【优化探究】2022届高三物理一轮复习知能检测：13-2光的干涉和衍射-

[随堂演练]1．对光现象的生疏，下列说法中正确的是()A．光的色散现象都是由光的干涉引起的B．光导纤维导光主要应用了光的干涉原理C．光的衍射现象表明光沿直线传播D．光的干涉现象说明白光是一种波解析：光的色散现象是由光的折射引起的，选项A错误；光导纤维主要应用了光的全反射原理，选项B错误；光的衍射现象表明白光不是沿直线传播，选项C错误；干涉现象只有波才能发生，选项D正确．答案：D2．在杨氏双缝干涉试验中假如()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹解析：用白光作杨氏双缝干涉试验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上毁灭单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D错．答案：B3．双缝干涉试验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为l，调整试验装置使得像屏上可以看到清楚的干涉条纹．关于干涉条纹的状况，下列叙述正确的是()A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清楚B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清楚C．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大解析：双缝到像屏的距离l不影响干涉条纹的清楚度，A、B错；当双缝间距d变小时，由Δx＝eq\f(l,d)λ知，Δx应变大，D正确．答案：D4．右图是杨氏双缝干涉试验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，试验中观看到屏上O点为中心亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则()A．屏上干涉条纹的间距将变小B．屏上O点不再为中心亮纹的中心C．屏上P1位置照旧可能为亮纹的中心D．屏上P1位置可能为暗纹的中心解析：干涉条纹间距Δx＝eq\f(l,d)λ，d为双缝间距，d减小，Δx变大，A不正确；O点到双缝的路程差为零，所以O点始终是亮纹，B错；P1到双缝的路程差小于一个波长，P1点有可能是暗条纹中心，故C不正确，D正确．答案：D[限时检测](时间：45分钟，满分：100分)[命题报告·老师用书独具]学问点题号对光的干涉、衍射的理解1、4双缝干涉8、11、12薄膜干涉2、5、10衍射现象3、9光的波动的综合问题6、7一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．关于光的性质，下列说法不正确的是()A．光在介质中的速度小于光在真空中的速度B．双缝干涉说明光具有粒子性C．光在同种均匀介质中沿直线传播D．光的衍射现象说明光是一种波解析：由折射率公式n＝eq\f(c,v)＞1可得选项A正确；干涉、衍射是波所特有的现象，所以选项B错误；由常识得选项C正确；光的偏振现象说明光是横波，故选项D正确．答案：B2．一个半径较大的透亮     玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是()A．平行的、明暗相间的干涉条纹B．环形的、明暗相间的干涉条纹C．只能看到同颜色的平行反射光D．一片黑暗解析：透镜与平板玻璃间形成的空气膜由中心向外，厚度增加不均匀，故产生不等距的明暗相间的环形干涉条纹，故B对。答案：B3．在光的单缝衍射试验中可观看到清楚的亮暗相间的图样，图中属于光的单缝衍射图样的是()A．a、c B．b、cC．a、d D．b、d解析：a图中是等间距的光的干涉图样，b图是单色光的单缝衍射图样，c图是水波的衍射图样，d图是白光的单缝衍射图样，可见D正确．答案：D4．(2022年高考大纲卷)在双缝干涉试验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以接受的方法有()A．改用紫光作为入射光 B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离 D．增大双缝之间的距离解析：依据Δx＝eq\f(L,d)λ，要增大条纹间距Δx，将L、λ增大或将d减小均可以，紫光和蓝光都比黄光波长小，故A、B选项错误；增大双缝到屏的距离L，则Δx增大，故C选项正确；增大双缝间距d，则Δx变小，故D选项错误．答案：C5．用如图所示的试验装置观看光的薄膜干涉现象．图甲是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是直立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观看到的现象是()A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈的转动，转变不了肥皂液膜的上薄下厚的外形，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，照旧是水平的干涉条纹，D对．答案：D6．(2022年合肥模拟)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx，若Δx甲＞Δx乙，则下列说法正确的是()A．通过同一单缝装置时，甲光能发生衍射现象，乙光则不能发生B．真空中甲光的波长确定小于乙光的波长C．甲光的频率确定大于乙光的频率D．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光解析：由Δx＝eq\f(lλ,d)得Δx越大则λ越大，B错；甲光和乙光都可以发生衍射，A错；由c＝λf知，λ越大，f越小，C错；由光的折射率随波长增大而减小和v＝c/n知，D对．答案：D7．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉试验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距．试验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之间距离l以及相邻两条亮纹间距Δx，若所用激光波长为λ，则该试验确定物体运动速度的表达式是()A．v＝eq\f(λΔx,lΔt) B．v＝eq\f(lλ,ΔxΔt)C．v＝eq\f(lΔx,λΔt) D．v＝eq\f(lΔt,λΔx)解析：由题意知双缝间距d＝vΔt，双缝干涉中相邻两亮纹(或暗纹)间距Δx与双缝到屏的距离l及双缝间距d、波长λ的关系为Δx＝eq\f(l,d)λ，由以上两式得v＝eq\f(lλ,ΔxΔt).答案：B8．(2022年芜湖模拟)如图所示，在双缝干涉试验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置略微向上移动，则()A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中心亮条纹的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中心亮条纹的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中心亮条纹的位置略向下移解析：光的干涉条件仍满足，故确定能产生干涉条纹，A项错；两列波到中心亮条纹的路程相同，由于光源发出的两束光到S2路程稍长，所以中心亮条纹应离S2较近些，D项正确．答案：D9．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同，则()A．这是利用光的干涉现象B．这是利用光的色散现象C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了解析：由于是激光束越过细丝，通过障碍物，所以为光的衍射现象；当抽制的丝细了的时候，丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显．答案：D10．关于薄膜干涉，下述说法中正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射后形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．干涉条纹是平行等间距的现象说明这个薄膜是等厚膜D．确定要在光屏上才能观看到薄膜干涉条纹解析：干涉条纹是薄膜的上表面的反射光和下表面的反射光在上表面叠加的结果，波谷与波谷叠加是明条纹，A正确，B错误；若薄膜是等厚膜，看不到干涉条纹，C错误；薄膜干涉条纹毁灭在膜的上表面，肉眼可以直接观看，不需要光屏，D错．答案：A二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)用某一单色光做双缝干涉试验时，已知双缝间距离为0.25mm，在距离双缝为1.2m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5mm.(1)求这种单色光的波长；(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少？解析：(1)依据公式Δx＝eq\f(l,d)λ得λ＝eq\f(d,l)Δx由题意知Δx＝eq\f(x,n－1)＝eq\f(7.5,5－1)×10－3ml＝1.2md＝0.25×10－3所以λ＝eq\f(d,l)Δx＝eq\f(0.25×10－3×7.5×10－3,1.2×4)m≈3.9×10－7m.(2)依据公式n＝eq\f(c,v)，c＝λf，v＝λ′f，知n＝eq\f(λ,λ′)λ′＝eq\f(λ,n)＝eq\f(3.9×10－7,1.3)m＝3.0×10－7m故增透膜厚度d＝eq\f(1,4)λ′＝7.5×10－8m.答案：(1)3.9×10－7m(2)7.5×10－8m12．(15分)用氦氖激光器进行双缝干涉试验，已知使用的双缝间的距离d＝0.1mm，双缝到屏的距离l＝6.0m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8cm，求氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是eq\f(4,3)的水中，这时屏上的条纹间距是多少？解析：由条纹间距Δx、双缝间距d、双缝到屏的距离l及波长λ的关系，可测光波的波长，同理知道水的折射率，可知该波在水中的波长，然后由Δx、d、l、λ的关系，可计算条纹间距．由Δx＝eq\f(l,d)λ可以得出红光的波长为λ＝eq\f(d,l)Δx＝eq\f(0.1×10－3×3.