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2022届高考物理一轮复习光学专题物理光学---光的干涉基础过关（1）
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这是一份2022届高考物理一轮复习光学专题物理光学---光的干涉基础过关（1），共14页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共3小题，填空题，共4小题，解答题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题，共10小题
1．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，，经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长时，则处为（ ）
A．4号亮纹B．4号暗纹C．6号亮纹D．6号暗纹
2．把一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，让单色光从上方射入，如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是（ ）
A．干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．将上玻璃板平行上移，条纹逆向劈尖移动
D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧
3．一束复色光射到三棱镜的O点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为a光和b光， 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上a光先消失
B．a光的折射率大于b光的折射率
C．在真空中，a光的速度大于b光的
D．在同一双缝干涉装置中，a光产生的干涉条纹比b光的宽
4．汽车氙气大灯（前照灯）通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好的照明效果，保证行车安全。如图是某汽车所用的透镜，图中MN为透镜的直径，两单色光A、B照射到圆心O上，出射光线都沿OP方向。下列说法正确的是（ ）
A．若A、B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光
B．不考虑反射，B光在玻璃中传播的时间比A光的短
C．若分别用A、B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是A光
D．若A、B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距小
5．单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙图为干涉图样，丙、丁图为衍射图样
B．甲图中条纹间距越大，该色光的波长越大
C．乙图中单缝越宽，中央亮纹越宽
D．丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越明显
6．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
7．把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上（如图）。现用某单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹。下列关于两束干涉光及干涉条纹的说法中正确的是（ ）
A．两束干涉光是图中a、b面反射形成的
B．干涉条纹是疏密均匀的同心圆
C．若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变密
D．若改用波长更长的单色光照射，条纹变疏
8．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
9．下列说法中不正确的是（ ）
A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象
C．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象
D．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象
10．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，，经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长时，则处为（ ）
A．4号亮纹B．4号暗纹C．6号亮纹D．6号暗纹
二、多选题，共3小题
11．对于光的认识，下列说法正确的是（ ）
A．光的干涉现象能说明光是一种波
B．光的偏振现象能说明光是横波
C．光不容易观察到衍射现象是因为光的速度太大
D．玻璃对绿光和红光的折射率相同
12．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的
C．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小
D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的过能力
13．下列说法正确的是（ ）
A．简谐运动的回复力总是与速度方向相反
B．只要增大摆球的质量，单摆的周期就会增大
C．当波长大于障碍物的尺寸时，可以发生明显的衍射现象
D．光波波长越大时，通过同一双缝干涉装置亮条纹的宽度越大
E.同一物体温度高时红外辐射比温度低时红外辐射强
三、填空题，共4小题
14．太阳光照射到肥皂膜上可看到彩色条纹是______________现象，白光通过双缝可以在光屏上得到______________光带．
15．如图所示两种条纹中，图_______所示是双缝干涉条纹，图_______所示是单缝衍射条纹．
16．若用绿、黄、红、紫四种颜色的光做双缝干涉实验，在所产生的干涉条纹中相邻明条纹间距最宽的是_____色条纹。若用黄光照射某金属能有光电效应现象，那换用其中的_____色的光一定也能。
17．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a色的频率最大
B．c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大
C．若分别让a、b、c三色光通过一条缝干涉装置，a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
E.a光能发生偏振现象，c光不能发生
四、解答题，共4小题
18．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d=0.1mm，双缝到屏的距离l=6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
19．下列在生活中常常看到的自然现象，分别属于什么光学现象？
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点。
20．我国非常注重太阳能的开发和利用，太阳能热水器的产量和使用量均为世界第一。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内能，这种镀膜技术的物理依据是什么？请查阅相关资料后与同学分享所得。
21．用波长为0.51μm的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹，测得两条亮条纹间距为0.5mm。将该装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验，测得干涉条纹中两相邻亮条纹间距仍为0.5mm。若水对红光的折射率为，求红光的频率ν。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．A
【详解】
入射光的波长为时，处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足
当入射光的波长为时，则满足
则处为4号亮纹，A正确。
故选A。
2．A
【详解】
A．是由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，条纹间距都相等，故A正确；
B．条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；
C．条纹的位置与空气劈尖膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气劈尖膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C错误；
D．薄膜干涉条纹时，眼睛应从入射光的同一侧，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
AB．由图可知，a光的偏折程度较小，根据折射率公式可得a光折射率小于b光折射率，当入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上b光先消失，AB错误；
C．光在真空中的传播速度相同，C错误；
D．由于a光折射率小于b光折射率，所以a光的波长大于b光波长，由公式
可知，a光产生的干涉条纹比b光宽，故D正确；
故选D。
4．A
【详解】
A．由图可知，B光的折射率大于A光的折射率，由
可知B光更容易发生全反射，所以若A、B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光，故A正确；
B．由
可知B光在玻璃中的传播速度较小，所以不考虑反射，B光在玻璃中传播的时间比A光的长，故B错误；
C．由折射率越大，则光的频率越大，可知B光的频率较大，光电效应方程
知若分别用A、B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是B光，故C错误；
D．由
可知A光的波长较长，由公式
得若A、B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距大，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．甲图中，条纹等间距为单色光的双缝干涉图样、乙图中，条纹不等间距为单色光的单缝衍射图样，丙为单色光通过小圆孔的衍射图样、丁图为单色光通过小圆盘的衍射图样，故A错误；
B．甲图中，根据干涉条纹间距公式
知条纹间距越大，该色光的波长越大，故B正确；
C．乙图中单缝越宽，中央亮纹越窄，故C错误；
D．丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越不明显，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度是相同的，A正确；
B．a、b、c三种色光中，a光的偏折程度最大，棱镜对a光的折射率最大，则a光的频率最大，a光的波长最小，则c光的波长最长，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则c光形成的干涉条纹的间距最大，B错误；
C．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式分析可知，a光的临界角最小，c光的临界角最大，则若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．由图可见，设透镜的曲率半径为R，与接触点O相距为r处空气层的厚度为d，其几何关系式为
由于R≫d，可以略去d2，得
产生暗环的条件是：
，其中k=0，1，2，3，…
为干涉暗条纹的级数；可得第k级暗环的半径为
只要测出Dm与Dn（分别为第m与第n条暗环的直径）的值，就能算出R或λ。通过以上分析，可以得到，两束干涉光是图中b、c面反射形成的，A错误；
B．干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越稀疏，B错误；
C．表面曲率半径R变大，若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变疏，C错误；
D．若改用波长λ更长的单色光照射，条纹变疏，D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象，选项A正确，不符合题意；
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B正确，不符合题意；
C．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象，选项C正确，不符合题意；
D．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的干涉现象，选项D错误，符合题意。
故选D。
10．A
【详解】
入射光的波长为时，处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足
当入射光的波长为时，则满足
则处为4号亮纹，A正确。
故选A。
11．AB
【详解】
A．干涉是波特有的现象，则光的干涉现象能说明光是一种波， A正确；
B．光的偏振现象能说明光是横波， B正确；
C．光不容易观察到衍射现象是因为光的波长太小，与速度大小无关，C错误；
D．玻璃对绿光和红光的折射率不相同， D错误。
故选AB。
12．AC
【详解】
A．在肥皂薄膜干涉中，薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相干光，它们相互叠加形成干涉条纹，A正确；
B．肥皂薄膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是变化的，厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的，B错误；
C．波长越短的光波，对同一个装置，干涉条纹越窄，绿光的波长小于黄光的波长，所以绿光照射薄膜产生的干涉条纹的间距比黄光照射时的间距小，C正确；
D．出现明、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置，若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成亮条纹，对暗条纹也是一样道理，竖直的肥皂薄膜，其厚度相等的位置在同一水平面上，因此干涉条纹基本上是水平的，D错误。
故选AC。
13．CDE
【详解】
A．简谐运动的回复力总是与位移方向相反，但是与速度方向不一定相反，选项A错误；
B．根据
可知，单摆的周期与摆球的质量无关，选项B错误；
C．当波长大于障碍物的尺寸时，可以发生明显的衍射现象，选项C正确；
D．根据
可知，光波波长越大时，通过同一双缝干涉装置亮条纹的宽度越大，选项D正确；
E．同一物体温度高时红外辐射比温度低时红外辐射强，选项E正确。
故选CDE。
14．干涉 彩色
【详解】
[1] 太阳光照射到肥皂膜上可看到彩色条纹是薄膜干涉现象；
[2]白光通过双缝后，不同颜色的光亮条纹位置不同，故光屏上可以看到彩色光带。
15．（b） （a）
【详解】
[1]干涉条纹为等间距等宽度的条纹，故图（b）为干涉条纹；
[2]衍射条纹为中间宽，两边窄的不等间距条纹，故图（a）为单缝衍射条纹。
16．红 绿、紫
【详解】
[1]．在波的干涉中，干涉条纹的间距，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故所产生的干涉条纹中相邻明条纹间距最宽的，则波长最长的红光；
[2]．若用黄光照射某金属能有光电效应现象，根据光电效应规律，因为绿光和紫光的频率大于黄光，则换用其中的绿光和紫光一定也能有光电效应现象。
17．ABD
【详解】
A．根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，能量最大，A正确；
B．c光的折射率最小，由公式分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大，B正确；
C．c光的波长最长，a光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，C错误；
D．光的折射率最大，由临界角公式分析得知，a光的临界角最小，若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射，D正确；
E．光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故E错误。
故选ABD。
18．（1）氦氖激光器发出的红光波长λ是6.3×10﹣7m；
（2）屏上的明条纹间距是2.85×10﹣2m．
【解析】试题分析：根据△x=λ，可得红光的波长．进入水中，红光的波长发生改变，则明条纹的间距发生变化．
解：（1）根据△x=λ，解得红光的波长为：
λ=△x=×3.8×10﹣2m=6.3×10﹣7m．
（2）因为v=，所以λ=
则红光进入水中的波长为：λ′===
所以△x=λ′==2.85×10﹣2m
故屏上的明条纹间距是2.85×10﹣2m．
答：（1）氦氖激光器发出的红光波长λ是6.3×10﹣7m；
（2）屏上的明条纹间距是2.85×10﹣2m．
【点评】解决本题的关键掌握波动和振动的关系，以及条纹间距公式△x=λ的应用．
19．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象
【详解】
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色是薄膜干涉现象；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络是光的衍射现象；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点是光的折射形成的色散现象。
20．见解析
【详解】
光照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，这是依据光的干涉原理。
21．
【详解】
已知绿光的波长
绿光两明条纹间距
红光两明条纹间距为
设双缝间距为d，双缝到屏的间距为L，绿光在水中的波长为，相邻两明条纹间距为
则在空气中对绿光有
在水中对红光有
由以上两式可得
由波速公式，在水中对红光有
水的折射率，且
则红光的频率
一、单选题，共10小题
1．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，，经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长时，则处为（ ）
A．4号亮纹B．4号暗纹C．6号亮纹D．6号暗纹
2．把一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，让单色光从上方射入，如图所示。这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是（ ）
A．干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．将上玻璃板平行上移，条纹逆向劈尖移动
D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧
3．一束复色光射到三棱镜的O点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为a光和b光， 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上a光先消失
B．a光的折射率大于b光的折射率
C．在真空中，a光的速度大于b光的
D．在同一双缝干涉装置中，a光产生的干涉条纹比b光的宽
4．汽车氙气大灯（前照灯）通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好的照明效果，保证行车安全。如图是某汽车所用的透镜，图中MN为透镜的直径，两单色光A、B照射到圆心O上，出射光线都沿OP方向。下列说法正确的是（ ）
A．若A、B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光
B．不考虑反射，B光在玻璃中传播的时间比A光的短
C．若分别用A、B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是A光
D．若A、B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距小
5．单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙图为干涉图样，丙、丁图为衍射图样
B．甲图中条纹间距越大，该色光的波长越大
C．乙图中单缝越宽，中央亮纹越宽
D．丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越明显
6．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
7．把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上（如图）。现用某单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹。下列关于两束干涉光及干涉条纹的说法中正确的是（ ）
A．两束干涉光是图中a、b面反射形成的
B．干涉条纹是疏密均匀的同心圆
C．若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变密
D．若改用波长更长的单色光照射，条纹变疏
8．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
9．下列说法中不正确的是（ ）
A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象
C．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象
D．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象
10．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，，经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长时，则处为（ ）
A．4号亮纹B．4号暗纹C．6号亮纹D．6号暗纹
二、多选题，共3小题
11．对于光的认识，下列说法正确的是（ ）
A．光的干涉现象能说明光是一种波
B．光的偏振现象能说明光是横波
C．光不容易观察到衍射现象是因为光的速度太大
D．玻璃对绿光和红光的折射率相同
12．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的
C．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射的间距小
D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的过能力
13．下列说法正确的是（ ）
A．简谐运动的回复力总是与速度方向相反
B．只要增大摆球的质量，单摆的周期就会增大
C．当波长大于障碍物的尺寸时，可以发生明显的衍射现象
D．光波波长越大时，通过同一双缝干涉装置亮条纹的宽度越大
E.同一物体温度高时红外辐射比温度低时红外辐射强
三、填空题，共4小题
14．太阳光照射到肥皂膜上可看到彩色条纹是______________现象，白光通过双缝可以在光屏上得到______________光带．
15．如图所示两种条纹中，图_______所示是双缝干涉条纹，图_______所示是单缝衍射条纹．
16．若用绿、黄、红、紫四种颜色的光做双缝干涉实验，在所产生的干涉条纹中相邻明条纹间距最宽的是_____色条纹。若用黄光照射某金属能有光电效应现象，那换用其中的_____色的光一定也能。
17．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．a色的频率最大
B．c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大
C．若分别让a、b、c三色光通过一条缝干涉装置，a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
E.a光能发生偏振现象，c光不能发生
四、解答题，共4小题
18．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d=0.1mm，双缝到屏的距离l=6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
19．下列在生活中常常看到的自然现象，分别属于什么光学现象？
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点。
20．我国非常注重太阳能的开发和利用，太阳能热水器的产量和使用量均为世界第一。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内能，这种镀膜技术的物理依据是什么？请查阅相关资料后与同学分享所得。
21．用波长为0.51μm的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹，测得两条亮条纹间距为0.5mm。将该装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验，测得干涉条纹中两相邻亮条纹间距仍为0.5mm。若水对红光的折射率为，求红光的频率ν。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．A
【详解】
入射光的波长为时，处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足
当入射光的波长为时，则满足
则处为4号亮纹，A正确。
故选A。
2．A
【详解】
A．是由于光在空气薄膜上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，条纹间距都相等，故A正确；
B．条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；
C．条纹的位置与空气劈尖膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气劈尖膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C错误；
D．薄膜干涉条纹时，眼睛应从入射光的同一侧，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
AB．由图可知，a光的偏折程度较小，根据折射率公式可得a光折射率小于b光折射率，当入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上b光先消失，AB错误；
C．光在真空中的传播速度相同，C错误；
D．由于a光折射率小于b光折射率，所以a光的波长大于b光波长，由公式
可知，a光产生的干涉条纹比b光宽，故D正确；
故选D。
4．A
【详解】
A．由图可知，B光的折射率大于A光的折射率，由
可知B光更容易发生全反射，所以若A、B两单色光以相同入射角照射到某一界面，只有一种单色光发生了全反射，则该单色光一定是B光，故A正确；
B．由
可知B光在玻璃中的传播速度较小，所以不考虑反射，B光在玻璃中传播的时间比A光的长，故B错误；
C．由折射率越大，则光的频率越大，可知B光的频率较大，光电效应方程
知若分别用A、B光照射某金属，只有一种单色光能产生光电效应，则该光一定是B光，故C错误；
D．由
可知A光的波长较长，由公式
得若A、B两单色光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距大，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．甲图中，条纹等间距为单色光的双缝干涉图样、乙图中，条纹不等间距为单色光的单缝衍射图样，丙为单色光通过小圆孔的衍射图样、丁图为单色光通过小圆盘的衍射图样，故A错误；
B．甲图中，根据干涉条纹间距公式
知条纹间距越大，该色光的波长越大，故B正确；
C．乙图中单缝越宽，中央亮纹越窄，故C错误；
D．丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越不明显，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度是相同的，A正确；
B．a、b、c三种色光中，a光的偏折程度最大，棱镜对a光的折射率最大，则a光的频率最大，a光的波长最小，则c光的波长最长，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则c光形成的干涉条纹的间距最大，B错误；
C．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式分析可知，a光的临界角最小，c光的临界角最大，则若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．由图可见，设透镜的曲率半径为R，与接触点O相距为r处空气层的厚度为d，其几何关系式为
由于R≫d，可以略去d2，得
产生暗环的条件是：
，其中k=0，1，2，3，…
为干涉暗条纹的级数；可得第k级暗环的半径为
只要测出Dm与Dn（分别为第m与第n条暗环的直径）的值，就能算出R或λ。通过以上分析，可以得到，两束干涉光是图中b、c面反射形成的，A错误；
B．干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，越向外越稀疏，B错误；
C．表面曲率半径R变大，若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变疏，C错误；
D．若改用波长λ更长的单色光照射，条纹变疏，D正确。
故选D。
8．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。
9．D
【详解】
A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象，选项A正确，不符合题意；
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B正确，不符合题意；
C．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象，选项C正确，不符合题意；
D．肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的干涉现象，选项D错误，符合题意。
故选D。
10．A
【详解】
入射光的波长为时，处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足
当入射光的波长为时，则满足
则处为4号亮纹，A正确。
故选A。
11．AB
【详解】
A．干涉是波特有的现象，则光的干涉现象能说明光是一种波， A正确；
B．光的偏振现象能说明光是横波， B正确；
C．光不容易观察到衍射现象是因为光的波长太小，与速度大小无关，C错误；
D．玻璃对绿光和红光的折射率不相同， D错误。
故选AB。
12．AC
【详解】
A．在肥皂薄膜干涉中，薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相干光，它们相互叠加形成干涉条纹，A正确；
B．肥皂薄膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是变化的，厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的，B错误；
C．波长越短的光波，对同一个装置，干涉条纹越窄，绿光的波长小于黄光的波长，所以绿光照射薄膜产生的干涉条纹的间距比黄光照射时的间距小，C正确；
D．出现明、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置，若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成亮条纹，对暗条纹也是一样道理，竖直的肥皂薄膜，其厚度相等的位置在同一水平面上，因此干涉条纹基本上是水平的，D错误。
故选AC。
13．CDE
【详解】
A．简谐运动的回复力总是与位移方向相反，但是与速度方向不一定相反，选项A错误；
B．根据
可知，单摆的周期与摆球的质量无关，选项B错误；
C．当波长大于障碍物的尺寸时，可以发生明显的衍射现象，选项C正确；
D．根据
可知，光波波长越大时，通过同一双缝干涉装置亮条纹的宽度越大，选项D正确；
E．同一物体温度高时红外辐射比温度低时红外辐射强，选项E正确。
故选CDE。
14．干涉 彩色
【详解】
[1] 太阳光照射到肥皂膜上可看到彩色条纹是薄膜干涉现象；
[2]白光通过双缝后，不同颜色的光亮条纹位置不同，故光屏上可以看到彩色光带。
15．（b） （a）
【详解】
[1]干涉条纹为等间距等宽度的条纹，故图（b）为干涉条纹；
[2]衍射条纹为中间宽，两边窄的不等间距条纹，故图（a）为单缝衍射条纹。
16．红 绿、紫
【详解】
[1]．在波的干涉中，干涉条纹的间距，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故所产生的干涉条纹中相邻明条纹间距最宽的，则波长最长的红光；
[2]．若用黄光照射某金属能有光电效应现象，根据光电效应规律，因为绿光和紫光的频率大于黄光，则换用其中的绿光和紫光一定也能有光电效应现象。
17．ABD
【详解】
A．根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，能量最大，A正确；
B．c光的折射率最小，由公式分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大，B正确；
C．c光的波长最长，a光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，C错误；
D．光的折射率最大，由临界角公式分析得知，a光的临界角最小，若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射，D正确；
E．光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故E错误。
故选ABD。
18．（1）氦氖激光器发出的红光波长λ是6.3×10﹣7m；
（2）屏上的明条纹间距是2.85×10﹣2m．
【解析】试题分析：根据△x=λ，可得红光的波长．进入水中，红光的波长发生改变，则明条纹的间距发生变化．
解：（1）根据△x=λ，解得红光的波长为：
λ=△x=×3.8×10﹣2m=6.3×10﹣7m．
（2）因为v=，所以λ=
则红光进入水中的波长为：λ′===
所以△x=λ′==2.85×10﹣2m
故屏上的明条纹间距是2.85×10﹣2m．
答：（1）氦氖激光器发出的红光波长λ是6.3×10﹣7m；
（2）屏上的明条纹间距是2.85×10﹣2m．
【点评】解决本题的关键掌握波动和振动的关系，以及条纹间距公式△x=λ的应用．
19．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象
【详解】
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色是薄膜干涉现象；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络是光的衍射现象；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点是光的折射形成的色散现象。
20．见解析
【详解】
光照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，这是依据光的干涉原理。
21．
【详解】
已知绿光的波长
绿光两明条纹间距
红光两明条纹间距为
设双缝间距为d，双缝到屏的间距为L，绿光在水中的波长为，相邻两明条纹间距为
则在空气中对绿光有
在水中对红光有
由以上两式可得
由波速公式，在水中对红光有
水的折射率，且
则红光的频率
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