
23．用波长为660nm的红光做双缝干涉实验，相邻两亮条纹间距为4.8nm，
（1）如果实验装置不变，改用波长为440nm的紫光，相邻两亮条纹间距为多少？
答案：根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
（2）如果相邻两亮条纹间距是4nm，则实验所用单色光波长为多少？
答案：根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
=
解析：解答：①根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
②根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
=
答：①如果实验装置不变，改用波长为440nm的紫光，相邻两亮条纹间距为3.2nm；
②如果相邻两亮条纹间距是4nm，则实验所用单色光波长为550nm．
分析：①根据双缝干涉实验条纹间距公式列式求解即可；
②同样根据双缝干涉实验条纹间距公式列式求解．
24．要使某透镜能对在空气中波长为0.52μm的黄光增透，至少要在镜面上涂厚度为多大的增透膜？（假定做这种膜的材料的折射率为1.3）
答案：解答：光波在膜中的波长为：
λ′=m=4.0×10﹣7m
增透膜的厚度为：d==m=1.0×10﹣7m．
答：至少要在镜面上涂厚度为多大的增透膜1.0×10﹣7m．
解析：分析：两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光．
25．某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少；
答案：波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf，可得λ=、
则有中波的波长λ1==7.5xm
而微波的波长λ2==0.75m
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处；
答案：发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？
答案：中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显
解析：解答：（1）波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf，可得λ=、
则有中波的波长λ1==7.5xm而微波的波长λ2==0.75m（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处，若是干涉则必须频率相同，明显不可能是干涉现象．所以电磁波是经过波的衍射后绕过高山，到达居住地A处．（3）要发生明显的波衍射现象，则波长必须与阻碍物尺寸差不比，所以两种波的接收效果明显不同，波长越长的波接收效果更好．因此中波接收效果更好．
答：（1）该中波和微波的波长各是750m，0.75m；（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处；（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显．
分析：本题主要考查两个方面的知识：（1）电磁波在传播过程中以光速传播且保持不变；（2）理解电磁波的波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf（c是电磁波的波速，λ是电磁波波长，f是电磁波的频率）．
干涉的条件是频率相同，而明显的衍射现象波长必须要长．
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人教版物理高二选修2-3第三章
第二节光的干涉同步训练
一．选择题
1．以下说法正确的是（）
A．真空中蓝光的波长比红光的波长长
B．天空中的彩虹是由光干涉形成的
C．光纤通信利用了光的全反射原理
D．机械波在不同介质中传播，波长保持不变
答案：C
解析：解答：A、波长和频率成反比，红光的频率比蓝光低，所以波长比蓝光长，故A错误；
B、天空中的彩虹是由光散射形成的，故B错误；
C、光纤通信之所以能进行远距离通信，主要是利用了光的全反射原理．故C正确；
D、根据波速与波长和频率的关系公式v=λf，当机械波由一种介质进入另一种介质中时，波速变化（波速由介质决定）而频率不变（频率由波源决定），故波长一定变化，故D错误；
故选：C
分析：根据光谱分布比较波长，天空中的彩虹是由光散射形成的，光纤通信利用了光的全反射原理，波长和频率成正比，公式v=λf．
2．关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是（）
A．用X光机透视人体是利用光电效应现象
B．门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
答案：D
解析：解答：A、用X光机透视人体是利用X光的穿透性，A错误；
B、门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，B错误；
C、光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，C错误；
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．D正确．
故选：D．
分析：X光具有穿透性，光导纤维是利用全反射，门镜是利用折射的原理．
3．下列说法中正确的有（）
A．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是变化的
B．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
答案：B
解析：解答：A、根据相对认原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．故A不正确．
B、水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．故B正确．
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理．故C错误．
D、声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率．故D错误．
故选：B
分析：不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．
4．音乐喷泉一般都会在水池底安装一些彩灯来营造气氛，吸引游人驻足观赏．仔细观察会发现水下的灯照亮水面都刚好形成一个圆．若水下的各色彩灯均为同种大小规格，只是发光颜色不同，安装在水下同一深度，且都可看为点光源，则下面说法正确的是（）
A．这是光的干涉现象
B．这是光的衍射现象
C．每个彩灯照亮水面形成的圆半径相同
D．彩灯照亮水面形成的圆半径红色的比黄色的大
答案：D
解析：解答：AB、这是光的折射现象，故AB错误．
CD、根据sinC=1/n知，红光的折射率最小，则红光发生全反射的临界角最大，在红光照在水面上产生的圆的半径最大，则被照亮的水面面积较大．故C错误、D正确．
故选：D．
分析：不同色光的折射率不同，根据结合sinC=1/n比较全反射临界角的大小，从而结合几何关系比较照亮的水面面积．
5．下列说法正确的是（）
A．肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象造成的
B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场一定能产生变化的电场
C．X射线在电场中能够发生偏转
D．波的频率与振源的频率不相同
答案：A
解析：解答：A、肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的薄膜干涉现象造成的；故A正确；
B、根据麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，不均匀变化的磁场才能产生变化的电场．故B错误；
C、X射线不带电，在电场中不能够发生偏转，故C错误；
D、根据波的产生可知介质中各质点都波源的驱动力作用下做受迫振动，质点振动的频率等于波源的频率，所以波的频率与振源的频率相同．故D不正确．
故选：A
分析：肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象造成的；麦克斯韦电磁场理论的内容：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．X射线在电场中不能够发生偏转，波的频率与振源的频率相同．
6．下列说法中不正确的是（）
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振福无关
B．全怠照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
E．机械波和电磁波都可以在真空中传播
答案：A
解析：解答：A、简谐运动的物体，其振动能量用振幅来反映，故A错误；
B、全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位，有立体感，故B正确；
C、根据狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；
D、医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点，故D正确；
E、机械波的传播离不开介质，电磁波可以在真空中传播，故E错误；
故选：A．
分析：振幅反映了振动的强弱；全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位；机械波的产生条件是机械振动和介质．
7．关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法不正确的是（）
A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加
B．用绿光照射产生的干涉条纹比黄光照射时产生的条纹窄
C．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波谷与波谷的叠加
D．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加
答案：C
解析：解答：A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，光线通过薄膜时频率不变，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确；
B、干涉条纹间距与光的波长成正比，由于绿光波长比黄光的短，故绿光干涉条纹间距小，故B正确；
C、D、干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加形成的，两反射光波波谷与波谷的叠加形成亮纹，故C错误，D正确；
故选：C．
分析：薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉．等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜前、后表面而形成的干涉条纹．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加形成的．
8．图a、图b为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样，图a条纹间距明显大于图b，比较这两次实验，下列说法不正确的是（）
A．若光屏到双缝的距离相等，则图a对应的波长较大
B．若光源、双缝间隙相同，则图a光屏到双缝的距离较大
C．若光源、光屏到双缝的距离相同，则图a双缝间隙较小
D．若在相同条件下，图a的光更容易产生明显的衍射现象
答案：A
解析：解答：A、a光的条纹间距大，光屏到双缝的距离相等，由于双缝间的距离未知，故无法比较波长的大小．故A错误．
B、若光源、双缝间隙相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知d以及波长相等，图a的条纹间距大，则图a光屏到双缝的距离大．故B正确．
C、若光源、光屏到双缝的距离相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知L以及波长相等，图a的条纹间距大，则图a双缝的间距小．故C正确．
D、若光屏到双缝的距离、双缝间隙都相同，则图a的光波长长，更容易产生明显的衍射现象．故D正确．
故选：A．
分析：根据双缝干涉条纹的间距公式进行判断．
9．下列说法正确的是（）
A．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象
B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应
C．红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距小
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同
答案：A
解析：解答：A、水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象．故A正确．
B、紫外线具有杀菌作用，可利用紫外线消毒．故B错误．
C、红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置，根据公式：可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大．故C错误．
D、声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率．故D错误．
故选：A．
分析：水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象．紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，也可以用来验钞，它和红外线的特点是不同的，所以使用范围也就不同．根据干涉条纹的宽度的公式判定C；根据多普勒效应判断接收到声波频率的变化．
10．如图所示，为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部分，则以下说法正确的是（）
A．图甲为黄光产生的衍射条纹
B．图甲为蓝光产生的干涉条纹
C．从同一介质射向真空，图甲所示的光临界角大
D．从同一介质以相同入射角射向真空，图甲所示的光折射角大
答案：D
解析：解答：A、B、干涉条纹的间距与波长成正比，黄光的波长比蓝光长，则知图甲为蓝光产生的干涉条纹．故A错误，B不正确；
C、介质对蓝光的折射率大于对黄光的折射率，由临界角公式sinC=知，蓝光的临界角小于黄光的临界角，则若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的介面上，甲图甲所示的光临界角小．故C错误；
D、从同一介质以相同入射角射向真空，n=，蓝色光的折射率大，所以图甲所示的光折射角大，故D正确．
故选：D．
分析：本题根据干涉条纹的间距与波长成正比，黄光的波长比蓝光长去分析．
产生全反射的条件是：一是光从光密介质射入光疏介质；二是入射角大于或等于临界角．根据这个条件进行选择．
11．一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中不正确的是（）
A．增大双缝到屏的距离，条纹间距变大
B．入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变
C．入射光频率变化时条纹间距跟着变化
D．在水里做双缝干涉实验，同样条件下的条纹间距会变化
答案：B
解析：解答：A、根据可得增大双缝到屏的距离L，条纹间距变大，故A正确．
B、入射光的强度与入射光的波长无关，故入射光的强度改变，但波长变短时，条纹间距减小．故B错误．
C、入射光的频率改变时，入射光的波长就发生改变，则条纹间距会随之发生改变，故C正确．
D、在水里做双缝干涉实验，使光的传播速度变小，由于光的频率不变，故波长变小，所以条纹间距变小，故D正确．
故选：B
分析：根据可知条纹间距与双缝到屏的距离L，双缝间距d，光的波长λ有关．光从空气射入水中波长变短．
12．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）
A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
答案：C
解析：解答：A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象．故A错误．
B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象．故B错误．
C、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．故C正确．
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．故D不正确．
故选：C．
分析：光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，根据光的特性判断现象在应用中是否正确；光的双缝干涉实验中，则干涉条纹间距随着波长越长而变宽．
13．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（）
①人从右侧向左看，可以看到彩色条纹
②人从左侧向右看，可以看到彩色条纹
③彩色条纹水平排列
④彩色条纹竖直排列．
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
答案：A
解析：解答：前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹．因为路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故①、③正确，②、④错误．
故选：A．
分析：一束白光从左侧射入肥皂薄膜，前后表面的反射光在前表面发生叠加，路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．
14．下列说法中正确的是（）
A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关
B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动有关
D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10cm长的细线和小铁球
答案：B
解析：解答：A、做简谐运动的质点，其振动能量由振幅决定，故A错误；
B、泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故B正确；
C、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，故C不正确；
D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用100cm长的细线和小铁球，故D错误；
故选：B．
分析：做简谐运动的质点的能量由振幅决定；泊松亮斑是光的衍射形成的；当光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时，光会发生全反射；在不同的惯性参考系中，物体的运动规律不受影响；用单摆测重力加速度时，摆长约为1m时，操作方便，测量结果较准确．
15．光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能．如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是（）
A．光的直线传播B．光的干涉C．光的衍射D．光的偏振
答案：B
解析：解答：光照射在薄膜两表面上被反射回去，在叠加处由于光程差使得两束反射光出现振动减弱，导致相互抵消．从而增强光的透射能力．这是依据光的干涉现象．
故选：B．
分析：真空玻璃管表面采用镀膜，当光照射时膜的两表面产生频率相同的反射光，从而出现光的抵消，最终实现增加透射性．
二．填空题
16．如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．
a图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、③、④依次是滤光片、 和 ．（选填单缝、双缝、）
b以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 .
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离．
答案：单缝|双缝|B
解析：解答：（1）图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、③、④依次是滤光片、单缝、双缝．（2）依据双缝干涉条纹间距规律可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光或增大双缝与屏之间的距离l，B正确．
故选B．
分析：由知，增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以增大④和⑤之间的距离，或换用更长波长的光．
17．某同学在做双缝干涉实验中，测得红光的波长为0.75μm，红光的频率是 HZ．
答案：4×1014
解析：解答：波长、波速及频率的关系为：波速等于波长与频率的乘积，即c=λf．
则有：f==4×1014HZ
故答案为：4×1014．
分析：根据电磁波传播的速度等于光速；由公式c=λf可知，电磁波的波速一定，频率与波长成反比．
18． 1801年英国物理学家托马斯 杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象．他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获得；由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得 ．
答案：获得相干光源（或产生频率相同的两束光）一个点光源|两个振动情况总相同的光源，即相干光源
解析：解答：在干涉实验中，两光的频率需相同，则屏的作用是得到相干光源．
因此他用单色光照射屏上的一个小孔，是为了获一个点光源，由小孔射出来的光再射到两个小孔上，是为了获得相干光源．
故答案为：获得相干光源（或产生频率相同的两束光）一个点光源，两个振动情况总相同的光源，即相干光源
分析：发生干涉的条件是两列频率相同的光，屏的作用是得到相干光源，干涉图样与两孔平行．
19．利用光的现象或原理填空
a．照相机镜头镀的一层膜是利用了光的 原理
b．海市蜃楼是光的 现象
c．光纤通信是利用了光的 原理
d．人们眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的 现象．
答案：干涉|折射|全反射|衍射
解析：解答：A、照相机镜头镀的一层膜，是增透膜，是利用了光的干涉原理，
B、海市蜃楼是光的折射现象；
C、光纤通信是利用了光的全反射原理；
D、眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的单缝衍射现象．
故答案为：A．干涉B．折射C．全反射D．衍射．
分析：增透膜是利用光的干涉现象；海市蜃楼是光的折射现象；光纤通信是利用了光的全反射现象；眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹，这是光的衍射现象．
20．当发生双缝干涉现象时，要增大屏上条纹的宽度，可采取的措施有 ．
答案：增加双缝到屏的距离L、减小缝之间的距离d、增加光的波长λ（减小频率f）
解析：解答：当发生双缝干涉现象时，要增大屏上条纹的宽度△x，根据公式，可以增加双缝到屏的距离L、减小缝之间的距离d、增加光的波长λ（减小频率f）；
故答案为：增加双缝到屏的距离L、减小缝之间的距离d、增加光的波长λ（减小频率f）．
分析：根据双缝干涉条纹间距公式列式分析即可．
三．解答题
21．一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为1.0m处的光屏上，测得1至5条亮纹间的距离为7.6mm．已知所用的双缝间距离为0.25mm．
（1）求这种单色光的波长．
答案：条纹间距△y=
因
则解得，单色光的波长：λ=4.75×10﹣7m
（2）若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则这种光在增透膜中的波长是多少？增透膜的厚度至少应取多少？
答案：因n=
那么光在增透膜中的波长
增透膜的厚度至少为：
解析：解答：（1）条纹间距△y=因
则解得，单色光的波长：λ=4.75×10﹣7m（2）因n=
那么光在增透膜中的波长
增透膜的厚度至少为：
分析：（1）根据求出单色光的波长．（2）两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光．
22．S1、S2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014Hz，光屏上A点与S1、S2的光程差为1.8×10﹣6m．
（1）若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现什么条纹？
答案：若S1、S2的振动步调完全一致，则A点出现暗条纹
（2）若S1、S2的振动步调完全相反，则A点出现什么条纹？
答案：若S1、S2的振动步调完全相反，则A点出现明条纹
解析：解答：光的波长为：
由=4×10﹣7m，
光屏上A点到S1、S2的路程差为1.8×10﹣6m，
由于n=，
即光程差为半波长的奇数倍．若步调一致，则A点为暗条纹；若步调相反，则A点为亮条纹．
分析：当光屏上点到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍时，出现明条纹；当光屏上点到S1、S2的路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹．
23．用波长为660nm的红光做双缝干涉实验，相邻两亮条纹间距为4.8nm，
（1）如果实验装置不变，改用波长为440nm的紫光，相邻两亮条纹间距为多少？
答案：根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
（2）如果相邻两亮条纹间距是4nm，则实验所用单色光波长为多少？
答案：根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
=
解析：解答：①根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
②根据双缝干涉实验条纹间距公式，有：
故
=
答：①如果实验装置不变，改用波长为440nm的紫光，相邻两亮条纹间距为3.2nm；
②如果相邻两亮条纹间距是4nm，则实验所用单色光波长为550nm．
分析：①根据双缝干涉实验条纹间距公式列式求解即可；
②同样根据双缝干涉实验条纹间距公式列式求解．
24．要使某透镜能对在空气中波长为0.52μm的黄光增透，至少要在镜面上涂厚度为多大的增透膜？（假定做这种膜的材料的折射率为1.3）
答案：解答：光波在膜中的波长为：
λ′=m=4.0×10﹣7m
增透膜的厚度为：d==m=1.0×10﹣7m．
答：至少要在镜面上涂厚度为多大的增透膜1.0×10﹣7m．
解析：分析：两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光．
25．某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少；
答案：波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf，可得λ=、
则有中波的波长λ1==7.5xm
而微波的波长λ2==0.75m
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处；
答案：发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？
答案：中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显
解析：解答：（1）波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf，可得λ=、
则有中波的波长λ1==7.5xm而微波的波长λ2==0.75m（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处，若是干涉则必须频率相同，明显不可能是干涉现象．所以电磁波是经过波的衍射后绕过高山，到达居住地A处．（3）要发生明显的波衍射现象，则波长必须与阻碍物尺寸差不比，所以两种波的接收效果明显不同，波长越长的波接收效果更好．因此中波接收效果更好．
答：（1）该中波和微波的波长各是750m，0.75m；（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处；（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显．
分析：本题主要考查两个方面的知识：（1）电磁波在传播过程中以光速传播且保持不变；（2）理解电磁波的波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf（c是电磁波的波速，λ是电磁波波长，f是电磁波的频率）．
干涉的条件是频率相同，而明显的衍射现象波长必须要长．
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