提能訓(xùn)練練案[74]基礎(chǔ)鞏固練題組一光的干涉1．(2024·黑吉遼卷)某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置：在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是()A．換用更粗的頭發(fā)絲B．換用紅色激光照射雙縫C．增大紙板與墻面的距離D．減小光源與紙板的距離[答案]A[解析]條紋間距Δx＝eq\f(L,d)λeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(換用更粗的頭發(fā)絲，d↑→Δx↓，A正確；,換用紅光，λ↑→Δx↑，B錯(cuò)誤；,增大紙板與墻面的距離，L↑→Δx↑，C錯(cuò)誤；,減小光源與紙板的距離，對(duì)Δx無影響，D錯(cuò)誤。))2．激光作為單色性極好的光源而得到廣泛應(yīng)用。如圖所示，用頻率為ν的激光照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，光屏上出現(xiàn)明暗相間的干涉條紋。圖中的P點(diǎn)為第14級(jí)暗條紋的位置。已知真空中的光速為c，則P點(diǎn)到雙縫的距離之差r2－r1為()A．eq\f(27c,2ν) B．eq\f(29c,2ν)C．eq\f(14c,ν) D．eq\f(5c,2ν)[答案]A[解析]由光的干涉出現(xiàn)亮、暗條紋的條件可知，當(dāng)?shù)诫p縫的距離之差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋，即到雙縫的距離之差r2－r1＝(2k－1)eq\f(λ,2)，其中k＝1,2,3…為條紋的級(jí)數(shù)；所以當(dāng)出現(xiàn)第14級(jí)暗條紋時(shí)，取k＝14，所以r2－r1＝eq\f(27λ,2)，又因?yàn)閏＝λν，所以r2－r1＝eq\f(27c,2ν)，故選A項(xiàng)。3．(2024·山東卷)檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是()A．滾珠b、c均合格B．滾珠b、c均不合格C．滾珠b合格，滾珠c不合格D．滾珠b不合格，滾珠c合格[答案]C[解析]單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃之間形成空氣膜，空氣膜上、下表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光的路程差為兩塊玻璃距離的2倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的路程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的直徑相等，滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的路程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的直徑不相等，滾珠c不合格。故C正確。4．(2025·孝感聯(lián)考)肥皂膜的干涉條紋如圖所示，豎直放置的肥皂膜條紋間距上面寬、下面窄，下列說法正確的是()A．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋B．肥皂膜上的條紋是前表面折射光與后表面反射光形成的干涉條紋C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會(huì)發(fā)生變化D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)90°，條紋也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)90°[答案]A[解析]肥皂膜上的條紋是薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加形成的干涉條紋，故A正確，B錯(cuò)誤；薄膜是等厚干涉，肥皂膜從形成到破裂，由于液體在向下流動(dòng)，薄膜上部逐漸變薄，下部逐漸變厚，因此出現(xiàn)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置發(fā)生了變化，條紋的寬度和間距會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)90°，由于重力、表面張力和粘滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會(huì)重新分布，因此條紋并不會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)90°，故D錯(cuò)誤。題組二光的衍射和偏振5．某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射不同直徑的圓孔和不透明圓板后，拍攝了許多屏上的圖樣，圖甲和圖乙是學(xué)習(xí)小組拍攝的圖樣中的兩張，下列說法正確的是()A．圖甲為著名的“泊松亮斑”B．圖甲和圖乙都是光線照射到圓孔后的衍射圖樣，圖甲中孔的直徑較小C．圖甲和圖乙都是光線照射到圓板后的衍射圖樣，圖乙中板的直徑較小D．圖甲是光線照射到圓孔后的衍射圖樣，圖乙是光線照射到圓板后的衍射圖樣[答案]D[解析]圓孔衍射圖樣是中央大亮斑，周圍為明暗相間的圓環(huán)，不透明圓板衍射的圖樣是背后大陰影中心處有個(gè)亮斑，即“泊松亮斑”，因此圖甲為光線照射到圓孔后的衍射圖樣，圖乙為光線照射到圓板后的衍射圖樣，且圖乙為“泊松亮斑”，D正確。6．用單色紅光通過不同形狀的小孔，光屏上呈現(xiàn)出如圖的圖樣，則小孔形狀，判斷正確的是()[答案]B[解析]由圖發(fā)現(xiàn)，橫向的衍射現(xiàn)象比縱向的衍射現(xiàn)象更明顯，根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知，橫向的小孔長(zhǎng)度應(yīng)該小于縱向的小孔長(zhǎng)度。故選B。7．如圖所示，人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S，一束透射光都看不到，那么，以下說法中正確的是()A．使A和B同時(shí)轉(zhuǎn)過90°，能夠看到透射光B．單使B轉(zhuǎn)過90°過程中，看到光先變亮再變暗C．單使B轉(zhuǎn)過90°過程中，看到光逐漸變亮D．單使A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終看不到透射光[答案]C[解析]原來人眼隔著檢偏器B、起偏器A去看一只電燈泡S，無法看到透射光，說明兩個(gè)偏振片正好相垂直?，F(xiàn)在同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)90°依然看不到，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；單使B轉(zhuǎn)過90°過程中，看到光逐漸變亮，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；單使A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，漸漸看到透射光先變亮再變暗，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。能力提升練8．(多選)(2024·湖南卷)1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))，平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點(diǎn)光源。下列說法正確的是()A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動(dòng)B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動(dòng)[答案]BC[解析]根據(jù)題意畫出光路圖，如圖甲所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡的反射光是同一列光分成的，滿足相干光條件，所以實(shí)驗(yàn)中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與S′間的距離為d，則d＝2a，S到光屏的距離為l，代入雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，可得Δx＝eq\f(l,2a)λ，則若θ＝0°，沿OA向右或沿AO向左略微平移平面鏡，對(duì)l和d均沒有影響，則干涉條紋間距不變，干涉條紋也不會(huì)移動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤；同理，若θ≠0°，畫出光路圖，如圖乙所示，沿OA向右略微平移平面鏡，即將平面鏡從圖乙中①位置移至②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小，沿AO向左略微平移平面鏡，即將平面鏡從圖乙中②位置移至①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確。9．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是兩單色光中央亮條紋的中心位置，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()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[答案]D[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。10．(多選)利用光的干涉規(guī)律可以檢測(cè)工件表面的平整度與設(shè)計(jì)要求之間的微小差異?，F(xiàn)將精度很高的標(biāo)準(zhǔn)玻璃板(樣板)，放在被檢查工件上面，如圖甲所示，在樣板的左端墊薄片，使標(biāo)準(zhǔn)玻璃板與被檢查平面之間形成一楔形空氣膜。用平行單色光向下照射，檢查不同平面時(shí)可觀察到圖乙或圖丙的干涉條紋。下列說法正確的是()A．干涉條紋是樣板的上下兩個(gè)表面的反射光干涉形成的B．當(dāng)稍向右移動(dòng)圖甲中的薄片時(shí)，條紋間距會(huì)變小C．當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時(shí)，條紋間距不變D．圖丙條紋彎曲處對(duì)應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的[答案]BD[解析]干涉條紋是樣板的下表面和被檢查工件的上表面的反射光干涉形成的，A錯(cuò)誤；如圖(a)所示，當(dāng)稍向右移動(dòng)圖甲中的薄片時(shí)，A、B兩點(diǎn)之間的距離增大，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，相當(dāng)于雙縫之間的距離d增大，條紋間距Δx變小，B正確；根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，當(dāng)換用頻率更高的單色光照射時(shí)，波長(zhǎng)λ變短，條紋間距Δx變小，C錯(cuò)誤；如圖(b)所示，在A、B兩點(diǎn)的光程差相等，經(jīng)過A點(diǎn)的兩列相干光產(chǎn)生的亮條紋與經(jīng)過B點(diǎn)的兩列相干光產(chǎn)生的亮條紋是同一條亮條紋，所以圖丙條紋彎曲處對(duì)應(yīng)著被檢查平面處是凹陷的，D正確。11．(多選)(2025·河北省聯(lián)考)如圖甲所示，等腰△ABC為一棱鏡的橫截面，AB＝AC；一平行于BC邊的細(xì)光束從AB邊射入棱鏡，在BC邊經(jīng)過一次反射后從AC邊射出，出射光分成了不同顏色的Ⅰ、Ⅱ兩束光。圖乙是這兩束光分別通過相同的雙縫和單縫裝置后形成的圖樣，下列說法正確的是()A．Ⅰ光的波長(zhǎng)比Ⅱ光的長(zhǎng)B．Ⅰ光在棱鏡中的傳播速度比Ⅱ光的小C．圖乙中a是Ⅱ光的干涉圖樣D．圖乙中c是Ⅰ光的衍射圖樣[答案]AD[解析]由折射定律可得，Ⅱ光的折射角小，折射率大，所以Ⅱ光的頻率大，波長(zhǎng)短，故A正確；由n＝eq\f(c,v)得，Ⅰ光在棱鏡中的傳播速度比Ⅱ光的大，故B錯(cuò)誤；干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，Ⅱ光的波長(zhǎng)短，故題圖乙中a是Ⅰ光的干涉圖樣，故C錯(cuò)誤；衍射圖樣中央亮條紋寬度與波長(zhǎng)成正比，故題圖乙中c是Ⅰ光的衍射圖樣，故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＝3.0×108(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