小练53 光的干涉 实验：用双缝干涉实验测量光的波长-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理拿满基础分自主小练

拿满基础分自主小练·物理 小练53光的干涉 实验：用 (考试时间：30分 第1~6小题为单项选择题，每小题4分；第7 小题为多项选择题，每小题6分 1.如图所示为用双缝干涉测光的波长的实验 装置，下列说法正确的是 光源 凸透镜 拨杆 遮光筒 S测量头目镜 A.组装仪器时，单缝和双缝应该相互垂直 B.组装仪器时，应将双缝固定在图中1处 C.转动测量头的手轮可以移动分划板的刻线 D.可用毫米刻度尺测量双缝的间距 2.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中发 现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办 法有 A.改用强度更小的光作为入射光 B.增大双缝到屏的距离 C.增大双缝到单缝的距离 D.增大双缝的间距 3.(教材改编题)如图所示，在双缝干涉实验 中，若单色光源S到双缝S1、S2的距离相 等，屏上中央亮条纹位于图中O处。现将 光源S向上移动到示意图中的S位置，下 列说法正确的是 A.中央亮条纹向下移动， 且条纹间距不变 S。 B.中央亮条纹向上移动，S S2 且条纹间距不变 C.中央亮条纹向下移动，且条纹间距减小 D.中央亮条纹向上移动，且条纹间距增大 4.制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂 有的二氧化硅(SO2)薄膜的厚度，把左侧二 氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用 波长λ=630nm的激光从上方照射劈尖， 观察到在腐蚀区域内有8条亮纹，且二氧 化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，如 图乙所示。已知二氧化硅的折射率为1.5， 则二氧化硅薄膜的厚度为 10 班级： 姓名： 。。。。。。。。。。。。。。 双缝干涉实验测量光的波长 钟，满分42分) 腐蚀区 M SiO2 硅片 硅片 甲 A.3780nm B.2520nm C.1890nm D.1680nm 5.(教材改编题)在图示的双缝干涉实验中， 光源S到缝S1、S2的距离相等，P。为缝 S1、S2连线中垂线与光屏的交点，用波长为 400nm的光进行实验时，光屏中央P。处呈 现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈 现第3条亮条纹。改用波长为600nm的 光进行实验时，P处将呈现 岸 A.第2条亮条纹 B.第3条亮条纹 C.第2条暗条纹 D.第3条暗条纹 6.(教材改编题)登山运动员在登雪山时要注 意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更 不能长时间被紫外线照射，否则将会严重 损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设 计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼 镜。他选用的薄膜材料对紫外线的折射率 为，所要消除的紫外线的频率为f,已知 紫外线在真空中的速度为c,那么他设计的 这种“增反膜”的厚度至少为 A号B玩 c并 D 7.(多选)如图所示，将半径很大的平凸透镜 放在一块平板玻璃上，单色光从上方垂直 入射，在平凸透镜和平板玻璃之间的空气 膜上、下表面反射，从上往下观察，可以看 到明、暗相间的圆环状条纹，这种条纹称为 牛顿环，下列说法正确的是 平凸透镜 平板玻璃— A.产生干涉的两束光来自于平板玻璃上、 下表面的反射光 B.产生的干涉条纹是一系列以平凸透镜顶 点为圆心等间隔的同心圆 C.若换用半径更大（厚度不变）的平凸透 镜，干涉条纹间距将变大 D.若换用频率更大的单色光照射，干涉条 纹间距将变小 8.(6分，教材改编题)现有毛玻璃屏A、双缝 B、白光光源C、单缝D和红色滤光片E等 光学元件，把它们放在如图甲所示的光具 座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光 的波长。 光源 遮光筒 -39 010 甲 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次 放置其他光学元件，由左至右，表示各光学 元件的最佳排列顺序应为C、、A。 (填题中所给器材对应的字母) (2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观 察到光的干涉现象很明显，条纹清晰。若 他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上 观察到条纹数有所增加，且清晰。以下改 动可能会实现这个效果的是 (填正确答案标号) A.仅将单缝与双缝的位置互换 B.仅将单缝与双缝间距增大少许 C.仅将滤光片移至单缝和双缝之间 D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片 (3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮 条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮 条纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后 同方向转动测量头，使分划板中心刻线与 第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示 数如图丙所示，测得双缝间距为2× -10 10-4m,双缝到屏的距离为0.7m,可得所 测红光波长为 m 9.(6分)如图所示为截面为半圆形的玻璃砖， 一束波长λ=5×107m的激光竖直向上沿 半径射入，人射光线与玻璃砖平面界面成 45°角，在O点恰好发生全反射，水平向左 射出玻璃砖后，进入双缝干涉装置，已知玻 璃砖的半径R=0.3m,双缝间距d=2× 10-4m,光屏距离双缝1=1m,光在真空中 的传播速度c=3×108m/s,求： (1)光在玻璃砖中传播的时间t; (2)光屏上相邻亮条纹的间距△x。 双缝 光屏参考答案及解析 光在AC边上恰好全反射sinB=】 (1分) 根据几何关系可知a十B=90 (1分) 联立解得-发 (1分) 1 (2)由图中几何关系可得MN之间的距离x= sin a (1分) 由(1)可得sina= 3 (1分) 3 光在棱镜内的传播速度v=￡ (1分) 光从AB边到AC边的传播时间：=二=32(1分) 7.【解析】(1)光路图如图所示 60 60 光束进入透明柱体后，入射到P点，根据几何关系有 入射角i=60 (1分) 此时恰好发生全反射，故临界角C=i=60° (1分) 由折射定律有 1 n= sin C (1分) 解得n=2 (1分) 3 (2)由几何关系可知，光在透明柱体中的传播距离x =6R (1分) 根据n=C (1分) =号 (1分) 联立解得=43R (1分) 8.【解析】(1)由n=C (1分) 解得光在水中传播的速度u=S=3X10 ,m/s≈2.1 X10*m/s (1分) (2)根据光的全反射条件可知临界角满足sinC= n (1分) 解得C=45 (1分) 由几何知识可知，t=0时射出水面的光线的外圆半径 R=h 水面上可观察到点光源发出的光射出水面的面积S 物理 =πR2一πr2 (1分) 解得S≈0.75m (1分) (3)设点光源在O点下方距离O点为d时，水面上方 观察不到点光源发出的光，运动所需要的时间为t,根 据光的全反射条件有 d=tan C (1分) 根据运动学知识有 1 h-d=2ar (1分) 解得t=2s (1分) 小练53光的干涉 实验：用双缝干涉实验测量光的波长 1.C【解析】在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行 放置，A项错误：组装仪器时，应将双缝固定在图中2 处，B项错误：转动测量头的手轮可以移动分划板的 刻线，C项正确；双缝的间距很小，需要精确到 0.1mm,不可用毫米刻度尺，可用游标卡尺测量双缝 的间距，D项错误。 2B【解析】根据△=子入可知，要增大条纹间距，可 增大双缝到屏的距离L,使用波长λ更长的光，减小 双缝的间距d,B项正确。 3.A【解析】在双缝干涉实验中，若把单色光源S从双 缝S1、S的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝 S、S:的光仍然是相干光，仍可产生干涉条纹，中央 亮纹的位置经过S、S,到S的路程差仍等于0，由于 S'S1<S'S2,故中央亮纹的位置略向下移，根据公式 △=，可知条纹间距不变，A项正确。 4.D【解析】根据题意，由于二氧化硅的折射率为1.5， 则激光在二氧化硅中的波长=产，观察到在腐蚀 区域内有8条亮纹，则有2d=8λ！，联立解得二氧化硅 薄膜的厚度d=1680nm,D项正确。 GA【锅们由公式△台，可知受一学，当改 用被长为60m的光进行实验时，则有号-宁， 即号一六-器解得a=2,即P处将呈现第2条充 条纹，A项正确。 6.B【解析】为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射 光分别从该膜前、后表面的反射光叠加，以加强光的 反射，因此光程差应该是光的波长的整数倍，即△x= m入(m=1,2,3…),而△x=2d,由波长、频率和波速的 关系有=入，在膜中光的波速=分，联立解得d= 物理 m2,当n=1时，膜的厚度最小，即d=2行B项 C 正确。 7.CD【解析】薄膜干涉是由空气膜前、后两个面（即 平凸透镜下表面和平板玻璃上表面)的反射光叠加产 生的，A项错误；由于以顶点为圆心的各点空气薄膜 厚度相等且随半径的方向不均匀变化，因此可以看到 条纹是以平凸透镜顶点为圆心的同心圆，但疏密不均 入 匀，B项错误：由题可知D=2sm日其中D为干涉条 纹间距，λ是光的波长，0是平凸透镜下表面与平板玻 璃上表面的夹角，若换用半径更大的平凸透镜，0会 变小，因此干涉条纹间距将变大，C项正确：频率大的 L 单色光波长小，根据干涉条纹间距公式△x=入可 知，条纹间距变小，D项正确。 8.(1)EDB(2分) (2)D(2分) (3)6.6×10-1(2分) 【解析】(1)通过双缝干涉实验装置来测量红光的波 长，应先将白光光源C放在光具座最左端，然后在光 源前放置红色滤光片E,过滤掉其他颜色的光，接着 在滤光片前放置单缝，从而获得同相位的线光源，接 着在单缝前放置双缝，从而得到相干光源，最后在双 缝前放置毛玻璃屏A,因此实验中各元件的顺序应为 CEDBA。 (2)仅将单缝与双缝的位置互换，则双缝干涉变成单 缝衍射，光屏上将出现衍射条纹，条纹宽度变大，数量 减少，A项错误；根据双缝干涉的条纹间距公式△x 有入，可知仅将单缝与双缝间距增大少许不会影响条 纹间距，仅将滤光片移至单缝和双缝之间不能在毛玻 璃屏上观察到条纹数增加，仅将红色滤光片换成绿色 滤光片时，由于绿光的波长小于红光的波长，则发生 干涉的光波长减小，因此得到的干涉条纹的间距将减 小，在毛玻璃屏上观察到条纹数将有所增加，且清晰， B、C项错误，D项正确。 (3)由图乙可得其读数x1=2mm+32.0X0.01mm =2.320mm,由图丙可得其读数x2=13.5mm十 37.0×0.01mm=13.870mm,干涉条纹间距△x= 13.870mm-2.320mm=2.31mm,根据条纹间距 6-1 公式△x= L △xd d 入，可得入= L 2.31×10-3×2.0×10-4 0.7 m=6.6×10-7m。 9.【解析】(1)根据临界角与折射率的关系有 7 参考答案及解析 ns、1 1 sin C sin45= (1分) 光在玻璃砖中的传播时间t=2R (1分) ) 光在玻璃砖中的传播速度v=S (1分) 联立解得t=2√/2X10-9s (1分) (2)根据条纹间距与波长的关系可得△x=宁久入=2.5 ×10-3m (2分) 小练54光的衍射偏振色散激光 1.D【解析】当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没 有亮度，在偏振片Q绕轴匀速转动一周的过程中，光 屏V上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮，且只有一条 亮线，不随偏振片转动而转动，D项正确。 2.C【解析】将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，修 复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因 修复，这是利用了激光的高能量，C项正确。 3.D【解析】洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的 彩色现象是光的色散现象，A项错误；小孩儿吹出的 肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象是薄膜干涉现 象，B项错误；雨后天晴马路上的油膜在阳光照耀下 出现的彩色现象是薄膜干涉现象，C项错误；用游标 卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色 现象是光的衍射现象，D项正确。 4,B【解析】无论是单缝还是双缝，光屏上出现的图样 中央都是白色条纹，单缝会出现衍射图样，双缝会出 现干涉图样，A项错误，B项正确；白炽灯发出的白光 属于自然光，如果M是偏振片，沿水平轴线旋转M, 光屏上光的亮度不会发生变化，颜色也不会发生变 化，C、D项错误。 5.D【解析】一束自然光相继通过两个偏振片，以光束 为轴旋转其中一个偏振片，当看到透射光的强度发生 变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直，能 反映光的偏振特性，A项不符合题意：立体电影利用 了光的偏振现象，能反映光的偏振特性，B项不符合 题意：日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前 装上偏振片，是由于反射光太强，偏振光强，加偏振片 可以将反射的偏振光过滤，使图像更清晰，C项不符 合题意：光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象， 与光的偏振无关，D项符合题意。 6.C【解析】电灯S发出的光，包含着垂直于传播方向 上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光 的强度都相同，属于自然光，A项错误：自然光先经过 偏振片A形成偏振光，当偏振片B的透振方向与偏 振片A的透振方向不垂直时，才能从P点看到光亮，