（4）光的干涉——2024届高考二轮复习光学专练提能(含答案)

这是一份（4）光的干涉——2024届高考二轮复习光学专练提能(含答案)，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．托马斯·杨于1801年进行了一次光的干涉实验，即著名的杨氏双缝干涉实验，该实验被誉为物理学史上十大最美实验之一，关于该实验，下列说法正确的是( )
A.该实验证明了光是横波
B.该实验说明了光具有粒子性
C.彩虹的形成与该实验现象具有相同的本质
D.该实验与光的衍射现象都说明了光具有波动性
2．下列有关光现象的说法中正确的是( )
A.在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显
B.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
C.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波
3．如图，波长为λ的单色光，照射到间距为d的双缝上，双缝到屏的距离为，屏上观察到明暗相间的条纹.现将屏向右平移，则移动前和移动后，屏上两相邻亮条纹中心的间距之比为( )
A.B.C.D.
4．如图所示，关于光现象下列说法不正确的是( )
A.图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小
B.图乙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的
C.图丙中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波
D.图丁中央存在一个亮斑，是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样
5．如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制（可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间，并且可视为点光源。透明介质的折射率为n，屏障的高度为d，相邻屏障的间隙为L。不考虑光的衍射，下列说法正确的是( )
A.防窥屏实现防窥效果主要是因为光的干涉
B.相邻屏障间隙L越大，防窥效果越好
C.透明介质的折射率越大，可视角度θ越大
D.从上往下看，看到的图象比实际位置低
二、多选题
6．用同一双缝干涉实验装置做甲、乙两种光的双缝干涉实验，获得的双缝干涉条纹分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲光的波长比乙光的波长大
B.甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度
C.对同一种介质，甲光的折射率小于乙光的折射率
D.从同种介质射向空气甲光发生全反射的临界角小于乙光
E.遇到同一障碍物，乙光比甲光更容易发生明显的衍射现象
7．下列说法正确的是( )
A.激光是横波
B.光波可以在真空中传播，声波不能在真空中传播
C.在光导纤维中传送图象，这是利用光的衍射
D.频率相同的光在不同介质中传播的波长相同
E.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同
8．某同学利用双缝干涉实验装置研究光的干涉现象，保持双缝到屏的距离不变，他先用红光和蓝光在双缝间距为时进行实验，得到了如图a、b所示图样（未按实验顺序排列），然后用红光在双缝间距为时进行实验，得到了如图c所示图样，则下列说法中正确的是( )
A.B.
C.图a为蓝光干涉图样D.图b为蓝光干涉图样
9．如图所示，利用单色光照射透明标准板来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到现象如图乙所示的条纹中的A和B的情况，这说明( )
A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起
C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷
三、实验题
10．现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
①在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置。（选填“垂直”或“平行”）；
②已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）；
③为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。
A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量
B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量
C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量
D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
11．某同学通过双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图（a）所示。
（1）一毛玻璃屏上相邻亮条纹的间距可利用测量头测出，如图（b）所示。先将测量头分划板中心刻线与一组条纹中心P重合，其读数为，然后沿同一方向转动手轮，使分划板中心刻线移过4条暗条纹，与另一明条纹中心重合，相应的读数如图（c）所示，该读数为_______mm。
（2）已知双缝间的距离为，双缝到屏的距离为，此单色光波长是________mm。（保留三位有效数字）
12．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。
①如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数如图丙所示，_______。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数为6.740 mm。
②已知双缝与屏的距离为，双缝间距为。利用测量数据，计算出波长_______nm。
③对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取_______或_______的方法。
参考答案
1．答案：D
解析：A.该实验不能证明了光是横波，故A错误；
BD.该实验与光的衍射现象都说明了光具有波动性，故B错误，D正确；
C.彩虹的形成是由于光的折射引起的，双缝干涉实验的实验原理为光的干涉，故C错误。
故选D。
2．答案：C
解析：A.根据发生明显衍射的条件可知，在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越长，衍射现象越明显。故A错误；
B.根据
可知，若仅将入射光由绿光改为红光，则入射光的波长变大，干涉条纹间距变宽。故B错误；
C.光导纤维是利用全反射原理制成的，根据发生全反射的条件可知，光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射。故C正确；
D.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种横波。故D错误。
故选C。
3．答案：C
解析：移动前屏上两相邻高条纹中心的间距
移动后屏上两相邻亮条纹中心的间距
屏上两相邻亮条纹中心的间距之比为
故选C。
4．答案：B
解析：A.根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距与双缝间距离d及光的波长λ的关系式
可知只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小，故A正确；
B.由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，故B错误；
C.只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振现象表明光是一种横波，故C正确；
D.泊松亮斑是光线通过小圆板得到的光的衍射图样，故D正确。
本题选错误的，故选B。
5．答案：C
解析：防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，故相邻屏障间隙L越大，防窥效果越差，故AB错误；
透明介质的折射率越大，折射角越大，可视角度越大，故C正确；
从上往下看，看到的图象比实际位置高，故D错误。
故选C。
6．答案：ABC
解析：A.根据干涉条纹间距公式，可知，甲乙的L和d均相等，甲光的条纹间距大于乙，则甲的波长长，A正确；
BC.甲乙相比，甲光的波长长，折射率小，在同种介质中传播速度大，B、C正确；
D.根据全反射临界角公式，甲光的折射率小，故甲光发生全反射的临界角更大，D错误；
E.障碍物的尺寸与波长相当，或者更小时，更容易发生衍射，因为甲的波长长，所以甲光更容易发生明显的衍射现象，E错误；
故选ABC。
7．答案：ABE
解析：A.激光属于电磁波，电磁波是横波，选项A正确；
B.光波传播不需要介质，声波传播需要介质，因此光波可以在真空中传播，而声波不能在真空中传播，选项B正确；
C.在光导纤维中传送图象，利用的是全反射，不是光的衍射，选项C错误；
D.频率相同的光在不同介质中传播的频率相同，但波速不同，由可知，波长也不同，在真空中传播时波长最长，在其他介质中传播时的波长小于在真空中传播时的波长，选项D错误；
E、白光通过双隧后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同，波长不同，条纹间距不同，选项E正确。
故选ABE。
8．答案：AC
解析：CD.图a中光照射产生的条纹间距小于图b中光照射产生的条纹间距，由双缝干涉条纹的间距公式
可知，当双缝间距均为，双缝到屏的距离不变时，图a中光的波长小于图b中光的波长，故图a为蓝光干涉图样，图b为红光干涉图样。故C正确，D错误。
AB.双缝到屏的距离不变，只将双缝间距改为时，同样利用红光进行实验，因此λ相同，对比图b和图c可知，图b中光照射产生的条纹间距小于图c中光照射产生的条纹间距，故由双缝干涉条纹的间距公式可知，，故A正确，B错误。
故选AC。
9．答案：BC
解析：AC.A处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上A处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹(图中白色条纹)提前出现，可见平面N的上表面的A处所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，故A错误，C正确；
BD.薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜DE厚度相同；从弯曲的条纹可知，B处应该在同一条纹上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，说明平面N的上表面B处向上凸起，故B正确，D错误。
故选BC。
10．答案：①平行②15.02；692④.CD
解析：①只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹;
②读数为
由于第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数,第6条亮纹中心对齐，测量头的读数，所以
根据得
③为减小误差，多次取平均值的方法,与此相同的是CD。
11．答案：（1）21.002；（2）
解析：（1）该读数为
（2）已知条纹间还有3条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为
由干涉条纹的间距公式
解得
12．答案：①1.700 mm
②560
③增大L；减小d
解析：①图丙中固定刻度读数为1.5 mm；可移动刻度读数为
所以最终读数为
②由公式，得
③由公式可知，λ不变，要使增大，则需要使L增大，或使d减小。