专题13：物理光学

1、一、单选题1.下列说法正确的是（）专题13:物理光学车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率升高电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应C-双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱D.在用单摆测重力加速度的实验中，某学生所测g值偏小，可能是把n次单摆全振动误记为 n+1次7 .从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条靠得 近的平行狭缝、S2，如图所示，在屏。上可看到干涉条纹，图中0点是屏上与两狭缝等距离的一 点，则（）2A.干涉条纹是黑白的，0点是亮点七可=! Sb.干涉条纹是黑白的，o点是暗点-干

2、涉条纹是彩色的，0点是亮点干涉条纹是彩色的，0点是暗点八8.某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是（）2.如图所示，把一平凸透镜置于一平板玻璃上方，如果用平行单色光垂直地照射到平凸透镜上，顺着平行光入射的方向观测可看到透镜中央出现明暗相间平行单色光的条纹，这T：打尤种现象最早是牛顿发现的，因此称为牛顿环。以下说法正确的是（）牛顿环的出现是光的衍射现象牛顿环是明暗相间的半径均匀增大的同心圆条纹若改用频率更高的单色光照射，同一级圆环的半径变大若在透镜AB面施加向下的压力，则可看到同心圆向外扩展3.下图为甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹，则甲乙两光相

3、比（）甲光更容易衍射甲光的折射率小甲光全反射临界角小甲光在真空中传播速度小4.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的足（）麦克斯韦首先预言用实验证实了电磁波的存在在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波D把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机接收不到电磁波的信号，拨打该手机号码，手机不会 响铃（或振动）甲Z.单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小口双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大。.双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大二、多选题9.肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确

4、的是（）过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90。，条纹也会跟着转动90。下列说法确的是（）光纤通信及全息照相技术都是利用了光的全反射原理露珠呈现彩色是光的色散现象紫外线在工业上可以检查金属零件内部缺陷摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了增加光的透射强度小陆同学带领某研究小组观察杨氏双缝实验，如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的 方法有A.B.C.D.（ ）改用蓝光作为入射光

5、改用红光作为入射光 增大双缝到屏的距离 增大双缝之间的距离两条狭缝可、S，由5和s发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为人， 1212屏上的P点到两缝s1和s2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的暗条纹为1号暗条纹，与1号暗条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹，1号亮条纹上侧相方形透明容器充满某种透明液体，液体的深度人=20cm，在容器底部中心有一个点状复色（两种颜色）激光光源，光源的大小可忽略不计，液面上形成的光斑俯视图如图所示，测得液面内部光 斑a的直径d = 30cm，外部光环b的宽位 = 6cm，下列说法正确的是（）光斑a由两种色光

6、组成，光环b由单色光形成若仅将液体的深度h变大，则光斑的面积变大，光环宽度不变 液体对两种色光的折射率不同，较大者与较小者之比为35： 29 若光环b为单色光，这种光在液体中的传播速度比另一种色光的传播速度小A.B.C.D.邻的暗条纹为2号暗条纹，则P1处的暗条纹恰好是10号暗条纹。设直线*p的长度为，s2p的长度为r2，则r2 一二等于（）以9.5人10 人10.5 人把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光红光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，则下列操作说法中正确的是（）把红光改成绿光则条纹变密将上玻璃板平行上移，上移过程中条纹会远离劈尖

7、移动增加上玻璃板厚度，条纹疏密程度不变如果在两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体则条A.B.C.D.纹变密三、解答题如图所示，在双缝干涉实验中，N、S2为双缝，双缝间距为d=2 mm,光屏到双缝的距离为l=1 m, P是光屏上的一点，已知P到N、S2的距离之差为5.4x10-6 m,现用某单色光在空气中做双缝干涉实 验。(光在真空中的速度c=3x108 m/s)若该单色光在某介质中传播时的波长为3.6x10-7 m，波速为2x108 m/s，则P点是亮条纹还是暗 条纹；相邻两亮条纹的中心间距为多大。利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m

8、，用红色光 照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹 定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8 条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。求相邻亮条纹的中心间距&求红色光的波长入(结果保留3位有效数字)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小？4用氦氖激光器进行双缝干涉实验，将装置放入折射率为3的某种油中来进行干涉实验，测得双 缝间距离d = 0.1mm，双缝到屏的距离l = 0.6m，已知氦氖激光器发出的红光在空气中的波长为 6.3x 10-7m，问这时屏上的条纹间距是

9、多少？用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上， 测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.求这种单色光的波长.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？专题13:物理光学参考答案A【解析】A.由多普勒效应可知，小车匀速驶向停在路边，相当于波的传播速度增大，根据 v/=-可知，警车上测速仪探测到反射波的频率升高，故A正确；X能发生多普勒效应是波的固有属性，电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；双缝干涉两列相干波的波峰与波峰或波谷与波谷相互加强，波峰与波谷叠加相互减弱，C错；4兀2/把次单摆全

10、振动误记为+ 1次，则带入计算的周期偏小，根据g =T2计算得到的重力加速度偏大，故选项D错误。故选A。D【解析】A.牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的,A错；牛顿环实验反映的是光的干涉现象，呈现条纹是由于空气膜上下表面所反射的光发生了干涉。 亮暗条纹相间则与光程差是半波长的奇偶数倍有关。而条纹宽窄的差异，则是空气膜变化率的不同 所导致的：变化率越大，光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁，使得条纹更加密集，从而是条 纹看起来更窄。这里应该结合劈尖的知识去理解：越陡，空气膜厚度变化率越大，条纹也随之变密 变窄，B错误；若改用频率更高的单色光照射，则照射单色光的波长

11、短，出现同一级亮纹的光程差变小，空 气层厚度应变小，所以，同一级圆环的半径变小，C错误；如设透镜的曲率半径为R,与接触点相距为处空气层的厚度为，其几何关系式为R2 = (R - d)2 +尸2 =人2 2Rd +尸2 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark86 o Current Document ,f 2X由于Rd ,可以略去也得d= ,产生暗环的条件是s = (2k + )-27?2其中= 01,2,3,.暗条纹的级数；可得第k级暗环的半径为七2 = kRX若透镜上施加向下的压力，当压力逐渐增大时，即仅增大凸透镜的半径，则圆环状干涉条纹变 的稀疏，则可看到同心

12、圆向外扩展，D正确。故选D。C【解析】A.甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹，乙光的条纹间距大，根据Ax = -X可知乙光得波长长，波长越长，衍射现象越明显，故乙光更容易衍射，选项A错误； a根据=vT可知乙光得周期大，则乙光的频率小，折射率小，选项B错误；厂1根据smC = -可知乙光折射率小，临界角大，则甲光全反射临界角小，选项C正确；n不同色光在真空中传播速度都相同，选项D错误。故选C。C【解析】A.麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，B错误；只有周期性变化的电场才能形成电磁波，均匀变化的电场只能产生恒定

13、的磁场，将不能再产 生电磁波，C正确；电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，D错误。故选C。B【解析】A.光纤纤维传输信号利用了光的全反射原理，但全息照相技术利用了光的干涉原理， A错误；露珠呈现彩色是光的色散现象，B正确；紫外线在工业上不能检查金属零件内部缺陷，因为紫外线只有杀菌消毒的作用，C错误；摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了将偏振的反射光过滤，以增加拍摄的清晰度，D 错误。故选B。 TOC o 1-5 h z B【解析】由题设可知，从中央亮条纹尸算起，P点处是第10号暗条纹的位置，表明缝S、s2X 、到乙处的距离差乃=1。时尸-r = (

14、2n-l)= 9.5X ,所以B正确，ACD错误。故选B。12 12C【解析】白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹由题意知0*=七即路程差等于零，在。点振动加强，形成亮点.所以C正确，A、B、D错误。故选C。A【解析】AB.单缝衍射时，缝越小，衍射条纹中间越宽，故A正确，B错误；CD.双缝干涉条纹是明暗相间条纹且宽度相同，故CD错误。故选A。AB【解析】A.肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面 而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和

15、振动减弱点，形成到破裂的过 程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发 生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90,由于重力，表面张力和粘滞力等的作用，肥皂 膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90。； D错误。故选AB。BC【解析】根据Ax = -X ,增大入射光波长、增大双缝到屏的距离、减小双缝之间的距离。 a故选BCoAC【解析】A.液面形成光斑的原因是光在液体内部射向液面时发生了全反射，最边缘光线对应的 入射角等于临界角，折射率小的光对应的临界角大，形成的光斑直径大；折射率大的光对应的临界 角小，形成的光斑直径小，因为小光

16、斑部分还有折射率小的色光，所以小光斑a是两种色光组成，光 环是单色光，A正确；设光斑半径为,，边缘光线的光路如图所示c又因n =- v联立以上各式解得 A = = 6.3 x 10 7 x 3 m 4.7 x 10-7 m n 4则实验中干涉条纹间距为Ay = A = ，6x，7x 7 m = 2.8x 10-3m = 2.8mm d0.1 x 10-3图丙手轮上的示数18.870mm ；所以有A 最大入射角为c等于全反射临界角，若h变大，C不变，则r变大，所以光斑面积变大，光环 也变大，B错误；1 SP J r 2 + h 2根据几何关系可得折射率n =-=区= 十hsin C OP r由题

17、知两个光亮的半径分别为15cm和21cm，液体深度为20cm，代入上式可求液体对两种色光 的折射率之比为35： 29, C正确；由题知，种色光在液面形成的光斑直径较大，对应的临界角较大，所以该种色光在液体中的折射率小，根据v =-，可知该种色光在液体中传播的速度大，D错误。故选AC。 nACD【解析】A.根据或=L人可知，把红光改成绿光，则光的波长变短，所以把红光改成绿光则条 d纹变密，故A正确；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈 尖移动，故条纹向着劈尖移动，故B错误；增加上玻璃板厚度，根据Ax = L人可知，条纹疏密程度不变，故C正确；d力如果在

18、两个平行板之间充满折射率大于空气折射率的其他气体，传播速度减小，v =-则波长减小，根据A =-人可知，条纹变密，故D正确。故选ACD。 d13.(1)亮条纹；(2) 2.7x10-4m。v 1【解析】(1)该单色光频率f = -=x1015HzA 1.8A c该单色光在空气中波长A0 = f = 5.4 xl0-7m由于PS2- PS1= k人0=5.4x10-6m，解得k=10，因此，P点是亮条纹(2)根据 A = d A0，解得 a = 2.7 x 10-4m14. 2.8mm【解析】设光在这种油中的波长为A，由v = Af解得f = V15. (i)2.364mm； (n)7.09x 10-7m ； (iii)变小【解析】图乙手轮固定刻度读数2mm，可动刻度读数为32.0 x 0.01mm = 0.320mm图乙手轮上的示数2.320mm；图丙手轮固定刻度读数为18.5mm，可动刻度读数为37.0 x 0.01mm = 0.370mm戚870-2.320 mm . 2.364mm8 -1依据双缝干涉条纹间距规律可得A = - Ad代入数据解得A