光的干涉 衍射试题含答案1Word下载.docx
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6.下列说法中正确的是__________。
A.光从一种介质进入另一种介质时,其频率不变
B.对同一种光学材料,不同颜色的光在该材料中的传播速度相同
C.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的干涉现象
D.光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
7.下列色散现象是通过干涉产生的是
A.在白光下观察肥皂泡呈现彩色
B.一束太阳光通过三棱镜在墙壁上呈现彩色光斑
C.两块玻璃砖叠放在一起,玻璃砖上表面出现彩色条纹
D.将两支铅笔并排放置,其直缝与日光灯平行,通过直缝看到彩色条纹
8.如图所示,一束由单色光a、b组成的复合光通过厚度均匀的平行玻璃板M后,在地面上投射出两个光斑A、B,玻璃板M与地面平行放置,A对应a光,B对应b光,下列说法正确的是()
A.用同一套装置做双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光的大
B.a光在玻璃板中传播的速度小于b光在玻璃板中传播的速度
C.若增加玻璃板的厚度,则光斑右移
D.若a光是氢原子从n=3激发态跃迁到基态时辐射的光子,则b光可能是氢原子从n=2激发态跃迁到基态时辐射的光子
9.如图所示,在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,单缝
、双缝中点O、屏上的
点均位于双缝
和
的中垂线上,屏上P点处是
上方的第3条亮条纹(不包括
点处的亮条纹)的中心。
已知入射光在真空中的波长为
,真空中的光速为c,双缝
与
之间距离为d,双缝到屏的距离为L,若整个装置处于真空中,则下列说法正确的是( )
A.来自双缝
的光传播到P点处的时间差为
B.屏上P点和
点之间仅能观察到两条暗条纹
C.仅将单缝
向左(保持
在双缝的中垂线上)移动的过程中,P点处能观察到暗条纹
D.仅将屏向右(保持
10.如图所示,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是( )
A.a侧是红色光,b侧紫色光
B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
E.在同种条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光
11.增透膜的应用)关于光学镜头增透膜,以下说法中正确的是()
A.增透膜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度
B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的
C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的
D.因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色
E.涂有增透膜的镜头,进入的光线全部相互抵消,因此这种镜头的成像效果较好
12.如图所示,一束复色光从圆柱形玻璃砖的侧面A点,以45°
的入射角射入,结果从玻璃砖的侧面B点和C点各射出一束单色光a和b,则下列说法正确的是(
)
A.单色光a从B点出射时的折射角小于单色光b从C点出射的折射角
B.逐渐增大复合光在A点的入射角,则b光束先于a光束在玻璃砖中发生全反射
C.单色光a在玻璃中从A到B的传播时间比单色光b从A到C的传播时间少
D.经同一双缝干涉实验装置,a光形成的条纹间距比b光形成的条纹间距小
13.如图,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则
A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
B.在真空中,a光的波长小于b光的波长
C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
14.如图所示,一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束光I、II、III,则( )
A.增大α角且α≤
,光束II、III会靠近光束I
B.玻璃对光束III的折射率大于对光束II的折射率
C.减小α角且α>
,光束III可能会由于全反射而从上表面消失
D.光束III比光束II更容易发生明显衍射
15.下列现象中属于光的衍射现象的是( )
A.雨后天空美丽的彩虹
B.阳光下肥皂膜的彩色条纹
C.光通过三棱镜产生的彩色条纹
D.对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹
16.关于下列四图,以下说法正确的是( ).
A.甲图可能是单色光线形成的双缝干涉图样
B.在乙漫画中,由于光的折射,鱼的实际位置比人看到的要深一些
C.丙图为一束含有红光、紫光的复色光c,沿半径方向射入半圆形玻璃砖,由圆心O点射出,分为a、b两束光,则用同一装置做双缝干涉实验时,用a光要比用b光条纹间距更大
D.丁图是光从玻璃射入空气时的光路图,其入射角是60°
17.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()
A.光的干涉、色散和衍射现象
B.光的干涉、衍射和色散现象
C.光的衍射、色散和干涉现象
D.光的衍射、干涉和色散现象
18.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
如图,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光。
下面说法正确的是()
A.a光线是红光,b光线是紫光
B.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D.遇到同样的障碍物,a光比b光更容易发生明显衍射
19.下列有说法正确的是()
A.太阳光下的小露珠看起来特别亮,因为发生了全反射.
B.从紧贴的两块玻璃上方看到玻璃上有彩色的光是光的反射现象
C.全息照相是利用了光的干涉原理,观看全息照片的时候,必须用激光照射.
D.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清.
20.如图,一束复色光经玻璃球折射和反射后分为两束单色光a、b,下列推论正确的是( )
A.若a光是蓝光,则b光可能是黄光
B.a光在玻璃中的传播速度比b光小
C.a光从玻璃射入空气中时,发生全反射的临界角比b光大
D.a、b两光相比,a光更容易发生衍射现象
E.让a、b两光通过同一双缝干涉装置,a光的条纹间距更宽
21.下列说法正确的是(
A.机械波在传播的过程中,每个质点的起振方向均相同
B.机械波从一种介质传入另一种介质时,波长不变
C.泊松亮斑的形成是由于光具有波动性
D.薄膜干涉是薄膜前后表面反射光的干涉现象
E.用单摆测当地的重力加速度的实验中,测量摆长时,忘记测量小球的直径,会导致重力加速度测量结果偏大
22.图甲、图乙为两次用单色光做双缝干涉实验时,屏幕上显示的图样。
图甲条纹间距明显大于图乙,比较两次实验
A.若光屏到双缝的距离相等,则图甲对应的波长较大
B.若光源、双缝间隙相同,则图甲光屏到双缝的距离较大
C.若光源、光屏到双缝的距离相同,则图甲双缝间隙较小
D.图甲的光更容易产生明显的衍射现象
23.下列说法正确的是(
A.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比,且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动
B.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散
C.向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法熟称“彩超”
D.狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于其静止时的质量
E.泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射
24.中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生物学或医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人.在研究青蒿素化学结构中,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构.在做单缝衍射实验中,下列说法正确的是
A.将入射光由可见光换成x射线,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
25.如图所示,一束由两种单色光混合的复色光,沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束反射光束I、II、III,若玻璃砖的上下表面足够宽,则下列说法正确的是()
A.光束I仍为复色光,光束II、III为单色光
B.改变α角,光束I、II、III仍保持平行
C.通过相同的双缝干涉装置,光束II产生的条纹宽度要小于光束III的
D.在真空中,光束II的速度小于光束III的速度
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
1.AC
【解析】
【分析】
本实验是薄膜干涉,是空气膜干涉,A正确,干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波峰与波谷叠加的结果,B错,因为光的等厚干涉有其中h是空气膜的厚度,k是干涉级,可见厚度越小的
解析:
AC
本实验是薄膜干涉,是空气膜干涉,A正确,干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波峰与波谷叠加的结果,B错,因为光的等厚干涉有
其中h是空气膜的厚度,k是干涉级,可见厚度越小的地方,干涉级越小.所以,最初始的情况是:
两个玻璃相接触的地方,干涉级最小,向右依次增大.现在,提升上面的玻璃,厚度增加,原来厚度为最小的地方,现在变厚了,厚度跟初始的厚度最小的地方的右边的厚度一样了,那么原理在右边的条纹,现在就应该往左边移动了,所以,此题答案是向左侧移动,C正确,观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧.D错误.
【详解】
2.A
A.由于红光的频率比绿光的小,所以红光的折射率小,即绿光全反射的临界角小,所以最先消失的为绿光,故A正确;
B.光的双缝干涉,在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹,并非
A
B.光的双缝干涉,在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹,并非时明时暗,故B错误;
C.红光的频率比紫光小,则红光的光子能量比紫光光子能量小,选项C错误;
D.波的干涉和衍射现象是波特有的现象,并非只有横波才能产生干涉现象,故D错误.
故选A.
3.B
干涉条纹中相邻两个两条纹或暗条纹的中心间距为
A.增大双缝到光屏的距离,即增大l,条纹间距变大,所以A错误;
B.入射光波长不变,光强增大,不会改变条纹间距,即条
B
B.入射光波长不变,光强增大,不会改变条纹间距,即条纹间距不变,所以B正确;
C.条纹间距与激光器到双缝的距离无关,所以增大激光器到双缝的距离,条纹间距不变,所以C错误;
D.若仅将双缝和光屏置于水中,光在介质中的折射率变大,根据
可知,光的传播速度变小,频率不变,则根据
可知,光的波长变短,则条纹间距变小,所以D错误。
故选B。
4.C
A、根据折射率定义公式,从空气斜射向玻璃时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即na<nb,若增大入射角i,在第二折射面上则两光的入射角减小,依据光从光密介质进
C
A、根据折射率定义公式
,从空气斜射向玻璃时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即na<nb,若增大入射角i,在第二折射面上则两光的入射角减小,依据光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于或等于临界角时,才能发生光的全反射,因此它们不会发生光的全反射,故A错误.B、光从空气斜射向玻璃折射时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即na<nb,根据
分析知在该三棱镜中a光速度大于b光速度,故B错误.C、a光的折射率较小,在真空中a光波长大于b光波长,而双缝干涉条纹间距与波长成正比,因此a光条纹间距大于b光条纹间距,故C正确.D、光线a的折射率较小,频率较低;
根据
,则a光光子能量较小,则a光束照射光电管逸出光电子的最大初动能Ekm较小,根据qUc=Ekm,则a光的遏止电压低,故D错误.故选C.
【点睛】本题关键依据光路图来判定光的折射率大小,然后根据折射率定义公式比较折射率大小,学会判定频率高低的方法,同时掌握光电效应方程,及遏止电压与最大初动能的关系.
5.AC
A、两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射,入射角相同,由反射定律知,它们的反射角相同,可知光束Ⅰ是复色光。
而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离,所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,
而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离,所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,故选项A正确;
B、由图知:
光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度,根据折射定律可知玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率,故选项B错误;
C、一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出,经过反射、再折射后,光线仍是平行,因为光反射时入射角与反射角相等。
所以由光路可逆可得出射光线平行。
改变α角,光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行,故选项C正确;
D、光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率,则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率,光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长,由
可知双缝干涉条纹间距与波长成正比,则双缝干涉实验中光束Ⅱ产生的条纹间距比光束Ⅲ的小,故选项D错误。
6.ACE
A.光从一种介质进入另一种介质时,其频率不变,选项A正确;
B.对同一种光学材料,不同颜色的光在该材料中的传播速度不同,选项B错误;
C.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的
ACE
C.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的干涉现象,选项C正确;
D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,选项D错误;
E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理,选项E正确;
故选ACE。
7.AC
A.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线,相互叠加产生的现象,这是光的干涉造成的,故A正确;
B.一束太阳光通过三棱镜在墙壁上呈现彩色光斑属于光的色散,B错误;
C.两块玻璃砖叠放在一起,玻璃砖上表面出现彩色条纹,时相互叠加产生的现象,这是光的干涉造成的,C正确;
D.两支铅笔并排放置,其直缝与日光灯平行,通过直缝看到彩色条纹,这是光的衍射现象,D错误.
故选AC。
8.BD
A.由光路可知,a光通过介质后光线的偏折程度大,故a光的折射率大于b光的折射率,a光的波长小于b光的波长,当用同一套装置做双缝干涉实验时,a光的条纹间距比b光的小,A错误;
BD
B.根据
可知,a光在玻璃板中传播的速度小于b光在玻璃板中传播的速度,B正确;
C.若玻璃板的厚度增大,则出射光线的侧移量增大,光斑左移,C错误;
D.由νa>
νb,根据
hν=Em-En
可知,若a光是氢原子从n=3激发态跃迁到基态时辐射的光子,则b光可能是氢原子从n=2激发态跃迁到基态时辐射的光子,D正确;
9.AD
A.来自双缝和的光传播到P点处的路程差为3λ,则时间差为,选项A正确;
B.由题意可知,屏上P点和点之间仅能观察到三条暗条纹,选项B错误;
C.根据可知,仅将单缝
AD
的光传播到P点处的路程差为3λ,则时间差为
,选项A正确;
B.由题意可知,屏上P点和
点之间仅能观察到三条暗条纹,选项B错误;
C.根据
可知,仅将单缝
在双缝的中垂线上)移动的过程中,条纹间距不变,则P点处仍是亮条纹,选项C错误;
D.根据
可知,仅将屏向右(保持
在双缝的中垂线上)移动的过程中,l变大,则条纹间距变大,则P点处能观察到暗条纹,选项D正确。
故选AD。
10.BCE
A.红光的折射率小,所以偏折角小,故b侧为红色光,a侧为紫色光,选项A错误;
B.红色光的波长比紫色光的波长长,即a侧光的波长小于b侧光的波长,选项B正确;
C.因为a光
BCE
C.因为a光的偏折程度较大,则折射率较大,即三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率,选项C正确;
D.根据
可知,在三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率,选项D错误;
E.根据
可知,在同种条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光,则E正确.
11.ACD
A、增透膜是通过光的干涉,减少反射光的强度,从而增加透射光的强度,使光学系统成像更清晰,故A正确;
BCDE、在选择增透膜时,一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消,这时光
ACD
BCDE、在选择增透膜时,一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消,这时光谱中其它频率的光将大部分抵消,因此,进入镜头的光有很多,但以抵消绿光为主,这样照相的效果更好.对于增透膜,有约1.3%的光能量会被反射,再加之对于其它波长的光,给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的
倍,从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消,镜头呈淡紫色,故BE错误,CD正确;
故选ACD.
【点睛】增透膜增透了人视觉最为敏感的绿光,薄膜的厚度为绿光在增透膜中波长的
时,从薄膜前后表面的反射光相互抵消.
12.C
由图知在A点,玻璃砖对b光的偏折角大于对a光的偏折角,说明玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率,而由对称性和光路可逆性可知:
单色光a从B点出射时的折射角与单色光b形C点出射
单色光a从B点出射时的折射角与单色光b形C点出射时的折射角相等,都等于45°
.故A错误.逐渐增大复合光在A点的入射角,折射角也随之增大,但根据光路可逆性可知两束光都不可能在玻璃砖中发生全反射,都能从玻璃砖射出.故B错误.由v=c/n知单色光a在玻璃中传播速度较大,而a光在玻璃中通过的路程较小,所以单色光a在玻璃中传播所用时间较短,故C正确.玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率,则知b光的频率高,波长短,a光的频率低,波长长,而双键干涉条纹的间距与波长成正比,所以a光形成的条纹间距比b光形成的条纹间距大,故D错误.故选C.
【点睛】
本题实质考查对不同色光特性的理解能力和掌握程度.对于七种色光各个量的比较是高考中常见的基本题型,可根据光的色散、干涉的结果,结合折射定律和临界角公式理解记忆.
13.ABD
ABC.由图可知:
玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,则a光的频率大于b光的频率;
据知,在真空中,a光的波长小于b光的波长;
据知,在玻璃中,a光的传播速度小
ABD
据
知,在真空中,a光的波长小于b光的波长;
知,在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度;
故AB两项正确,C项错误;
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,因为a光的折射率大,则折射光线a首先消失,故D正确;
E.a光的波长小于b光的波长,分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故E错误。
故选ABD。
14.AD
A.根据光路的可逆性画出光路图
增大角,入射角减小,根据折射定律可知折射角减小,所以光束II、III会靠近光束I,A正确;
B.根据光路图可知,入射
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