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第十四章　第74练　光的干涉、衍射和偏振
[分值：100分]
1~8题每小题7分，共56分
1.(2025·江苏淮安市检测)将a、b两偏振片分别放于两只眼睛的前方，a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，b偏振片观察光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。观察到光的情况(　　)
A.a的亮暗交替变化
B.b的亮暗交替变化
C.a、b的均亮暗交替变化
D.a、b的亮度保持不变
2.下列关于光的现象说法正确的是(　　)
A.水面上漂着的油膜呈彩色，是光的折射现象
B.相机镜头上的增透膜，利用了光的偏振
C.泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性
D.雨后天空出现的彩虹，是光的干涉现象
3.(2024·江苏南通市一模)如图所示，挡板上安装有宽度可调的一条狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝，狭缝宽度从0.8 mm调整为0.4 mm，光屏上可能呈现(　　)
A.图样①变化为图样② B.图样②变化为图样①
C.图样③变化为图样④ D.图样④变化为图样③
4.(2025·江苏扬州市模拟)自然光照射下肥皂膜的前后表面反射光可形成干涉条纹，而窗户玻璃的前后表面反射光则不能形成干涉条纹，这是由于经窗户玻璃前后表面反射的同种色光叠加时(　　)
A.频率差不恒定 B.波长差不恒定
C.相位差不恒定 D.光速差不恒定
5.(2023·江苏卷·6)用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的(　　)
A.倍 B.倍 C.2倍 D.3倍
6.(2024·江苏省联考)如图所示，由a、b两种单色光组成的一束复色光从水中S点沿SO射到水面，在界面上发生反射和折射后分成两束，已知折射光中只有a一种单色光。下列说法正确的是(　　)
A.a光的频率大于b光的频率
B.a在水中的传播速度小于b在水中的传播速度
C.用同一装置做单缝衍射实验，a光的中央亮条纹更窄
D.用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距Δxb<Δxa
7.(2024·江苏苏州市八校联考)如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是(　　)
A.“凹槽”产生极小反射光强是由于衍射现象形成的
B.“凹槽”内的光线与“平面”反射光传播速度相同
C.激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍
D.“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
8.(九省联考·甘肃·4)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l(l d)，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移l，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.4∶3 B.3∶4 C.4∶5 D.5∶4
9~12题每小题8分，共32分
9.彩虹是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成的。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。则下列说法正确的是(　　)
A.a光是红光，b光是紫光
B.若用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距
C.若遇到相同的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射
D.在水滴中传播时，a光的速度大于b光的速度
10.(2024·江苏省锡中、省常中、溧阳中学调研)如图甲所示为牛顿环装置示意图，将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环，如图乙所示。如果将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙，则观察到的条纹可能是(　　)
11.(2024·山东卷·4)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是(　　)
A.滚珠b、c均合格
B.滚珠b、c均不合格
C.滚珠b合格，滚珠c不合格
D.滚珠b不合格，滚珠c合格
12.(2024·江苏南京市模拟)为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是(　　)
A.a光发生全反射的临界角大
B.a光的频率小于b光
C.水对a光的折射率大于对b光的折射率
D.用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小
(12分)
13.(2025·江苏南京市开学考)1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)，平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是(　　)
A.沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距变大
B.沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变
C.若θ=0，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距变大
D.若θ=0，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距变小
参考解析
1.B　[a偏振片观察通过小孔进入室内的自然光，自然光经过a偏振片后变为偏振光，当转动a偏振片时，透射光的强度不变，即当转动a偏振片时，a的亮度保持不变。由于自然光经过光滑桌面反射后的反射光为偏振光，当转动b偏振片时，透射光的强度发生变化，即当转动b偏振片时，b的亮暗交替变化，故选B。]
2.C　[水面上漂着的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉现象，故A错误；相机镜头上的增透膜，利用了光的干涉，故B错误；泊松亮斑现象是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确；雨后天空出现的彩虹，是光的折射现象，故D错误。]
3.D　[①和②为双缝干涉实验的图像，故A、B错误；用单色平行光照射狭缝，当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，故可能呈现图样④变化为图样③。故C错误，D正确。]
4.C　[形成稳定干涉条纹的条件是频率相同、相位差恒定、振动方向相同，依题意经窗口玻璃的前后表面反射的同种色光叠加时频率不变且振动方向相同，所以不能形成干涉条纹的原因是相位差不恒定。故选C。]
5.B　[根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx＝λ，由题图知Δx乙＝2Δx甲，则d乙＝d甲，故选B。]
6.D　[两束光在水中的入射角相等，b光发生了全反射，a光没有发生全反射，表明a光的临界角大于b光的临界角，根据n＝可知，a光的折射率小于b光的折射率，折射率越大，光的频率越大，则a光的频率小于b光的频率，故A错误；根据折射率与光速的关系有n＝，a光的折射率小于b光的折射率，则a在水中的传播速度大于b在水中的传播速度，B错误；折射率越大，光的波长越小，则a光的波长大于b光的波长，用同一装置做单缝衍射实验，a光的中央亮条纹更宽，故C错误；根据Δx＝λ，a光的波长大于b光的波长，则用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距关系有Δxb<Δxa，故D正确。]
7.D　[“凹槽”产生极小反射光强是由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，是干涉现象形成的，故A错误；“凹槽”中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”内的光线与“平面”反射光传播速度不同，故B错误；由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，“凹槽”深度的2倍应该为激光束半波长的奇数倍，故C错误；“凹槽”反射光与“平面”反射光是同种类型的光，频率相同，故D正确。]
8.C　[移动前屏上两相邻亮条纹中心的间距Δx1＝λ
移动后屏上两相邻亮条纹中心的间距
Δx2＝λ
Δx1∶Δx2＝4∶5，故选C。]
9.B　[太阳光从左侧射入球形水滴时，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律，可知na>nb，折射率大则频率高，则a光是紫光，b光是红光，A错误；由A可知λa<λb，根据Δx＝λ可知，用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距，遇到相同的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射，B正确，C错误；由n＝得va10.B　[凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个空气薄膜，当竖直向下的平行光射向平凸透镜时，劈尖形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。同一半径的圆环处的空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状。若将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，即对应题图乙同一亮环，这一厚度要内移，对应的牛顿亮环的半径变小，其他环半径依次变小，所以圆环半径要变小，环更密，故选B。]
11.C　[单色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的光程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的光程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。故选C。]
12.C　[作出光路图如图所示，
在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较小，则知a光的临界角较小，故A错误；根据n＝可知水对a光的折射率大于对b光的折射率，故C正确；由上可知a光的折射率大于b光，故a光的频率大于b光，故B错误；a光的频率较高，则波长较短，根据Δx＝λ，用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更小，故D错误。]
13.A　[当θ＝0时，根据题意画出光路图如图甲所示，
S发出的光与通过平面镜反射的光(可以等效成虚像S'发出的光)是同一列光分成的，满足相干光条件，所以实验中的相干光源之一相当于从光源S'发出的光，设S与S'的距离为d，则d相当于双缝之间的距离，S、S'到光屏的距离设为l，由双缝干涉公式Δx＝，可得Δ
x＝，则若θ＝0，沿OA向右或沿AO向左略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，故C、D错误；当平面镜倾斜了微小角度时，同理再次画出光路图如图乙所示，若沿OA向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，反之，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距变大，故A正确，B错误。]

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