第十四章第35講基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一光的干涉1．(2024·浙江6月選考)關(guān)于雙縫干涉試驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(B)A．用復(fù)色光投射就看不到條紋B．明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C．把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋D．藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的大[解析]用復(fù)色光投射雙縫干涉試驗(yàn)裝置時(shí)，屏上的條紋為彩色條紋，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩列光在屏上疊加形成干涉條紋，選項(xiàng)B正確；依據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，變更l，照舊可以看到明暗相間的條紋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于同一雙縫干涉試驗(yàn)裝置，由于藍(lán)光波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，故藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為(D)A．eq\f(c,2f) B．eq\f(3c,2f)C．eq\f(3c,f) D．eq\f(5c,2f)[解析]出現(xiàn)第3條暗條紋，說(shuō)明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為eq\f(λ,2)(2n－1)＝eq\f(λ,2)(2×3－1)＝eq\f(5,2)λ，而λ＝eq\f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，故D正確。3．“牛頓環(huán)”又稱“牛頓圈”，如圖甲所示，牛頓環(huán)的上表面是半徑很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理為“薄膜干涉”。可以用來(lái)推斷透鏡表面曲率半徑和液體折射率等。把牛頓環(huán)與玻璃面接觸，在日光下或用白光照射時(shí)，可以看到明暗相間的彩色圓環(huán)；若用單色光照射，則會(huì)出現(xiàn)一些明暗相間的單色圓環(huán)，如圖乙所示。它們是由球面和被檢測(cè)面上反射的光相互干涉而形成的條紋，這些圓環(huán)的分布狀況與球冠半徑及被測(cè)物品的表面狀況有關(guān)。以下分析正確的是(C)A．圓環(huán)的間距大小與球冠半徑大小無(wú)關(guān)B．球冠的半徑越大，圓環(huán)的間距越小C．若視察到的是規(guī)則圓環(huán)，則被檢測(cè)的面是勻整、對(duì)稱的D．被檢測(cè)的面必需是平的[解析]若將玻璃球冠的半徑增大一些，則玻璃球冠與被檢測(cè)的平面的夾角將減小，它們之間的空氣膜的厚度的變更減慢，所以形成的同心圓環(huán)的間距增大，球冠的半徑越大，圓環(huán)的間距越大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；牛頓環(huán)試驗(yàn)不僅可以測(cè)平面還可以測(cè)球面，若視察到的是規(guī)則圓環(huán)，則被檢測(cè)的面是勻整、對(duì)稱的，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。題組二光的衍射和偏振4．用如圖甲所示裝置做圓孔衍射試驗(yàn)，在屏上得到的衍射圖樣如圖乙所示，試驗(yàn)發(fā)覺(jué)，光繞過(guò)孔的邊緣，傳播到了相當(dāng)大的范圍。下列說(shuō)法正確的是(B)A．此試驗(yàn)說(shuō)明白光沿直線傳播B．圓孔變小，衍射圖樣的范圍反而變大C．圓孔變小，中心亮斑和亮紋的亮度反而變大D．用不同波長(zhǎng)的光做試驗(yàn)，衍射圖樣完全相同[解析]此試驗(yàn)說(shuō)明白光的衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；圓孔變小，衍射現(xiàn)象更明顯，透光強(qiáng)度變小，中心亮斑和亮紋的亮度變?nèi)?，衍射圖樣的范圍反而變大，故B正確，C錯(cuò)誤；用不同波長(zhǎng)的光做試驗(yàn)，衍射圖樣并不相同，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)同一圓孔而言，衍射現(xiàn)象越明顯，故D錯(cuò)誤。5．如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(B)A．紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫[解析]雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中心亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都慢慢減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋。相鄰亮條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光干涉條紋間距大于藍(lán)光干涉條紋間距，即1、3分別對(duì)應(yīng)紅光和藍(lán)光。而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度確定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯，即中心條紋越寬越亮，黃光波長(zhǎng)比紫光波長(zhǎng)長(zhǎng)，即2、4分別對(duì)應(yīng)紫光和黃光。綜上所述，1、2、3、4四幅圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確。6.(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。視察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可推斷細(xì)絲粗細(xì)的變更，下列敘述中正確的是(AD)A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C．假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)[解析]由于是激光束越過(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候，絲的直徑較接近激光的波長(zhǎng)，條紋間距變寬，A、D正確。7．將兩個(gè)緊靠在一起的偏振片放在一盞燈的前面，此時(shí)沒(méi)有光通過(guò)。假如將其中的一個(gè)偏振片慢慢旋轉(zhuǎn)180°，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象是(A)A．透過(guò)偏振片的光先增加，然后又減弱到零B．透過(guò)偏振片的光先增加，然后減弱到非零的最小值C．透過(guò)偏振片的光在整個(gè)過(guò)程中都增加D．透過(guò)偏振片的光先增加，再減弱，然后又增加[解析]起先時(shí)沒(méi)有光通過(guò)，說(shuō)明兩偏振片的透振方向垂直，在其中一個(gè)偏振片旋轉(zhuǎn)180°的過(guò)程中，透過(guò)偏振片的光先增加然后又減弱到零，故A項(xiàng)正確。8．(多選)食品平安檢驗(yàn)中碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過(guò)糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光的強(qiáng)度最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間。以下說(shuō)法中正確的是(ACD)A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于α[解析]偏振光通過(guò)糖的水溶液后，若迎著射來(lái)的光線看，偏振方向會(huì)以傳播方向?yàn)檩S線，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，所以到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于α，故C項(xiàng)正確；同理，將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于α。故D項(xiàng)正確。實(shí)力綜合練9．如圖所示的試驗(yàn)裝置，單色線光源S垂直紙面水平放置，平面鏡水平放置在桌面上。單色線光源S發(fā)出的光有一部分干脆入射到豎直放置的光屏上，一部分通過(guò)平面鏡反射后再入射到光屏上，光屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋，下列說(shuō)法正確的是(C)A．光屏上的條紋與水平面垂直，是光的干涉現(xiàn)象B．光屏上的條紋與水平面平行，是光的衍射現(xiàn)象C．將光屏沿水平方向遠(yuǎn)離線光源S，相鄰暗條紋間距增大D．將線光源S沿豎直方向靠近平面鏡，相鄰暗條紋間距減小[解析]平面鏡的反射光相當(dāng)于從S的像點(diǎn)發(fā)出的光，所以該裝置類似于雙縫干涉裝置，所以能在光屏上視察到與鏡面平行的干涉條紋，不是光的衍射現(xiàn)象，A、B錯(cuò)誤；將光屏沿水平方向遠(yuǎn)離線光源S，即l增大，依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知光屏上的兩個(gè)相鄰暗條紋間的距離增大，C正確；若將線光源S沿豎直方向靠近平面鏡平移，相當(dāng)于減小了兩束干涉光的間距d，依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知屏上的兩個(gè)相鄰暗條紋間的距離增大，D錯(cuò)誤。10．(2024·湖北高考)如圖所示，由波長(zhǎng)為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴(kuò)束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中心亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長(zhǎng)為λ1和λ2的光形成的距離O點(diǎn)最近的亮條紋中心位置，反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則(D)A．λ1<λ2，M是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置B．λ1<λ2，N是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置C．λ1>λ2，M是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置D．λ1>λ2，N是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置[解析]由雙縫干涉條紋間距的公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，當(dāng)兩種色光通過(guò)同一雙縫干涉裝置時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)條紋間距越寬，由屏上亮條紋的位置可知，λ1>λ2；反射光經(jīng)過(guò)三棱鏡后分成兩束色光，由折射定律可知，入射角相同時(shí)，折射率越大的色光折射角越大，則nM>nN；由于λ1>λ2，則f1<f2，n1<n2，所以N是波長(zhǎng)為λ1的光出射位置。D正確，A、B、C錯(cuò)誤。11．如圖所示，一束含有兩種頻率的復(fù)色光斜射向一塊厚玻璃磚，玻璃磚的另一面涂有水銀，光線經(jīng)折射、反射、再折射后從玻璃磚入射面一側(cè)射出，分成了兩束單色光a和b，則下列說(shuō)法正確的是(D)A．a(chǎn)、b兩束出射光不會(huì)是平行的B．用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉試驗(yàn)，a光條紋間距小于b光條紋間距C．在玻璃磚中a光的速度比b光的速度小D．若將該復(fù)色光從玻璃磚斜射向空氣中，慢慢增大光在玻璃中的入射角，則在空氣中的折射光，b光最先消逝[解析]作出光路圖如圖所示因?yàn)閍、b兩光在剛起先射入左邊表面的折射角與反射后在左邊表面的入射角分別相等，依據(jù)幾何學(xué)問(wèn)可知出射光束確定相互平行，A錯(cuò)誤；依據(jù)頻率越大，折射率越大以及c＝λf，因?yàn)閎光偏折大，因此b光的頻率大，即b光的波長(zhǎng)小于a光的波長(zhǎng)結(jié)合Δx＝eq\f(l,d)λ可知用同一雙縫干涉試驗(yàn)裝置進(jìn)行干涉試驗(yàn)，b光干涉條紋間距小于a光干涉條紋間距，B錯(cuò)誤；依據(jù)公式n＝eq\f(c,v)可知，折射率越大，速度越小，而由B項(xiàng)可知，b光的頻率大，故b光的速度小，C錯(cuò)誤；由B項(xiàng)可知，b光的頻率大，則b光的折射率大，由sinC＝eq\f(1,n)可得，從玻璃射向空氣中，b光的全反射臨界角小，故b光最先消逝，D正確。12．如圖所示，截面為等腰直角三角形ABC的玻璃磚，∠B＝90°，一束頻率為f＝6×1014Hz的光線從AB面中點(diǎn)處垂直射入棱鏡，在AC面發(fā)生全反射，從BC面射出后，進(jìn)入雙縫干涉裝置，已知AC長(zhǎng)度L＝0.3m，雙縫間距d＝0.2mm，光屏與雙縫間距離l＝1.0m，光在真空中的傳播速度為c＝3.0×108m/s。求：(1)玻璃磚對(duì)該光線的折射率的最小值n；(2)光線在玻璃磚中傳播的最短時(shí)間t；(3)光屏上相鄰亮條紋的間距Δx。[答案](1)eq\r(2)(2)1×10－9s(3)2.5mm[解析](1)由幾何關(guān)系知，光線在AC面發(fā)生全