2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)：光的干涉與衍射（附答案解析）

2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)：光的干涉與衍射

一'選擇題

1.如圖所示為雙縫干涉實驗，圖甲為用黃光照射時的結(jié)果，a為中央亮條紋，a，為相鄰亮條紋；圖乙

為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a，為相鄰亮條紋，兩次實驗中雙縫間距和雙縫到

屏的距離相等，以下說法正確的是（）

$小

II

甲乙

A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較長

B.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長較長

C.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長較短

D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長較短

2.某實驗小組同學(xué)采用圖甲裝置研究光的干涉現(xiàn)象，兩狹縫Si、S2間距離d及各自寬度m均可調(diào),

狹縫到光屏的距離為L。用不同的單色光垂直照射狹縫，得到如圖乙所示的干涉條紋。下列說法正

紅光雙縫間距0.36mm

EUE

甲乙

A.在d、L相同條件下，,形成的干涉亮條紋越寬

B.若遮住Si，用紅光照射S2,減小S2的寬度m,光屏上的中央亮條紋變寬變亮

C.若同時用紅光和藍(lán)光分別照射Si、S2,光屏上將得到紅藍(lán)相間的干涉彩色條紋

D.用紅光照射兩條狹縫時，若狹縫Si、S2到光屏上Pi點(diǎn)的路程差為紅光波長的3.5倍，Pi點(diǎn)處

一定是亮條紋

3.用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后,

干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼模ǎ?/p>

C.2倍D.3倍

4.如圖所示的薄膜，用黃色光從下側(cè)照射該薄膜，會觀察到明暗相間的干涉條紋，則下列說法正確

的是（）

A.實驗者應(yīng)該從薄膜上側(cè)觀察干涉圖樣

B.干涉條紋的分布左疏右密

C.若換用紫光照射，則條紋間距將變大

D.任意兩相鄰亮條紋處對應(yīng)的薄膜厚度之差變大

5.每一年年末物理學(xué)會都會公布當(dāng)年物理學(xué)的十項重大進(jìn)展，全科學(xué)界十分關(guān)注物理學(xué)的發(fā)展。下

列對歷史上的重大發(fā)現(xiàn)說法正確的是（）

A.電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B.電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明實物粒子也有波動性

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用連續(xù)的能量觀解釋

6.植物葉片中的葉綠素a在陽光照射下進(jìn)行光合作用，每吸收一份光子能量Ei,就失去一個初動能

為E2的光電子，下列選項中，h為普朗克常數(shù)，c為光速，則葉綠素a吸收光的波長為（）

A.及F?五

7.物理來源于生活又服務(wù)于生活，下列關(guān)于生活中常見到的物理現(xiàn)象及應(yīng)用，說法正確的是

A.相機(jī)鏡頭前的增透膜是利用偏振原理增加入射光強(qiáng)度

B.物體做受迫振動時，受迫振動的頻率等于物體的固有頻率

C.利用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象

D.當(dāng)警車在某車后面勻速行駛時，警車探測到的反射波頻率大于發(fā)射波頻率，說明警車的速度

小于前車速度

8.某同學(xué)將附有肥皂膜的鐵絲圈，豎直放置在陽光下，可以觀察到如圖所示的彩色條紋。已知從上

到下薄膜增厚的越來越快，則下列說法正確的是（）

A.彩色條紋是由于光的衍射形成的

B.彩色條紋分布是上密下疏

C.如果換成單色光照射，則觀察不到條紋

D.任意兩相鄰?fù)N顏色的亮紋對應(yīng)的薄膜厚度之差不變

9.一束光照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出，光線分為

涂層

A.在玻璃中a光的傳播速度大于b光的傳播速度

B.在真空中遇到障礙物時，b光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

C.增大空氣一側(cè)的入射角，a光先消失

D.在真空中用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距大于b光的條紋間距

10.2021年1月21日，科研人員利用冷凍電鏡斷層掃描技術(shù)首次“拍攝”到新冠病毒的3D影像，如

圖所示。冷凍電鏡（全稱：冷凍透射電子顯微鏡）是目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)廣泛使用的科研利器，它以高

速電子束為“光源”穿透樣品，以獲得樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。光學(xué)顯微鏡由于受光的衍射現(xiàn)象限制，

最高分辯率僅為200mH,而冷凍電鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡高1000倍以上，可達(dá)0.2nm。已知

電子的質(zhì)量為9x10-3"。,電子的電荷量為L6X10-19c,普朗克常量為6.6X10-34/,不考

慮相對論效應(yīng)，下列說法正確的是（）

A.冷凍電鏡的分辨率非常高，是由于電子的德布羅意波長非常長

B.冷凍電鏡的分辨率與加速電壓有關(guān)：加速電壓越高，則分辨率越低

C.德布羅意波長為0.2nm的電子，可由靜止電子通過5007的電壓加速而得到

D.若用相同動能的質(zhì)子代替電子，也能“拍攝”到新冠病毒的3D影像

11.人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光

子射入瞳孔，眼睛就能察覺，普朗克常量為6.63'10-3勺3光速為3.0x108m及，則人眼能察覺到綠光

時所接收到的最小功率是（）

A.2.3xl0-18WB.3.8xl（pi9W

C.7.0xl0~10WD.1.2xlO-18W

二'多項選擇題

12.一激光器發(fā)光功率為P,發(fā)出的激光在折射率為n的介質(zhì)中波長為九，若在真空中速度為c,普

朗克常量為h,則下列敘述正確的是（）

A.該激光在真空中的波長為必

B.該波的頻率為.

C.該激光器在ts內(nèi)輻射的能量子數(shù)為誓

he

D.該激光器在ts內(nèi)輻射的能量子數(shù)為攀

13.虹是由陽光射入雨滴（球形）時，經(jīng)一次反射和兩次折射而產(chǎn)生色散形成的.現(xiàn)有白光束L由

圖示方向射入雨滴，a、b是經(jīng)反射和折射后的其中兩條出射光線，如圖所示，下列說法中正確的是

A.光線b在水滴中傳播時的波長較長

B.光線a在雨滴中的折射率較大

C.若分別讓a、b兩色光通過同一雙縫裝置，則b光形成的干涉條紋的間距較大

D.光線a在雨滴中的傳播速度較大

14.雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫Si和S2與單

縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上0點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相

等，P點(diǎn)是距。點(diǎn)最近的第一條亮條紋。如果將入射的綠光換成紅光，則屏上o點(diǎn)及其上方的干涉

條紋的情況是（）

雙縫

A.O點(diǎn)處是紅光的暗條紋

B.O點(diǎn)處是紅光的亮條紋

C.紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方

D.紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的下方

三'非選擇題

15.波長為500nm的平行單色光垂直射到寬度為0.25mm的單縫上，緊靠縫后放一凸透鏡，其焦距

為0.25m,則置于透鏡焦平面處的屏上中央零級明紋兩側(cè)第一暗紋之間的距離為。

16.如圖甲所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.30xl0-7m,屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路

程差為7.95xl0-7m,則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是（選填“明條紋”或“暗條紋”）?，F(xiàn)改用波長為

6.3Oxio-7m的激光進(jìn)行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將（選填“變

寬”、“變窄”或“不變”）。

----A

激光

17.在雙縫干涉實驗中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉

條紋間距4光1與綠光的干涉條紋間距4久2相比//________/久2（填或"=若實驗中紅

光的波長為630mn,雙縫到屏幕的距離為1m,測得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為

10.5mm,則雙縫之間的距離為mm.

18.一棱鏡的截面為直角三角形ABC,/A=30。，斜邊AB=a.棱鏡材料的折射率為n=.在此截

面所在的平面內(nèi)，一條光線以45。的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡.畫出光路圖，并求光線從

棱鏡射出的點(diǎn)的位置（不考慮光線沿原路線返回的情況）.

19.已知每秒從太陽射到地球的垂直于太陽光的每平方米截面上的輻射能為L4X103J,其中可見光部

分約占45%,假如認(rèn)為可見光的波長均為5.5x107m,太陽向各方向的輻射是均勻的，日地間距離為

1.5x1011m,普朗克恒量h=6.6xl034j.s,估算出太陽每秒鐘輻射出的可見光子數(shù)是多少？

20.如圖所示，一根長為L的直光導(dǎo)纖維，它的折射率為n,光從它的一個端面射入，又從另一端面

射出所需的最長時間為多少？（設(shè)光在真空中的速度為c）

L

21.如圖所示是雙縫干涉實驗裝置，屏上。點(diǎn)到雙縫Si、S2的距離相等.當(dāng)用波長為0.75叩1的單

色光照射時，P是位于O上方的第二條亮紋位置，若換用波長為0.6um的單色光做實驗，P處是亮

紋還是暗紋？在OP之間共有幾條暗紋？

ISU'

H--

IS2“

22.光學(xué)儀器中使用的是涂膜鏡頭，若薄膜的折射率n=g,小于玻璃的折射率，在入射光中包含有

波長九=7x107m的成分.為使波長為X的反射光被最大限度減弱，試求這種薄膜的厚度應(yīng)為多少？

23.某學(xué)習(xí)小組要用雙縫干涉測量某種單色光的波光。

(1)已知雙縫間距d=0.4加加，雙縫到毛玻璃屏間的距離L=0.5加，實驗時，接通電源使光源正

常發(fā)光，調(diào)整光路使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋，將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心

對齊，將該亮紋記為第1條亮紋，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為久=11.1mm,然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使

分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則此示數(shù)為久'=

mm,相鄰亮條紋的間距Ax=mm,從而可以計算出該單色光的波長為2=

m(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，光屏上某點(diǎn)p到雙縫的距離差為3.5X10-76,p點(diǎn)出現(xiàn)的是.

(填‘亮‘'或"暗")條紋。

2

010

(2)照相機(jī)鏡頭上貼了層增透膜，目的是增加透光度.若該光射入折射率為n的增透膜中，則增

透膜的厚度至少為。(用波長4和折射率n表示)

24.利用雙縫干涉測定光的波長的實驗中，雙縫間距d=0.4mm,雙縫到光屏間的距離/=0.5m,實

驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。

I1IIIHI

AB

圖2圖3

(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動D.使用間距更小的雙縫

（2）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，則①分劃板在圖中A位置時游標(biāo)卡尺的讀

數(shù)為4=11.1mm,在B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為%=15.6mm,相鄰兩條紋間距4久=

mm；

②該單色光的波長2=m；

（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖3所示。則在這種情況下

測量干涉條紋的間距/久時，測量值________實際值。（填“大于”“小于”或“等于”）

25.用波長4=500mn的單色光垂直照射在由兩塊玻璃構(gòu)成的空氣劈尖上，劈夾的夾角為a=2X

10-4rad,如果劈尖內(nèi)充滿折射率為幾=1.40的液體，求從劈尖算起第五個明條紋在充入液體前后移

動距禺o

26.已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率n=V2的薄膜表面，入射時與薄膜表面成

45。角，如圖所示。真空中的光速c=3.0xl08m/s。

（1）求從O點(diǎn)射入薄膜中的光的折射角及速率。

（2）一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為v的“單色光”，實際上它的頻率并不是真正單一的，激光頻

率v是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Av（也稱頻率寬度），如圖，單色光照射到薄膜上表面

a,一部分光從上表面反射回來（這部分光稱為甲光），其余的光進(jìn)入薄膜內(nèi)部，其中的一小部分光從

薄膜下表面b反射回來，再從上表面折射出去（這部分光稱為乙光），甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)

生干涉，稱為薄膜干涉，乙光與甲光相比，要在薄膜中多傳播一小段時間加。理論和實踐都證明，

能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是：At的最大值A(chǔ)%與Av的乘積近似等于1,即只有滿足

Atm-Av?l才會觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。若該激光頻率V=4.32X10"HZ,它的頻率寬度AV=8.0><109

HZ,試估算在如圖所示的情況下，能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm。

答案解析

L【答案】C

【解析】【解答】由圖可知，亮條紋間距變小，根據(jù)△￡知，乙光波長較短，甲光為黃光，故C

符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C

【分析】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Ax=鄉(xiāng)4判斷圖乙光的波長的長短。根據(jù)可見光的波長分布情

a

況分析乙光情況。

2.【答案】B

【解析】【解答】A.由圖乙可知，在d、L相同條件下，紅光的波長更長，頻率更低，形成的干涉條

紋更寬，故照射光的頻率越低，形成的干涉亮條紋越寬，A項錯誤；

B.若遮住Si，用紅光照射S2,光屏上得到的是衍射條紋，減小S2的寬度m,衍射現(xiàn)象更明顯，光屏

上的中央亮條紋變寬變亮，B項正確；

C.若同時用紅光和藍(lán)光分別照射Si、S2,不會發(fā)生干涉現(xiàn)象，光屏上不會得到干涉條紋，C項錯

誤；

D.用紅光照射兩條狹縫時，若狹縫Si、S2到光屏上Pi點(diǎn)的路程差為紅光波長的3.5倍，Pi點(diǎn)處一定

是暗條紋，D項錯誤。

故答案為：Bo

【分析】在d、L相同條件下，紅光的波長更長，頻率更低，形成的干涉條紋更寬。減小縫寬，衍射

現(xiàn)象更加明顯，中央亮條紋更寬。

3.【答案】B

【解析】【解答】由圖可知，Ax乙=2Ax甲，由相鄰亮條紋之間或相鄰暗條紋之間的距離公式

Ax=%而光的波長X和縫到屏的距離1不變，解得d乙=；d甲。故B選項符合題意。

故答案為：B

【分析】根據(jù)光的雙縫干涉條紋間距公式Ax=§4分析求解。

a

4.【答案】B

【解析】【解答】A.薄膜干涉是薄膜兩個面的反射光疊加產(chǎn)生的，應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察，即應(yīng)

該從薄膜下側(cè)觀察干涉圖樣，A不符合題意；

B.由于薄膜不是均勻增厚的，從左到又薄膜增厚的越來越快，所以明暗相間的條紋是不等間距的，

而是左疏右密，B符合題意；

C.光波的干涉條紋的間距公式為Ax=^A,若換用紫光照射，波長變小，則條紋間距將變小，C

a

不符合題意；

D.任意兩相鄰亮條紋處對應(yīng)的薄膜厚度之差是半倍的波長，保持不變，D不符合題意；

故答案為：Bo

【分析】薄膜干涉是薄膜兩個面的反射光疊加產(chǎn)生的，應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察。任意兩相鄰亮條

紋處對應(yīng)的薄膜厚度之差是半倍的波長。

5.【答案】B

【解析】【解答】A.原子呈現(xiàn)電中性，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，A不符合題意；

B.干涉與衍射是波的特有現(xiàn)象，電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明實物粒子也有波動性，B符合題意；

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，C不符合題意；

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用愛因斯坦的光子說，即能量的量子化來解釋，D不符合題意。

故答案為：Bo

【分析】電子的發(fā)現(xiàn)說明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

干涉與衍射是波的特有現(xiàn)象。

6.【答案】C

【解析】【解答】根據(jù)光子的能量公式得E=苧

解得2=旨

故答案為：Co

【分析】根據(jù)光子的能量公式代入題中所給數(shù)據(jù)求得葉綠素a吸收光的波長。

7.【答案】C

【解析】【解答】A.相機(jī)鏡頭前的增透膜是利用光的干涉原理，增加透射光強(qiáng)度，A不符合題意；

B.物體做受迫振動時，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，B不符合題意；

C.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，C符合題意；

D.當(dāng)警車在某車后面勻速行駛時，警車探測到的反射波頻率大于發(fā)射波頻率，根據(jù)多普勒效應(yīng)可

知，兩者間距減小，說明警車的速度大于前車速度，D不符合題意。

故答案為：Co

【分析】相機(jī)鏡頭前的增透膜是利用光的干涉原理，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，利用光的

薄膜干涉檢查光學(xué)平面的平整程度，結(jié)合多普勒效應(yīng)進(jìn)行分析判斷。

8.【答案】D

【解析】【解答】A.彩色條紋是由于光的干涉形成的，A不符合題意；

B.從上到下薄膜增厚的越來越快，因此，在薄膜上不同的地方，來自前后兩個面的反射光所走的路

程差不同，導(dǎo)致上疏下密，B不符合題意；

C.如果換成單色光照射，仍會發(fā)生干涉現(xiàn)象，能看到干涉條紋，C不符合題意；

D.任意兩相鄰亮條紋處對應(yīng)的薄膜厚度之差是半倍的波長，保持不變，D符合題意；

故答案為：Do

【分析】彩色條紋是由于光的干涉，將太陽光換成單色光仍能看到干涉條紋，結(jié)合薄膜干涉進(jìn)行分

析判斷。

9.【答案】B

【解析】【解答】光路圖如圖所示，

涂層

在玻璃磚上表面折射時，a光的偏折程度較大，則玻璃對a光的折射率較大，由丫=捻知，在玻璃中

a光的傳播速度小于b光的傳播速度，A不符合題意；由于b光的偏折程度較小，故玻璃對其折射率

較小，所以其波長較長，遇到障礙物時更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，B符合題意；兩列光在玻璃上

表面折射后經(jīng)反射再從玻璃上表面折射進(jìn)入空氣，由幾何關(guān)系可知第一次折射的折射角等于第二次

折射的入射角，根據(jù)光路的可逆性可得兩列光均不能發(fā)生全反射，故兩列光都不會消失，C不符合

題意；玻璃對a光的折射率大，則a光的頻率大、波長小，根據(jù)Ax=：九可知，a光的條紋間距小

于b光的條紋間距，D不符合題意。

故答案為：Bo

【分析】根據(jù)偏折程度判斷光的折射率，結(jié)合光在介質(zhì)中傳播速度與折射率的關(guān)系判斷傳播速度的

大小關(guān)系根據(jù)折射率與臨界角的大小關(guān)系判斷是否發(fā)生全反射；根據(jù)雙縫干涉條紋間距表達(dá)式進(jìn)行

分析判斷。

10.【答案】D

【解析】【解答】A.冷凍電鏡的分辨率非常高，是由于電子的德布羅意波長非常短，A不符合題

思；

h

B.根據(jù)德布羅意波長公式4節(jié)

而p=y/2mEk

對電子加速過程應(yīng)用動能定理得Ek=eU

聯(lián)立可得Ekm-hy-W

由此可知，加速電壓U越高，則波長越短，分辨率越高，B不符合題意；

C.由公式Ekm=hy-W

_242

得(了)(n2x10—9)

U=4=---------------------re：V=37.87

2me2x9.0xl0-31xl.6xl0-19

C不符合題意；

ih

D.根據(jù)公式，因為4=而丁動能相同時，波長與質(zhì)量的二次方根成反比，而m質(zhì)子》m電子,

所以人質(zhì)子<入電子,由此可知，加速電壓U越高，則波長越短，分辨率越高，能''拍攝''到新冠病毒

的3D影像，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】冷凍電鏡以高速電子束為“光源”穿透樣品，以獲得樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。由于電子的德布

羅意波長非常短，穿透能力更強(qiáng)。加速電壓越高，波長越短，分辨率也應(yīng)越高。相同動能的情況

下，質(zhì)子的波長比電子還要短，分辨率更高。本題關(guān)鍵理解題干提供的關(guān)于分辨率高低的影響因

素，熟練運(yùn)用德布羅意波長公式等。

11.【答案】A

【解析】【解答】每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，所以察覺到綠光所接收到最小功率為P=笠

t

—348

6>6.63義10”x3xl00

-18

_______530x10TW=2.3xl0Wo

1

【分析】光的波粒二象性和能量子分析可得。

12.【答案】A,C

【解析】【解答】激光在介質(zhì)中的折射率n=勺=婪="，故v激光在真空中的波長Xo=nLA

正確；激光頻率丫=克=芻，B錯誤；由能量關(guān)系Pt=Ns,c=Xov,Xo=n入及￡=hA^N=

華之，C正確，D錯誤。

【分析】折射率和能量關(guān)系分析可得。

13.【答案】A,B,C

【解析】【解答】解：AB、畫出光路圖，分析可知，第一次折射時，a光的折射角較小，b光的折射

角較大，而入射角相等，根據(jù)折射率公式n=膽得知，光線a在雨滴中的折射率較大，b光的折射

sinr

率較小，則光線b的頻率較小，波長較長.故A、B正確.

C、雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，光線b波長較長，則b光形成的干涉條紋的間距較大，故C

正確.

D、由公式v=■分析知，光線a光在雨滴中的傳播速度較小.故D錯誤.

故選：ABC

【分析】畫出光路圖，由題分析可知，第一次折射時，b光折射角較大，其折射率較小，頻率較小，

波長較長.由公式v=捻分析光在雨滴中的傳播速度大小.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距與波長成正

比，分析干涉條紋間距的關(guān)系.

14.【答案】B,C

【解析】【解答】AB.因為O點(diǎn)與雙縫間的路程差等于0,故該點(diǎn)出現(xiàn)明條紋。A不符合題意，B符

合題意；

CD.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式4久知，因為紅光的波長大于綠光，則紅光的條紋間距大

于綠光，所用紅光的第一條亮紋在P點(diǎn)的上方，C符合題意，D不符合題意。

故答案為：BCo

【分析】根據(jù)。點(diǎn)與雙縫間的路程差得出O點(diǎn)出現(xiàn)的條紋，結(jié)合雙縫干涉的條紋間距的表達(dá)式得出

紅光的第一條亮紋相對P點(diǎn)的位置。

15.【答案】1mm

【解析】【解答】中央零級明紋兩側(cè)第一暗紋之間的距離4%=冬一(—牛)=孕，代入數(shù)據(jù)得4久=

b'b，b

1mm

【分析】根據(jù)中央零級明紋兩側(cè)第一暗紋之間的距離公式=￥-(-￥)=組，代入數(shù)據(jù)求出距

bvbJb

離大小。

16.【答案】暗條紋；變寬

ASQ

【解析】【解答】屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差4s=7.95xl0-7m滿足幾=丁=3

2

路程差為半波長的奇數(shù)倍，故在P處應(yīng)出現(xiàn)暗條紋。

據(jù)=可知，波長變大，條紋間距將變寬。

a

【分析】根據(jù)路程差和半波長的關(guān)系判斷P處條紋的明暗，通過相鄰亮條紋間距的表達(dá)式判斷波長

變大后條紋間距的變化情況。

17?【答案】>；0.3

【解析】【解答】雙縫干涉條紋間距4尤=玲，紅光波長長，所以用紅光的雙縫干涉條紋間距較大,

即/久1>4立條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得4%="鑼=2.1nun=2.1X10-3加，根據(jù)4%=芋可得d

LAlmx630xl0-9m?___??

-T-=------------------------=3x10n4m=0.3mm-

/x2.1xl0-3m

【分析】根據(jù)雙縫干涉相鄰亮條紋間距的表達(dá)式得出雙縫之間的距離。

18.【答案】設(shè)入射角為91,折射角為02,由折射定律得=n①由已知條件及①式得。2=30。②如果

入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖所示.設(shè)出射點(diǎn)為F,由幾何關(guān)系可得

AF=a@即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)a的位置.如果入射光線在法線的左側(cè),

光路圖如圖所示.設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D.由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角0=60。④設(shè)全

反射的臨界角為C,則sinC=⑤由⑤和已知條件得C=45°⑥因此，光在D點(diǎn)發(fā)生全反射.設(shè)此

光線的出射點(diǎn)為E,由幾何關(guān)系得NDEB=9(FBD=a—2AF⑦BE=BDsin30°⑧聯(lián)立③⑦⑧式得

BE=a⑨即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)1一的位置.

S

【解析】【分析】光線以的入射角時，要分入射光線在法線的右側(cè)和左側(cè)兩種情況進(jìn)行討論研

究.根據(jù)折射定律求出光線在AC面的折射角.根據(jù)幾何知識確定光線在AB或BC面上入射角.求

出臨界角，判斷在這兩個面上能否發(fā)生全反射，畫出光路圖，求出光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置離A

或B點(diǎn)的距離。

19.【答案】解答：設(shè)地面上1m2的面積上每秒接受的光子數(shù)為n,則有：pt-45%=n匚代入數(shù)據(jù)解

A

得n=1.75xl02i個初2.設(shè)想一個以太陽為球心，以日地間距離R為半徑的大球面包圍著太陽，大球

面接受的光子數(shù)即太陽輻射的全部光子數(shù)，則所求的可見光光子數(shù)為：N=n47rR2=1.75xl021x4x3.14x

(1.5x10")2=5x1044、答:太陽每秒輻射出的可見光光子數(shù)為5x1044個

【解析】【分析】根據(jù)能量守恒求出地面上In?的面積上每秒接受的光子數(shù)為n,從而得出以太陽為

球心，以日地間距離R為半徑的大球面所接受的光子數(shù)，確定出太陽每秒輻射出的可見光光子數(shù).

20.【答案】由題中的已知條件可知，要使光線從光導(dǎo)纖維的一端射入，然后從它的另一端全部射

出，必須使光線在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射現(xiàn)象.要使光線在光導(dǎo)纖維中經(jīng)歷的時間最長，就必須使

光線的路徑最長，即光線對光導(dǎo)纖維的入射角最小，光導(dǎo)纖維的臨界角為C-.n--4n1光在光導(dǎo)纖維

n

中傳播的路程為'二-TI：,光在光導(dǎo)纖維中傳播的速度為、-二所需最長時間為

二PICn

dnL疝

Jycc

力

【解析】【分析】根據(jù)全反射條件，依據(jù)光的折射定律，結(jié)合幾何關(guān)系，即可求解。

21.【答案】解；當(dāng)用波長為九i=0.75um單色光時P為O上方第二條亮紋，

所以P到雙縫Si、S2的距離差4r=2Xi=2xO.75]im=1.5|jm.

改用九2=0聞m.的單色光時，路程差2kr=|九2,所以P為暗紋，

從O到P路程差由零逐漸增大，必有路程差為”和怖九2的兩點(diǎn)，即OP之間還有兩條暗紋

【解析】【分析】利用距離差和波長差的關(guān)系可以判別暗紋的條數(shù)。

22.【答案】解：根據(jù)形成相消干涉的條件：欲使真空中波長為九的光在薄膜中得到最大限度減弱，

必須使薄膜厚度d的2倍(即薄膜前后表面兩列反射光的路程差)至少等于光在該薄膜中波長兄的

I倍，即為：2d=4，A'=-，

22n

故有：d=2=JxWx7x10-7m=1.31xW~7m,此即薄膜層的最小厚度.

答：這種薄膜的厚度應(yīng)為1.31x107m

【解析】【分析】根據(jù)薄膜厚度d的2倍至少等于光在該薄膜中波長兄的J倍.由波速公式v=優(yōu)和

n=捺結(jié)合求出綠光在鍍膜中波長，即可得到鍍膜的厚度.

23.【答案】(1)15.5；0.88；7.0x10-7；暗

(2)A

4n

【解析】【解答】(1)此為10分度游標(biāo)卡尺，故其精度為0.1m租，則讀數(shù)為15mm+5x

0.1mm=15.5mm

相鄰亮條紋的間距為4久=匕=1S-S-11Amm=0.88mm

6—15

由波長與條紋間距之間的關(guān)系有Ax=^A

a

3

代入數(shù)據(jù)可得4=竿=0.88xl0^x0.4xl0-m-70x“一7m

光屏上某點(diǎn)p到雙縫的距離差為3.5義10-7小，恰好為該光波長的一半，則出現(xiàn)在暗條紋處。

(2)增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，當(dāng)薄膜厚度等于入射光在薄膜中波長的!時，在薄膜的兩個表

面反射的光，光程差恰好等于半個波長，互相抵消，因此有d=?