重难点专训54 光的干涉（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

重难点专训54 光的干涉现象（福建专用） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D A A C CD BC BC AC 题号 11 12 16 17 18 19 20 21 22 23 答案 BC CD C C B B B AD BC AD 题号 24 答案 BD 模拟·基础演练 1．【答案】C 【详解】A．雨后天空出现彩虹是阳光进入雨滴后发生折射，不同色光因折射率不同发生色散形成的，属于光的色散现象，故A错误； B．油膜在日光照射下的彩色条纹，是光在油膜前后两个表面反射后发生叠加干涉形成的，属于薄膜干涉现象，故B错误； C．通过狭缝观察日光灯时，光绕过狭缝边缘传播产生衍射，不同色光的衍射条纹位置不同，因此观察到彩色条纹，属于光的衍射现象，故C正确； D．水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从光密介质水射向光疏介质空气时，入射角大于临界角发生全反射，属于光的全反射现象，故D错误。 故选C。 2．【答案】D 【详解】双缝干涉条纹是明暗相间、且平行等距的；因红光的波长大于绿光，根据可知，红光的条纹间距大于绿光。 故选D。 3．【答案】D 【详解】A．单缝用于从普通光源中获得线光源，双缝使同一单缝发出的光形成相干光源，故A错误； B．单缝不能直接获得相干光源，相干光源由双缝获得，故B错误； CD．双缝干涉条纹的间距为，在，不变时，越小，越大，测量头的固定范围内条纹数越少，故C错误，D正确。 故选D。 4．【答案】A 【详解】A．肥皂膜厚度不均，黄色平行光照射时，来自薄膜前、后表面的反射光叠加会发生干涉，在面左侧可看到干涉条纹，故A正确； B．紫光的波长小于黄光，干涉条纹间距随波长减小而减小，故B错误； C．光通过偏振片后成为偏振光，转动偏振片会改变两片偏振片透振方向的夹角，光屏上的光强随之改变，故C错误； D．泊松亮斑是平行光绕不透明小圆板发生衍射形成的，不是光通过小圆孔形成的，故D错误。 故选A。 5．【答案】A 【详解】A．X光属于电磁波，不是机械波，拍胸片利用的是电磁波的穿透性，故A错误； B．肥皂膜前后表面反射的两束光频率相同，满足相干条件，叠加产生的彩色条纹属于光的薄膜干涉现象，故B正确； C．毛细采血管管径极小，利用液体的毛细现象可使血液自动进入管内，故C正确； D．激光的平行度好，远距离传播时发散程度极低，因此适合用于测量很远目标的距离，故D正确。 本题选择错误，故选A。 6．【答案】C 【详解】A．图1中，浸在水中的筷子产生侧移是光的折射，故A不符合题意； B．图2中，水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉，故B不符合题意； C．图3中，一束激光射入肥皂泡后，肥皂膜内出现一亮环，是激光在肥皂膜与空气的界面上发生全反射，故C符合题意； D．图4中，光经过大头针针尖时出现明暗相间的条纹是光的衍射，故D不符合题意。 故选C。 7．【答案】CD 【详解】A．能否形成稳定干涉由相干条件决定，不能由波长较短判断更容易发生；紫外线的波长比紫光短，在相同障碍物或孔的尺寸下衍射现象更不明显，故A错误； B．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故B错误； C．介质的折射率越大，对应的临界角越小。水对绿光的折射率大于对红光的折射率，因此绿光的临界角较小，入射角逐渐增大时绿光先发生全反射，故C正确； D．设双缝到屏的距离为，双缝间距为，光的波长为，双缝干涉条纹间距 仅减小时，增大，条纹由图甲变为图乙，故D正确。 故选CD。 8．【答案】BC 【详解】A．光通过不透明圆板边缘时发生衍射，衍射光在圆板几何阴影中心形成泊松亮斑，不是由光的干涉形成的，故A错误； B．太阳光进入小水滴时发生折射和色散，在水滴内表面反射后，射出水滴时再次发生折射，从而形成彩虹，故B正确； C．垫板向右移动后，劈尖的夹角减小，相邻等厚位置间的距离增大，因此干涉条纹间距变大，故C正确； D．偏振现象是横波特有的现象，利用偏振眼镜观看立体电影说明光是横波，故D错误。 故选BC。 9．【答案】BC 【详解】A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，A错误； B．图2中a的条纹间距宽，说明a的波长大于b的波长，根据知a的频率小于b 的频率，B正确； C．设空气薄膜的倾角为，根据几何关系可得 可得条纹间距为 若将图1中的薄片向右移动少许，则增大，图2中条纹间距变窄，故C正确; D．衍射明显程度与波长有关，波长越长，衍射越明显,a光波长较大，因此a光衍射比b光更明显，D错误。 故选BC。 10．【答案】AC 【详解】根据双缝干涉实验的基本原理，条纹间距公式为 其中为波长，为双缝到光屏的距离，为双缝间距。条纹密集程度与成反比，越小，条纹越密集。 A．激光是相干光源，具有高相干性，可直接用于双缝干涉实验，无需单缝产生相干光，故A正确； B．若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹且中央亮纹是白色的，其它亮纹中红色波长最长在最外侧，紫色光波长最短在最内侧，故B错误； C．条纹间距公式，减小双缝到光屏的距离时，减小，条纹间距变小，因此条纹会变得更加密集，故C正确； D．条纹间距，蓝光波长（约450 nm）小于红光波长（约650 nm），将蓝光换成红光，波长增大，增大，条纹间距变大，因此条纹会变得更加稀疏，故D错误。 故选AC。 11．【答案】BC 【详解】A．图甲，扼流圈是利用了电感器对交流的阻碍作用，具有“通直流，阻交流”作用，故A错误； B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压，接入信号电压，故B正确； C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化，故C正确； D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜前后表面的反射波共同形成的，故D错误。 故选BC。 12．【答案】CD 【详解】A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的衍射现象建立起来的模型，选项A错误。 B．图乙，两板间的薄片越薄，则空气薄膜的厚度变化越慢，相邻条纹间距变大，选项B错误； C．图丙，裂变过程存在质量亏损，释放能量，重核裂变成原子核和时会释放能量，故选项C正确； D．图丁，现抽掉隔板，气体向真空的膨胀不对外做功，故根据热力学第一定律，，故气体的内能保持不变，温度不变，最终温度等于T，故D正确。 故选CD。 13．【答案】 B 全反射 【详解】[1][2]从位置观察，硬币反射的光线经水折射后从水面射出进入人眼，人能看到硬币；从位置观察，硬币反射的光线射向杯子侧壁，是从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时，发生全反射现象，光线无法从侧壁射出进入人眼，所以观察到硬币“消失”，故造成硬币“消失”的主要原理是光的全反射。 14．【答案】 【详解】[1]根据条纹间距公式知 解得 [2]该激光器时间t内发射光子的总能量为 每个光子的能量为 故该激光器每秒发射光子的个数为 15．【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可得，相邻亮条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式 解得 （2）介质中光速 光在传播过程中频率不变，由波长、频率、光速关系可知 解得 重难·创新演练 16．【答案】C 【详解】A．由图乙可知，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，a光的临界角较大，则有，故A错误； B．由公式可知，由于a光的临界角较大，a光的折射率较小，即，故B错误； C．a光的折射率较小，则a光的频率较小，由可知，a光的光子能量小于b光的光子能量，故C正确； D．a光的频率较小，则a光的波长较大，由可知，在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光宽，故D错误。 故选C。 17．【答案】C 【详解】A．根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得，可知，可见光Ⅰ的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。图甲中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误。 B．由公式有，干涉条纹间距为，由图可知，图乙中间距较小，则波长较小，对应的是可见光Ⅰ，故B错误。 C．根据光电效应方程及动能定理可得，可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故C正确。 D．同种介质频率越大的光折射率越大，故可见光Ⅰ的出射点是N，故D错误。 故选C。 18．【答案】B 【详解】A．光线在脊状结构上的薄层表面发生反射，相邻薄层表面的反射光线发生干涉，蓝光被加强，则有 当时最小，解得 故A错误； B．将蓝闪蝶翅膀浸入酒精中，薄层间介质由空气变为酒精，酒精的折射率大于空气的折射率，光程差变大，则干涉加强的光的波长往长波方向变化，B正确； C．光线斜射到翅膀上时，光在薄层中的光程差为 其中为折射角，斜射时，入射角增大，故减小，光程差变大，干涉加强波长变长，C错误； D．蓝闪蝶的显色原理是光的干涉，泊松亮斑的成因是光的衍射，D错误； 故选B。 19．【答案】B 【详解】A．玻璃中的气泡看上去特别明亮，是因为光线从玻璃（光密介质）射向气泡内空气（光疏介质）时，满足全反射条件，大部分光发生全反射，并非干涉现象，故A错误； B．海市蜃楼是由于不同高度空气密度不同，导致折射率变化，光线在不均匀空气中传播时发生折射（可能伴随全反射）形成的虚像，故B正确； C．肥皂膜看起来是彩色的，是因为肥皂膜前后表面反射的光发生薄膜干涉，不同波长的光干涉条纹位置不同，从而呈现彩色，并非单纯反射，故C错误； D．牛顿环装置中，平凸透镜与平板玻璃之间形成空气薄膜，薄膜前后表面反射的光发生干涉，形成不等距的明暗相间条纹，属于光的干涉现象，而非衍射，故D错误。 故选B。 20．【答案】B 【详解】A．肥皂膜因为自身重力的作用会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，故A错误； B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，故B正确； C．形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，故C错误； D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，由于重力，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，故D错误。 故选B。 21．【答案】AD 【详解】A．劈尖干涉中，相邻明（暗）条纹对应的空气膜厚度差为固定值。抽去1张纸片后，劈形空气膜的最大厚度减小，劈尖的倾角变小，相邻干涉条纹的间距会变大，因此干涉条纹变稀疏，故A正确； B． 弹簧振子的振动周期公式为 周期仅由振子质量和弹簧劲度系数决定，与初始压缩量（振幅）无关，因此增加初始压缩量不会改变振动周期，故B错误； C． 放射性元素的衰变速率由原子核内部自身性质决定，温度、压强等外界环境因素都无法改变半衰期和衰变速率，故C错误； D． 图丁中电容器始终与静电计相连，没有外接电源，平行板电容器的电荷量和静电计的电荷量总和保持不变，插入电介质时，平行板电容增大，平行板的电荷量和静电计的极小附加电容之间会重新分配，但由于静电计的附加电容远小于平行板电容器的电容，平行板上的带电量变化很小，可以近似认为保持不变；故D正确。 故选AD。 22．【答案】BC 【详解】CD．设为空气薄膜的厚度，是光的波长，是光在空气薄膜下表面反射时有半波损失所致，则光程差为​ 出现暗环的光程差为 化简得第级暗环满足，即 平凸透镜曲率半径为，第k条（k=1，2，3…）暗环对应的半径，构成如图所示的直角三角形： 由勾股定理可得，因很大、很小，可以忽略 解得 和都是定值，因此与为正比例关系，故C正确，D错误； AB．由得，由函数的单调性可知，随增大，斜率逐渐减小，因此图像是向上凸、增长逐渐变平缓的曲线，故A错误，B正确。 故选BC。 23．【答案】AD 【详解】首先根据双缝干涉条纹间距公式 从题图可知A光的条纹间距更大，因此A光波长更长、频率更小，玻璃对A、B光的折射率 A光的全反射临界角 A．光通过平行玻璃砖会发生侧移，折射率更大的B光侧移程度更大，出射后两束光均与入射光平行，且B光偏折更多，故A正确。 B．光通过三棱镜时，折射率更大的光偏折程度更强，B光折射率更大，应该比A光更向三棱镜底边（上方）偏折，图中B光偏折程度反而更小，故B错误。 C．复色光从圆弧面入射进入玻璃砖时，入射方向指向球心，在玻璃砖内沿径向传播，到达平面直边时，由于B光临界角更小，若入射角介于B和A的临界角之间，B光会发生全反射，A光同时发生折射和部分反射，故C错误。 D．复色光垂直左侧直角边入射，传播方向不变到达斜边界面。由于B光临界角更小，若入射角介于B和A的临界角之间，B光会发生全反射，A光同时发生折射和部分反射，该光路是可能存在的，故D正确。 故选 AD。 24．【答案】BD 【详解】A．由图可知b光的折射角更小，由，可知 则，根据，可知 根据可知，a光的条纹间距更大，故A错误； B．由上分析可知内芯材料中a的折射率比对b的折射率小，根据可知，a光的临界角大。入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失，故B正确； C．光从光密介质进入光疏介质才会发生全反射，所以内芯相对外套是光密介质，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有 根据几何关系得a单色光的传播距离为 由，得a单色光在介质中传播速度 a单色光在介质中传播的时间为 联立解得。故D正确。 故选BD。 25．【答案】 凹下 变密 【详解】[1]薄膜干涉属于等厚干涉，同一条干涉条纹对应的空气膜厚度相等。图甲中空气劈尖从左向右厚度逐渐增加，图乙中干涉条纹向左弯曲，即向空气膜较薄的一侧弯曲，说明弯曲处的空气膜厚度与右侧较厚处的空气膜厚度相同，即该处空气膜比同一直线位置的其他地方更厚，因此被检查的平面在此处是凹下的。 [2]干涉条纹的间距与光的波长有关，近似满足关系式 其中为顶角，若仅增大单色光的频率，根据可知光的波长变短，导致条纹间距变小，所以干涉条纹将变密 26．【答案】 干涉 【详解】[1]增透膜原理是利用膜前表面、后表面的两束反射光发生薄膜干涉，相消干涉减弱反射光，从而增强透射光，故填干涉。 [2]入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光在薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，即增透膜的最小厚度满足，该单色光穿过增透膜的时间。 27．【答案】凹陷 【详解】薄膜干涉中的干涉条纹为等厚干涉条纹，即位于同一条干涉条纹上的各个点，其下方的空气膜厚度相等。由图甲可知，左侧玻璃板与工件接触，空气膜厚度为零，向右逐渐垫高，即楔形空气膜的厚度从左向右逐渐增大。观察图乙可知，干涉条纹在某处向左侧（即空气膜变薄的方向）弯曲，这说明要在该处达到与相邻直条纹部分相同的空气层厚度，位置必须向左侧（薄处）偏移，即该处实际的空气层厚度比周围平整区域更大。由于上方的标准光学平玻璃a是绝对平整的，局部空气层变厚说明下方待测工件b的表面在该处向下凹陷。 28．【答案】 上疏下密 【详解】[1]由题意可知，液膜自上而下厚度增长速度越来越快，因此对应相邻干涉级数所需的厚度增量在下部会在更短的垂直距离内实现，故观察到的干涉条纹呈“上疏下密”的分布。 [2]在反射光的干涉条件下（考虑到上表面反射有π相位变化，下表面无相位变化），相邻亮纹满足 λ的相邻m值变化一次，则厚度d每改变就会出现相邻两条亮纹。因此相邻两亮纹对应的厚度差为。 29．【答案】 干涉 大于 疏 【详解】[1] 光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉。从而形成干涉条纹； [2] [3]设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示： 则此两处的光程分别为， 因为当光程差(n=0，1.2，3……)时表现为亮条纹，所以有 则 设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得 即a光的条纹间距较宽，则a光的波长大于b光的波长；当抽去一张纸片减小，增大，即干涉条纹将会变疏。 30．【答案】(1)   (2)7.09eV 【详解】（1）紫外线比可见光的光子能量要大，可知，3能级跃迁至1能级与2能级跃迁至1能级为紫外线，3能级跃迁至2能级释放的光子是可见光，则有 根据光速与频率的关系有 解得 用这种可见光做双缝干涉实验，干涉亮纹中心间距 结合上述解得 （2）到达阳极A动能最大的电子，其对应入射光的光子能量最大，结合上述可知，应是n=3跃迁到n=1释放的光子照射阴极后从表面逸出的电子加速获得的，根据玻尔理论有 根据光电效应方程有 光电子在光电管内运动过程，根据动能定理有 解得阴极材料逸出功为W=7.09eV 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点专训54 光的干涉现象（福建专用） 目 录 研判·模型总结 1 模拟·基础演练 2 重难·创新演练 6 研判·模型总结 1．双缝干涉 (1)条纹间距公式：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 (2)明暗条纹的判断方法 如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1。 当Δr＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现亮条纹。 当Δr＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现暗条纹。 2．薄膜干涉 (1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮暗条纹的判断方法 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍。 在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现亮条纹。 在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。 模拟·基础演练 1．下列现象属于光的衍射的是（     ） A．雨后天空出现彩虹 B．油膜在阳光照射下呈现彩色 C．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 D．水中的气泡看上去特别明亮 2．用同一双缝干涉装置进行实验，以下符合红光和绿光干涉图样的是（   ） A． B． C． D． 3．某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（     ） A．双缝的作用是获得线光源 B．单缝的作用是获得相干光源 C．双缝间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少 D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越少 4．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述。正确的是（     ） A．图甲中，竖直放置的铁丝框上附有肥皂膜，用黄色平行光照射面，在面左侧可观测到干涉条纹 B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将黄光照射变为紫光，则条纹间距变大 C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆孔发生衍射产生的 5．下列说法不正确的是（     ） A．X光机拍胸片，利用了机械波的穿透性 B．肥皂膜彩色条纹，属于光的干涉现象 C．毛细采血管，利用了液体的毛细现象 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是因为其平行度好 6．下图中所呈现的光现象属于光的全反射的是（　　） A．图1中，浸在水中的筷子产生侧移 B．图2中，水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹 C．图3中，一束激光射入肥皂泡后，肥皂膜内出现一亮环 D．图4中，光经过大头针针尖时出现明暗相间的条纹 7．（多选）下列说法中正确的有（     ） A．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 B．光的偏振现象说明光是纵波 C．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是绿光 D．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹 8．（多选）通过对光现象的深入研究可以进一步了解光的本质规律。以下光学现象示意图：图甲为光经过不透明圆板后形成的泊松亮斑；图乙是雨后彩虹原理示意图；图丙为光通过劈尖后形成的干涉条纹；图丁为用偏振眼镜观看立体电影示意图。下列说法正确的是（     ） A．图甲中，形成泊松亮斑是因为光的干涉 B．图乙中，雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射形成的 C．图丙中，若将垫板向右移动，条纹间距变大 D．图丁中，利用光的偏振呈现立体影像说明光是纵波 9．（多选）工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凹陷 B．a光的频率小于b光的频率 C．若将图1中的薄片稍微右移，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，b光发生的衍射现象比a光更明显 10．（多选）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．使用激光做实验可以不需要单缝 B．用白光进行实验，光屏中间显示紫色，周围为彩色 C．减小双缝到光屏的距离，条纹会变得更加密集 D．将蓝光换成红光，条纹会变得更加密集 11．（多选）关于教材中的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．图甲，扼流圈是利用了电感器对直流的阻碍作用 B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压 C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化 D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜表面的入射波和反射波共同形成的 12．（多选）关于以下图片，下列说法正确的是（　　） A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的偏振现象建立起来的模型 B．乙图，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越小 C．丙图反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核A裂变成原子核B和C时，会释放核能 D．丁图为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度等于 13．在“消失的硬币”魔术中，将盛有水的玻璃杯压在硬币上，从图中________（选填“A”或“B”）位置观察，可观察到硬币“消失”的现象，造成硬币“消失”的主要原理是光的________（选填“干涉”“折射”或“全反射”）。 14．利用双缝干涉测量激光的波长。已知双缝相距为，测得双缝到光屏的距离为，相邻两条亮纹中心间距为，则光的波长________。该激光器的发光功率为，光在真空中传播的速度为，普朗克常量为，则该激光器每秒发射光子的个数________。 15．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，得到如图所示的干涉条纹，测得其中两条纹间的距离为a。已知双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d，空气的折射率近似为1。求： (1)该单色光的波长； (2)该单色光在折射率为n的介质中的波长。 重难·创新演练 16．如图甲，在水面下深h处有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域且为a光的颜色（见图乙），以下说法正确的是（     ） A．发生全反射的临界角 B．ab光在水中的折射率 C．a光的光子能量小于b光的光子能量 D．在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光窄 17．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图甲所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。由可见光Ⅰ和可见光Ⅱ组成的复合光通过三棱镜后有两个出射点M、N，如图戊所示。下列说法正确的是（     ） A．图甲中的对应的是Ⅰ B．图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．图丁中P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．图戊中可见光Ⅰ的出射点是M 18．蓝闪蝶的翅膀呈现亮眼的蓝色，这种蓝色并非色素造成，而是由于其翅膀有特殊结构。如图所示，蓝闪蝶翅膀上的微小鳞片表面排列着平行的脊状突起，类似“百叶窗”或“圣诞树”形状。脊状结构由交替堆叠的薄层组成，薄层间充满空气。已知阳光直射时，翅膀呈现颜色对应光的波长为，则（     ） A．脊状结构中薄层的最小间距可能为 B．将蓝闪蝶翅膀浸入酒精中时，其呈现颜色对应光的波长变长 C．若光线斜射到翅膀上，则呈现颜色对应光的波长变短 D．蓝闪蝶的显色原理与泊松亮斑的成因一致 19．关于光的现象，下列说法正确的是（    ） A．图甲，玻璃中的气泡看上去特别明亮是光的干涉现象 B．图乙，海市蜃楼是由于光的折射及全反射形成的 C．图丙，肥皂膜看起来是彩色的是因为光的反射 D．图丁，牛顿环装置出现不等距的明暗相间的条纹，是光的衍射现象 20．肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　） A．过肥皂膜最高点和最低点的截面一定是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° 21．（多选）下列说法正确的是（     ） A．图甲中光入射到劈形空气薄膜后若抽去1张纸片，则可观察到干涉条纹变稀疏 B．图乙中增加初始状态的弹簧压缩量，可减小弹簧振子的振动周期 C．图丙中降低环境温度，可降低放射性元素的衰变速率 D．图丁中插入电介质，电容器的带电量几乎不变 22．（多选）在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为R，用波长为λ的单色平行光垂直照射。在某次牛顿环的实验测量中，从中心暗斑开始依次测量第1条、第2条…第k条（k=1，2，3…）暗环对应的半径、…，并描点作图，则下面图像可能正确的有（     ） A． B． C． D． 23．（多选）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如图所示。现让A、B两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖、半球形玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向可能正确的是（     ） A． B． C． D． 24．（多选）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的绝对折射率为n（），真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小 B．入射角由逐渐增大时，单色光全反射现象先消失 C．内芯相对外套是光疏介质 D．若入射角时，、单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则单色光在介质中传播的时间为 25．如下图所示甲为用干涉法检查平面平整程度的装置。如图所示乙中干涉条纹弯曲处说明被检查的平面在此处是___________（填“凹下”或“凸起”）；若仅增大单色光的频率，干涉条纹将___________（填“变密”或“变疏”）。 26．如图所示，为减少光学元件表面反射光、增加透射光强度，可在元件表面镀一层增透膜，这是利用光的___________现象（填“干涉”、“衍射”或“偏振”）。某单色光在真空中波速为，波长为，从厚度均匀的增透膜前表面垂直入射。当增透膜厚度最小时，该单色光穿过增透膜的时间为___________ 27．某同学利用楔形空气薄膜干涉原理，检测精密零件表面的平整程度，实验装置如图甲所示，将一块标准光学平玻璃a水平放置在待测工件b上，在a、b的一端夹入薄纸片，形成楔形空气层；用单色平行光从上方竖直向下照射，观察到稳定的干涉条纹如图乙所示。由图乙可判断待测工件b的表面有 __________（填“凸起”或“凹陷”）。 28．附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置，从上到下液膜厚度增加得越来越快，如图所示为液膜侧视图，用某单色光从左侧照射液膜，在左侧观察到明暗相间的干涉条纹，则干涉条纹的分布是______（选填“上疏下密”“上密下疏”或“上下均匀”），已知该单色光在液膜中的波长为，则相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是______（用表示）。 29．如图甲所示装置可以用来检查精密光学平面的平整程度。当单色光a垂直入射后，从上往下看到的条纹如图乙所示；当单色光b垂直入射后，从上往下看到的条纹如图丙所示。由此可知该检测方法是利用光的________（选填“干涉”或“衍射”）原理，a光的波长______（选填“大于”或“小于”）b光的波长；若抽去一张纸片，观察到的条纹将变______（选填“疏”或“密”）。 30．图甲为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，释放出大量光子组成光束（包括一种频率的可见光和两种频率的紫外线），让该光束持续照射图乙所示光电管的阴极K，发生光电效应形成了光电流。调节变阻器滑片，当电压表示数为时，到达阳极A的电子的最大动能为。（下面计算均保留三位有效数字） (1)取普朗克常量为，光速，电子的电荷量，求氢原子在上述跃迁中释放的可见光的波长。用这种可见光做双缝干涉实验，如果双缝到光屏之间的距离是，双缝之间的距离是，求光屏上相邻亮条纹中心的间距； (2)求图乙中阴极材料K的逸出功。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点专训54 光的干涉现象（福建专用） 目 录 研判·模型总结 1 模拟·基础演练 2 重难·创新演练 9 研判·模型总结 1．双缝干涉 (1)条纹间距公式：Δx＝λ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大。 (2)明暗条纹的判断方法 如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1。 当Δr＝kλ(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现亮条纹。 当Δr＝(2k＋1)(k＝0，1，2…)时，光屏上P′处出现暗条纹。 2．薄膜干涉 (1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮暗条纹的判断方法 两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍。 在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出现亮条纹。 在Q处，Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出现暗条纹。 模拟·基础演练 1．下列现象属于光的衍射的是（     ） A．雨后天空出现彩虹 B．油膜在阳光照射下呈现彩色 C．通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹 D．水中的气泡看上去特别明亮 【答案】C 【详解】A．雨后天空出现彩虹是阳光进入雨滴后发生折射，不同色光因折射率不同发生色散形成的，属于光的色散现象，故A错误； B．油膜在日光照射下的彩色条纹，是光在油膜前后两个表面反射后发生叠加干涉形成的，属于薄膜干涉现象，故B错误； C．通过狭缝观察日光灯时，光绕过狭缝边缘传播产生衍射，不同色光的衍射条纹位置不同，因此观察到彩色条纹，属于光的衍射现象，故C正确； D．水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从光密介质水射向光疏介质空气时，入射角大于临界角发生全反射，属于光的全反射现象，故D错误。 故选C。 2．用同一双缝干涉装置进行实验，以下符合红光和绿光干涉图样的是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】双缝干涉条纹是明暗相间、且平行等距的；因红光的波长大于绿光，根据可知，红光的条纹间距大于绿光。 故选D。 3．某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（     ） A．双缝的作用是获得线光源 B．单缝的作用是获得相干光源 C．双缝间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少 D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越少 【答案】D 【详解】A．单缝用于从普通光源中获得线光源，双缝使同一单缝发出的光形成相干光源，故A错误； B．单缝不能直接获得相干光源，相干光源由双缝获得，故B错误； CD．双缝干涉条纹的间距为，在，不变时，越小，越大，测量头的固定范围内条纹数越少，故C错误，D正确。 故选D。 4．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述。正确的是（     ） A．图甲中，竖直放置的铁丝框上附有肥皂膜，用黄色平行光照射面，在面左侧可观测到干涉条纹 B．图乙是利用光的干涉来检查样板平整度，若将黄光照射变为紫光，则条纹间距变大 C．图丙中M、N是偏振片，当M固定不动，以光的传播方向为轴，将N在竖直面内转动，光屏P上的光亮度不变 D．图丁中，泊松亮斑是光照射到小圆孔发生衍射产生的 【答案】A 【详解】A．肥皂膜厚度不均，黄色平行光照射时，来自薄膜前、后表面的反射光叠加会发生干涉，在面左侧可看到干涉条纹，故A正确； B．紫光的波长小于黄光，干涉条纹间距随波长减小而减小，故B错误； C．光通过偏振片后成为偏振光，转动偏振片会改变两片偏振片透振方向的夹角，光屏上的光强随之改变，故C错误； D．泊松亮斑是平行光绕不透明小圆板发生衍射形成的，不是光通过小圆孔形成的，故D错误。 故选A。 5．下列说法不正确的是（     ） A．X光机拍胸片，利用了机械波的穿透性 B．肥皂膜彩色条纹，属于光的干涉现象 C．毛细采血管，利用了液体的毛细现象 D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是因为其平行度好 【答案】A 【详解】A．X光属于电磁波，不是机械波，拍胸片利用的是电磁波的穿透性，故A错误； B．肥皂膜前后表面反射的两束光频率相同，满足相干条件，叠加产生的彩色条纹属于光的薄膜干涉现象，故B正确； C．毛细采血管管径极小，利用液体的毛细现象可使血液自动进入管内，故C正确； D．激光的平行度好，远距离传播时发散程度极低，因此适合用于测量很远目标的距离，故D正确。 本题选择错误，故选A。 6．下图中所呈现的光现象属于光的全反射的是（　　） A．图1中，浸在水中的筷子产生侧移 B．图2中，水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹 C．图3中，一束激光射入肥皂泡后，肥皂膜内出现一亮环 D．图4中，光经过大头针针尖时出现明暗相间的条纹 【答案】C 【详解】A．图1中，浸在水中的筷子产生侧移是光的折射，故A不符合题意； B．图2中，水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉，故B不符合题意； C．图3中，一束激光射入肥皂泡后，肥皂膜内出现一亮环，是激光在肥皂膜与空气的界面上发生全反射，故C符合题意； D．图4中，光经过大头针针尖时出现明暗相间的条纹是光的衍射，故D不符合题意。 故选C。 7．（多选）下列说法中正确的有（     ） A．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 B．光的偏振现象说明光是纵波 C．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是绿光 D．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹 【答案】CD 【详解】A．能否形成稳定干涉由相干条件决定，不能由波长较短判断更容易发生；紫外线的波长比紫光短，在相同障碍物或孔的尺寸下衍射现象更不明显，故A错误； B．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故B错误； C．介质的折射率越大，对应的临界角越小。水对绿光的折射率大于对红光的折射率，因此绿光的临界角较小，入射角逐渐增大时绿光先发生全反射，故C正确； D．设双缝到屏的距离为，双缝间距为，光的波长为，双缝干涉条纹间距 仅减小时，增大，条纹由图甲变为图乙，故D正确。 故选CD。 8．（多选）通过对光现象的深入研究可以进一步了解光的本质规律。以下光学现象示意图：图甲为光经过不透明圆板后形成的泊松亮斑；图乙是雨后彩虹原理示意图；图丙为光通过劈尖后形成的干涉条纹；图丁为用偏振眼镜观看立体电影示意图。下列说法正确的是（     ） A．图甲中，形成泊松亮斑是因为光的干涉 B．图乙中，雨后彩虹是白光经过折射、色散、反射再折射形成的 C．图丙中，若将垫板向右移动，条纹间距变大 D．图丁中，利用光的偏振呈现立体影像说明光是纵波 【答案】BC 【详解】A．光通过不透明圆板边缘时发生衍射，衍射光在圆板几何阴影中心形成泊松亮斑，不是由光的干涉形成的，故A错误； B．太阳光进入小水滴时发生折射和色散，在水滴内表面反射后，射出水滴时再次发生折射，从而形成彩虹，故B正确； C．垫板向右移动后，劈尖的夹角减小，相邻等厚位置间的距离增大，因此干涉条纹间距变大，故C正确； D．偏振现象是横波特有的现象，利用偏振眼镜观看立体电影说明光是横波，故D错误。 故选BC。 9．（多选）工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A．图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凹陷 B．a光的频率小于b光的频率 C．若将图1中的薄片稍微右移，图2中条纹间距变窄 D．照射同一单缝时，b光发生的衍射现象比a光更明显 【答案】BC 【详解】A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，A错误； B．图2中a的条纹间距宽，说明a的波长大于b的波长，根据知a的频率小于b 的频率，B正确； C．设空气薄膜的倾角为，根据几何关系可得 可得条纹间距为 若将图1中的薄片向右移动少许，则增大，图2中条纹间距变窄，故C正确; D．衍射明显程度与波长有关，波长越长，衍射越明显,a光波长较大，因此a光衍射比b光更明显，D错误。 故选BC。 10．（多选）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　） A．使用激光做实验可以不需要单缝 B．用白光进行实验，光屏中间显示紫色，周围为彩色 C．减小双缝到光屏的距离，条纹会变得更加密集 D．将蓝光换成红光，条纹会变得更加密集 【答案】AC 【详解】根据双缝干涉实验的基本原理，条纹间距公式为 其中为波长，为双缝到光屏的距离，为双缝间距。条纹密集程度与成反比，越小，条纹越密集。 A．激光是相干光源，具有高相干性，可直接用于双缝干涉实验，无需单缝产生相干光，故A正确； B．若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹且中央亮纹是白色的，其它亮纹中红色波长最长在最外侧，紫色光波长最短在最内侧，故B错误； C．条纹间距公式，减小双缝到光屏的距离时，减小，条纹间距变小，因此条纹会变得更加密集，故C正确； D．条纹间距，蓝光波长（约450 nm）小于红光波长（约650 nm），将蓝光换成红光，波长增大，增大，条纹间距变大，因此条纹会变得更加稀疏，故D错误。 故选AC。 11．（多选）关于教材中的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．图甲，扼流圈是利用了电感器对直流的阻碍作用 B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压 C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化 D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜表面的入射波和反射波共同形成的 【答案】BC 【详解】A．图甲，扼流圈是利用了电感器对交流的阻碍作用，具有“通直流，阻交流”作用，故A错误； B．图乙，示波管的XX'偏转电极通常接入的是扫描电压，接入信号电压，故B正确； C．图丙，真空冶炼炉利用迅速变化的电流使炉内金属产生涡流进而使金属熔化，故C正确； D．图丁，肥皂膜上看到的彩色条纹是由薄膜前后表面的反射波共同形成的，故D错误。 故选BC。 12．（多选）关于以下图片，下列说法正确的是（　　） A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的偏振现象建立起来的模型 B．乙图，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越小 C．丙图反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核A裂变成原子核B和C时，会释放核能 D．丁图为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度等于 【答案】CD 【详解】A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的衍射现象建立起来的模型，选项A错误。 B．图乙，两板间的薄片越薄，则空气薄膜的厚度变化越慢，相邻条纹间距变大，选项B错误； C．图丙，裂变过程存在质量亏损，释放能量，重核裂变成原子核和时会释放能量，故选项C正确； D．图丁，现抽掉隔板，气体向真空的膨胀不对外做功，故根据热力学第一定律，，故气体的内能保持不变，温度不变，最终温度等于T，故D正确。 故选CD。 13．在“消失的硬币”魔术中，将盛有水的玻璃杯压在硬币上，从图中________（选填“A”或“B”）位置观察，可观察到硬币“消失”的现象，造成硬币“消失”的主要原理是光的________（选填“干涉”“折射”或“全反射”）。 【答案】 B 全反射 【详解】[1][2]从位置观察，硬币反射的光线经水折射后从水面射出进入人眼，人能看到硬币；从位置观察，硬币反射的光线射向杯子侧壁，是从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时，发生全反射现象，光线无法从侧壁射出进入人眼，所以观察到硬币“消失”，故造成硬币“消失”的主要原理是光的全反射。 14．利用双缝干涉测量激光的波长。已知双缝相距为，测得双缝到光屏的距离为，相邻两条亮纹中心间距为，则光的波长________。该激光器的发光功率为，光在真空中传播的速度为，普朗克常量为，则该激光器每秒发射光子的个数________。 【答案】 【详解】[1]根据条纹间距公式知 解得 [2]该激光器时间t内发射光子的总能量为 每个光子的能量为 故该激光器每秒发射光子的个数为 15．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，得到如图所示的干涉条纹，测得其中两条纹间的距离为a。已知双缝到屏的距离为l，双缝间的距离为d，空气的折射率近似为1。求： (1)该单色光的波长； (2)该单色光在折射率为n的介质中的波长。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可得，相邻亮条纹间距 由双缝干涉条纹间距公式 解得 （2）介质中光速 光在传播过程中频率不变，由波长、频率、光速关系可知 解得 重难·创新演练 16．如图甲，在水面下深h处有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域且为a光的颜色（见图乙），以下说法正确的是（     ） A．发生全反射的临界角 B．ab光在水中的折射率 C．a光的光子能量小于b光的光子能量 D．在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光窄 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，a光的临界角较大，则有，故A错误； B．由公式可知，由于a光的临界角较大，a光的折射率较小，即，故B错误； C．a光的折射率较小，则a光的频率较小，由可知，a光的光子能量小于b光的光子能量，故C正确； D．a光的频率较小，则a光的波长较大，由可知，在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光宽，故D错误。 故选C。 17．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图甲所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。由可见光Ⅰ和可见光Ⅱ组成的复合光通过三棱镜后有两个出射点M、N，如图戊所示。下列说法正确的是（     ） A．图甲中的对应的是Ⅰ B．图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．图丁中P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．图戊中可见光Ⅰ的出射点是M 【答案】C 【详解】A．根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得，可知，可见光Ⅰ的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。图甲中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误。 B．由公式有，干涉条纹间距为，由图可知，图乙中间距较小，则波长较小，对应的是可见光Ⅰ，故B错误。 C．根据光电效应方程及动能定理可得，可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故C正确。 D．同种介质频率越大的光折射率越大，故可见光Ⅰ的出射点是N，故D错误。 故选C。 18．蓝闪蝶的翅膀呈现亮眼的蓝色，这种蓝色并非色素造成，而是由于其翅膀有特殊结构。如图所示，蓝闪蝶翅膀上的微小鳞片表面排列着平行的脊状突起，类似“百叶窗”或“圣诞树”形状。脊状结构由交替堆叠的薄层组成，薄层间充满空气。已知阳光直射时，翅膀呈现颜色对应光的波长为，则（     ） A．脊状结构中薄层的最小间距可能为 B．将蓝闪蝶翅膀浸入酒精中时，其呈现颜色对应光的波长变长 C．若光线斜射到翅膀上，则呈现颜色对应光的波长变短 D．蓝闪蝶的显色原理与泊松亮斑的成因一致 【答案】B 【详解】A．光线在脊状结构上的薄层表面发生反射，相邻薄层表面的反射光线发生干涉，蓝光被加强，则有 当时最小，解得 故A错误； B．将蓝闪蝶翅膀浸入酒精中，薄层间介质由空气变为酒精，酒精的折射率大于空气的折射率，光程差变大，则干涉加强的光的波长往长波方向变化，B正确； C．光线斜射到翅膀上时，光在薄层中的光程差为 其中为折射角，斜射时，入射角增大，故减小，光程差变大，干涉加强波长变长，C错误； D．蓝闪蝶的显色原理是光的干涉，泊松亮斑的成因是光的衍射，D错误； 故选B。 19．关于光的现象，下列说法正确的是（    ） A．图甲，玻璃中的气泡看上去特别明亮是光的干涉现象 B．图乙，海市蜃楼是由于光的折射及全反射形成的 C．图丙，肥皂膜看起来是彩色的是因为光的反射 D．图丁，牛顿环装置出现不等距的明暗相间的条纹，是光的衍射现象 【答案】B 【详解】A．玻璃中的气泡看上去特别明亮，是因为光线从玻璃（光密介质）射向气泡内空气（光疏介质）时，满足全反射条件，大部分光发生全反射，并非干涉现象，故A错误； B．海市蜃楼是由于不同高度空气密度不同，导致折射率变化，光线在不均匀空气中传播时发生折射（可能伴随全反射）形成的虚像，故B正确； C．肥皂膜看起来是彩色的，是因为肥皂膜前后表面反射的光发生薄膜干涉，不同波长的光干涉条纹位置不同，从而呈现彩色，并非单纯反射，故C错误； D．牛顿环装置中，平凸透镜与平板玻璃之间形成空气薄膜，薄膜前后表面反射的光发生干涉，形成不等距的明暗相间条纹，属于光的干涉现象，而非衍射，故D错误。 故选B。 20．肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　） A．过肥皂膜最高点和最低点的截面一定是梯形 B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90° 【答案】B 【详解】A．肥皂膜因为自身重力的作用会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，故A错误； B．薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，故B正确； C．形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，故C错误； D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，由于重力，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，故D错误。 故选B。 21．（多选）下列说法正确的是（     ） A．图甲中光入射到劈形空气薄膜后若抽去1张纸片，则可观察到干涉条纹变稀疏 B．图乙中增加初始状态的弹簧压缩量，可减小弹簧振子的振动周期 C．图丙中降低环境温度，可降低放射性元素的衰变速率 D．图丁中插入电介质，电容器的带电量几乎不变 【答案】AD 【详解】A．劈尖干涉中，相邻明（暗）条纹对应的空气膜厚度差为固定值。抽去1张纸片后，劈形空气膜的最大厚度减小，劈尖的倾角变小，相邻干涉条纹的间距会变大，因此干涉条纹变稀疏，故A正确； B． 弹簧振子的振动周期公式为 周期仅由振子质量和弹簧劲度系数决定，与初始压缩量（振幅）无关，因此增加初始压缩量不会改变振动周期，故B错误； C． 放射性元素的衰变速率由原子核内部自身性质决定，温度、压强等外界环境因素都无法改变半衰期和衰变速率，故C错误； D． 图丁中电容器始终与静电计相连，没有外接电源，平行板电容器的电荷量和静电计的电荷量总和保持不变，插入电介质时，平行板电容增大，平行板的电荷量和静电计的极小附加电容之间会重新分配，但由于静电计的附加电容远小于平行板电容器的电容，平行板上的带电量变化很小，可以近似认为保持不变；故D正确。 故选AD。 22．（多选）在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为R，用波长为λ的单色平行光垂直照射。在某次牛顿环的实验测量中，从中心暗斑开始依次测量第1条、第2条…第k条（k=1，2，3…）暗环对应的半径、…，并描点作图，则下面图像可能正确的有（     ） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】CD．设为空气薄膜的厚度，是光的波长，是光在空气薄膜下表面反射时有半波损失所致，则光程差为​ 出现暗环的光程差为 化简得第级暗环满足，即 平凸透镜曲率半径为，第k条（k=1，2，3…）暗环对应的半径，构成如图所示的直角三角形： 由勾股定理可得，因很大、很小，可以忽略 解得 和都是定值，因此与为正比例关系，故C正确，D错误； AB．由得，由函数的单调性可知，随增大，斜率逐渐减小，因此图像是向上凸、增长逐渐变平缓的曲线，故A错误，B正确。 故选BC。 23．（多选）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如图所示。现让A、B两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖、半球形玻璃砖或三棱镜时，光的传播方向可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】首先根据双缝干涉条纹间距公式 从题图可知A光的条纹间距更大，因此A光波长更长、频率更小，玻璃对A、B光的折射率 A光的全反射临界角 A．光通过平行玻璃砖会发生侧移，折射率更大的B光侧移程度更大，出射后两束光均与入射光平行，且B光偏折更多，故A正确。 B．光通过三棱镜时，折射率更大的光偏折程度更强，B光折射率更大，应该比A光更向三棱镜底边（上方）偏折，图中B光偏折程度反而更小，故B错误。 C．复色光从圆弧面入射进入玻璃砖时，入射方向指向球心，在玻璃砖内沿径向传播，到达平面直边时，由于B光临界角更小，若入射角介于B和A的临界角之间，B光会发生全反射，A光同时发生折射和部分反射，故C错误。 D．复色光垂直左侧直角边入射，传播方向不变到达斜边界面。由于B光临界角更小，若入射角介于B和A的临界角之间，B光会发生全反射，A光同时发生折射和部分反射，该光路是可能存在的，故D正确。 故选 AD。 24．（多选）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的绝对折射率为n（），真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在同一双缝干涉装置中光产生的条纹间距小 B．入射角由逐渐增大时，单色光全反射现象先消失 C．内芯相对外套是光疏介质 D．若入射角时，、单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则单色光在介质中传播的时间为 【答案】BD 【详解】A．由图可知b光的折射角更小，由，可知 则，根据，可知 根据可知，a光的条纹间距更大，故A错误； B．由上分析可知内芯材料中a的折射率比对b的折射率小，根据可知，a光的临界角大。入射角i由逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失，故B正确； C．光从光密介质进入光疏介质才会发生全反射，所以内芯相对外套是光密介质，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有 根据几何关系得a单色光的传播距离为 由，得a单色光在介质中传播速度 a单色光在介质中传播的时间为 联立解得。故D正确。 故选BD。 25．如下图所示甲为用干涉法检查平面平整程度的装置。如图所示乙中干涉条纹弯曲处说明被检查的平面在此处是___________（填“凹下”或“凸起”）；若仅增大单色光的频率，干涉条纹将___________（填“变密”或“变疏”）。 【答案】 凹下 变密 【详解】[1]薄膜干涉属于等厚干涉，同一条干涉条纹对应的空气膜厚度相等。图甲中空气劈尖从左向右厚度逐渐增加，图乙中干涉条纹向左弯曲，即向空气膜较薄的一侧弯曲，说明弯曲处的空气膜厚度与右侧较厚处的空气膜厚度相同，即该处空气膜比同一直线位置的其他地方更厚，因此被检查的平面在此处是凹下的。 [2]干涉条纹的间距与光的波长有关，近似满足关系式 其中为顶角，若仅增大单色光的频率，根据可知光的波长变短，导致条纹间距变小，所以干涉条纹将变密 26．如图所示，为减少光学元件表面反射光、增加透射光强度，可在元件表面镀一层增透膜，这是利用光的___________现象（填“干涉”、“衍射”或“偏振”）。某单色光在真空中波速为，波长为，从厚度均匀的增透膜前表面垂直入射。当增透膜厚度最小时，该单色光穿过增透膜的时间为___________ 【答案】 干涉 【详解】[1]增透膜原理是利用膜前表面、后表面的两束反射光发生薄膜干涉，相消干涉减弱反射光，从而增强透射光，故填干涉。 [2]入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光在薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，即增透膜的最小厚度满足，该单色光穿过增透膜的时间。 27．某同学利用楔形空气薄膜干涉原理，检测精密零件表面的平整程度，实验装置如图甲所示，将一块标准光学平玻璃a水平放置在待测工件b上，在a、b的一端夹入薄纸片，形成楔形空气层；用单色平行光从上方竖直向下照射，观察到稳定的干涉条纹如图乙所示。由图乙可判断待测工件b的表面有 __________（填“凸起”或“凹陷”）。 【答案】凹陷 【详解】薄膜干涉中的干涉条纹为等厚干涉条纹，即位于同一条干涉条纹上的各个点，其下方的空气膜厚度相等。由图甲可知，左侧玻璃板与工件接触，空气膜厚度为零，向右逐渐垫高，即楔形空气膜的厚度从左向右逐渐增大。观察图乙可知，干涉条纹在某处向左侧（即空气膜变薄的方向）弯曲，这说明要在该处达到与相邻直条纹部分相同的空气层厚度，位置必须向左侧（薄处）偏移，即该处实际的空气层厚度比周围平整区域更大。由于上方的标准光学平玻璃a是绝对平整的，局部空气层变厚说明下方待测工件b的表面在该处向下凹陷。 28．附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置，从上到下液膜厚度增加得越来越快，如图所示为液膜侧视图，用某单色光从左侧照射液膜，在左侧观察到明暗相间的干涉条纹，则干涉条纹的分布是______（选填“上疏下密”“上密下疏”或“上下均匀”），已知该单色光在液膜中的波长为，则相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是______（用表示）。 【答案】 上疏下密 【详解】[1]由题意可知，液膜自上而下厚度增长速度越来越快，因此对应相邻干涉级数所需的厚度增量在下部会在更短的垂直距离内实现，故观察到的干涉条纹呈“上疏下密”的分布。 [2]在反射光的干涉条件下（考虑到上表面反射有π相位变化，下表面无相位变化），相邻亮纹满足 λ的相邻m值变化一次，则厚度d每改变就会出现相邻两条亮纹。因此相邻两亮纹对应的厚度差为。 29．如图甲所示装置可以用来检查精密光学平面的平整程度。当单色光a垂直入射后，从上往下看到的条纹如图乙所示；当单色光b垂直入射后，从上往下看到的条纹如图丙所示。由此可知该检测方法是利用光的________（选填“干涉”或“衍射”）原理，a光的波长______（选填“大于”或“小于”）b光的波长；若抽去一张纸片，观察到的条纹将变______（选填“疏”或“密”）。 【答案】 干涉 大于 疏 【详解】[1] 光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉。从而形成干涉条纹； [2] [3]设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示： 则此两处的光程分别为， 因为当光程差(n=0，1.2，3……)时表现为亮条纹，所以有 则 设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得 即a光的条纹间距较宽，则a光的波长大于b光的波长；当抽去一张纸片减小，增大，即干涉条纹将会变疏。 30．图甲为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，释放出大量光子组成光束（包括一种频率的可见光和两种频率的紫外线），让该光束持续照射图乙所示光电管的阴极K，发生光电效应形成了光电流。调节变阻器滑片，当电压表示数为时，到达阳极A的电子的最大动能为。（下面计算均保留三位有效数字） (1)取普朗克常量为，光速，电子的电荷量，求氢原子在上述跃迁中释放的可见光的波长。用这种可见光做双缝干涉实验，如果双缝到光屏之间的距离是，双缝之间的距离是，求光屏上相邻亮条纹中心的间距； (2)求图乙中阴极材料K的逸出功。 【答案】(1)   (2)7.09eV 【详解】（1）紫外线比可见光的光子能量要大，可知，3能级跃迁至1能级与2能级跃迁至1能级为紫外线，3能级跃迁至2能级释放的光子是可见光，则有 根据光速与频率的关系有 解得 用这种可见光做双缝干涉实验，干涉亮纹中心间距 结合上述解得 （2）到达阳极A动能最大的电子，其对应入射光的光子能量最大，结合上述可知，应是n=3跃迁到n=1释放的光子照射阴极后从表面逸出的电子加速获得的，根据玻尔理论有 根据光电效应方程有 光电子在光电管内运动过程，根据动能定理有 解得阴极材料逸出功为W=7.09eV 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $