（人教版）高二物理上学期期末复习训练专题09 光学（知识梳理+专题过关）（2份，原卷版+解析版）

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【专题过关】
光的折射和全反射
1．某透明均匀介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形的直径重合，，半圆形的半径为R，一束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R。已知光线在E点的折射角为，真空中的光速为c，则光线在该透明均匀介质中运动的时间为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由几何关系可得，光线在E点的入射角为由题意知，光线在E点的折射角为
由折射定律可得光的传播路径如图
由几何关系可得，E点的折射光线EM和BC垂直。由几何关系可得，光在M点的入射角为30°，由折射定律可得，光线在M点的折射角为60°。光线在该透明均匀介质中的传播速度光线在该透明均匀介质中运动的路程为所以光线在该透明均匀介质中运动的时间为故选A。
2．如图所示是一种测量介质折射率的方法。在矩形介质的上表面，覆盖一块毛玻璃，两者之间有很薄的空气层。光照射到毛玻璃，经毛玻璃透射后可以以任意角度射到待测介质的上表面。在介质的另一个侧面外有一个目镜，目镜可以在以O为圆心的轨道上转动，移动目镜时光轴ab始终指向O点。测量过程中，从目镜的视场中出现半明半暗的视野（如图所示），此时对应的，目镜再逆时针往上转，视场中就是全暗的视野了。则（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】由于毛玻璃下发生漫反射，所有方向的光线都有，若形成半明半暗的视野，再逆时针往上转，视场中就是全暗的视野了，则说明半明半暗视野时出射光线的折射角最小，对应空气层上90°入射的临界情况，光路图如图，则此时有，且有解得故选B。
3．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是这种材料制成的透明体，左侧是半径为的半圆，右侧是长为、高为的长方体，一束单色光从左侧点沿半径方向与长边成37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速度为，，，下列说法正确的是（ ）
A．该透明材料的临界角为37°B．该透明材料的折射率为
C．光在透明体中传播的速度为D．光在透明体中传播的时间为
【答案】D
【详解】A．由图乙可知，当时，折射光线才开始出现，说明此时恰好发生全反射，即该透明材料的临界角为，A错误；
B．根据全反射临界角公式可知该透明材料的折射率为，B错误；
C．根据折射率和光的传播速度之间的关系，可得光在该透明材料的传播速度为，C错误；
D．由于临界角是，因此光线在长方体玻璃砖中刚好发生三次全反射，光路如图所示，设在长方体中光程为x，其在水平方向的投影为8R，故满足可知而在半圆中还有光程R，因此总的路程为传播时间为，D正确；故选D。
4．如图所示，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面AB水平，D为AB中点，罩内为空气。位于D点的点光源发出的光线中垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（ ）
A．液体的折射率为
B．液体的折射率为
C．D点发出的光照射到BC界面时可能发生全反射
D．D点发出的光进入液体后传播速度不变
【答案】B
【详解】
AB．发光点D发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面，光路图如图所示，由几
何知识知液体的折射率为故A错误，B正确；
C．光从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射，故D点发出的光照射到BC界面时不能发生全反射，故C错误；
D．D点发出的光进入液体后传播速度变小，故D错误。故选B。
5．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹的间距比a光的大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大
【答案】AD
【详解】A．由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，根据棱镜色散规律可知a光的波长比b光的波长大，a光的频率比b光的频率低，A正确；
B．冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据可知在冰晶中，b光的传播速度较小，B错误；
C．根据，b光波长小，则b光条纹间距更小，C错误；
D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，根据可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，D正确；故选AD。
6．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形NBC。该柱体厚度为h，即MN＝DC＝AB＝h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成锐角θ的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为多少？
【答案】
【详解】单色光入射到ABNM面上时的入射角i＝－θ根据折射定律有n＝
即单色光进入玻璃后仍然相互平行，光线①进入玻璃发生折射到达G点，该点为ABCD面上有光透出部分的下边界，光线②进入玻璃后发生折射，到达BC界面上时的入射角比光线①到达该界面上时的入射角大，光线③进入玻璃后发生折射，到达BC界面上时的入射角比光线②到达该界面上时的入射角大。由上分析可知入射到ABMN界面上的光线越接近B点，光线到达BC界面上时越容易发生全反射，若光线③经折射到达BC界面时恰发生全反射，根据全反射定律有sinC＝解得临界角C＝由于NG与FE平行，故
∠ENG＝所以有光透出的部分的弧长为，则ABCD面上有光透出部分的面积为S＝
7．图（一）是我国宇航员王亚平太空授课时“玩水球”，水滴在完全失重环境下成为一透明的球体，当太阳光照射到“水球”上时，光会被折射和反射而形成彩虹。如图（二）为某均匀透明球形液滴的截面图，圆心O在球心上。球半径为R。一束光从空中（看作真空）平行直径AOB射到圆上的C点，入射角，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB折射向空中。求：
（1）液滴对该光的折射率n；
（2）该光从C点射入液滴经一次反射从D点射出在液滴内传播的时间t。（光在真空中的传播速度为c）
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据对称及光路可逆性，作出光路如图所示
；；解得
（2）由几何关系得光在液滴中的传播速度光在液滴中的传播时间
8．某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示，如果彩灯为一个长、宽的矩形水平光带（未标注），放置在水池底部，灯带离水面的高度差为h，水池面积足够大，灯带发出的绿光在水中的折射率为，真空中的光速为c，求：
（1）灯带发出的绿光能射出水面的最短时间；
（2）灯带发出绿光时有绿光直接射出的水面的面积。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）从灯带发出的竖直向上的光垂直穿出水面，所用路程最短为h，用时最短。
则最短时间解得
（2）如图所示，设N端绿光在水面上的A点发生全反射，则
；NB=解得能射出绿光的水面形状如图所示，扇形的半径为R=NB，总面积为
代入数据解得面积为
二、测量玻璃的折射率
9．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点，在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______。
A．插上大头针，使仅挡住的像
B．插上大头针，使挡住的像和的像
C．插上大头针，使仅挡住
D．插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图甲中角和的大小，则玻璃砖的折射率______（结果用和表示）。
（3）如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽，若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是______。
A．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
B．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C．不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出
D．当光在界面的入射角时，反射光线跟折射光线恰好垂直
【答案】 BD##DB 小于 ACD
【详解】（1）[1]根据实验原理可知，该同学接下来要完成的必要步骤有，插上大头针，使挡住、的像；插上大头针，使挡住和、的像。故选BD。
（2）[2]根据图甲，由几何关系结合折射定律可得，玻璃砖的折射率为
（3）[3]将玻璃砖界面和的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致角偏大，由于，故折射率的测量值将偏小。
（4）[4]A．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，、之间的距离适当大些，可以提高准确度，故A正确；
B．在界面光的入射角大于临界角，也不会在玻璃砖的上表面发生全反射，一定进入玻璃砖，故B错误；
C．根据光路可逆性原理可知，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，光线一定会从下表面射出，故C正确；
D．设光在界面的入射角为时，反射光线跟折射光线恰好垂直，则有解得
故D正确。故选ACD。
10．某实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线△ABC表示），然后放好三棱镜，在垂直于AB的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、像，再插上大头针，使挡住和、的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。
（1）将图中的光路图补充完整______；
（2）根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率n = ______；
（3）若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将△ABC作为实验中棱镜所处位置，根据光路图用量角器量出AC面的入射角和折射角，再利用上述数据计算出该玻璃折射率的测量值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”），理由是______。
【答案】 小于 见解析
【详解】（1）[1]光路图如图所示
（2）[2]由几何知识可知，入射角为，折射角为，由折射定律可知，折射率
（3）[3][4]若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，作出光路图如图所示
可知出射光线相对于玻璃砖不动时的出射光线向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将△ABC作为实验中棱镜所处位置，所以作出的BC面的反射光线（图中红线）会比实际的反射光线（图中蓝线）向逆时针方向偏，由此造成所测光线在AC面的入射角θ比实际值偏大，由折射定律可知，折射率测量值
即该玻璃折射率的测量值小于真实值。
11．测定玻璃的折射率的实验如图所示，欲测一块半圆形玻璃砖折射率，实验的主要步骤如下：
A．将半圆形玻璃砖放在白纸上，用铅笔画出它的直径AB ，移走玻璃砖，并且刻度尺找出中点O，记下此点（即圆心）；
B．在圆弧侧的白纸上，作过O点且垂直直径AB的直线CO ，放上玻璃砖，在CO 上插两颗大头针 P1和 P2（距离适当远些）；
C．使玻璃砖以O为轴在白纸上缓慢地转动，同时眼睛向着 AB透过玻璃砖观察 P1和 P2的像，当恰好看不到 P1和 P2的像时，停止转动玻璃砖，记下此时的直径的位置；
D．量出BO和的夹角 。若量得， ，则①实验是用 _________ 现象进行的；②计算公式： _________ ；③计算得： ____________ 。
【答案】 光的全反射 1.52
【详解】①[1]由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，恰好产生全反射，在直径边的一侧观察不到P1、P2的像，作出如图所示的光路图，可知测出玻璃砖直径边转的角度θ，则法线转过的角度也是θ，在玻璃砖内入射角为θ，临界角为θ，因此实验是用光的全反射现象进行的。
②[2]则有计算公式
③[3]代入数据解得
12．在用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线。
（1）在图甲中画出该入射光线的两次折射光线。_________
（2）测量AB分界面上的入射角i和折射角r。
（3）为了保证在弧面CD处有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB处的入射角应适当__________（填“小一些”“大一些”或“无所谓”）。
（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝__________。
【答案】 小一些 1.5
【详解】（1）[1]
（3）[2] 为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射。
（4）[3] 图像的斜率由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。
光的干涉、衍射和偏振
13．利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。T1和T2是具有标准平面的玻璃平晶，A0为标准金属丝，直径为D0；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为ΔL。则以下说法正确的是（ ）
A．|D-D0|=
B．A与A0直径相差越大，ΔL越大
C．轻压T1右端，若ΔL增大则有D＜D0
D．A与A0直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹
【答案】A
【详解】A．设标准平面的玻璃晶之间的夹角为，由题可知，有有空气薄膜干涉的条件可知；；，A正确；
B．由上述分析可知，与直径相差越大，越大，越小；，B错误；
C．轻压T1右端，若ΔL增大则有减小，说明，C错误；
D．当A与A0直径相等时， ，形不成图乙中的干涉条纹，D错误。故选A。
14．如图所示，圆形铁丝圈上附有一层肥皂液膜，灯泡发出一种单色光。先后把铁丝圈水平摆放在灯泡上方的a位置和竖直摆放在灯泡附近的b位置，则观察到的干涉条纹是（ ）
A．a、b位置都是横条纹B．a、b位置都是环形条纹
C．a位置是横条纹，b位置是环形条纹D．a位置是环形条纹，b位置是横条纹
【答案】D
【详解】单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，在a位置，单色光垂直照射肥皂液膜，在凸面和平面反射形成，可知距离圆心相等的位置的光程差相同，不同位置在前后面的反符合牛顿环干涉的特点，故为环形条纹；在b位置，单色光垂直照射肥皂液膜，同一条水平线上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，会形成干涉横条纹。故选D。
15．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度，以下说法正确的是（ ）
①如果屏的正中央仍是亮条纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
②如果屏的正中央是暗条纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
③如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
④只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
A．①③B．②③C．②④D．①④
【答案】B
【详解】①．若B中气体含有瓦斯，光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达屏正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以屏的正中央可能是亮条纹，也可能是暗条纹，故屏的正中央为亮条纹时，B中气体可能含有瓦斯，也可能不含瓦斯，故①错误；
②．如果屏的正中央是暗条纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，可能含瓦斯，故②正确；
③．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明光程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不稳定，故③正确；
④．无论用单色光还是白光照射单缝时，都能在屏上出现干涉条纹，故④错误。故选B。
16．大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅磅而著名，下图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（ ）
A．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的偏振现象
B．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的二分之一的整数倍
C．闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的四分之一的奇数倍
D．除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上不发生干涉
【答案】B
【详解】A．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，A错误；
BC．根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有（n=1，2，3…）解得 n=1，2，3…，B正确，C错误；
D．大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，D错误。故选B。
17．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）。
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
【答案】AC
【详解】A．，用单色光从标准平面上面照射，从楔形空气薄膜上下表面分别反射的两列光波频率相同，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；
B．出现亮条纹时光程差应满足 将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，则光程差变化较快，条纹变密，B错误；
CD．在空气层厚度d相等的地方，光程差2d相等，属于同一条纹，图中条纹向左弯曲，条纹提前出现，表明被测表面弯曲对应位置向下凹，C正确，D错误。故选AC。
18．对于以下的光学现象说法中正确的是（ ）
A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝S1、S2间的距离d，相邻亮条纹间距离将减小
B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下的
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波
【答案】AD
【详解】A．根据可知只增大两个狭缝的距离d，相邻亮条纹间距离将减小，A正确；
B．在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，B错误；
C．弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的，C错误；
D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光波是横波，D正确。故选AD。
19．如图所示，截面为半圆形玻璃砖，一束波长λ=5×10-7m的激光从沿圆心O与直径成45°射入半圆形玻璃砖，在O点恰好发生全反射，从圆面水平射出后，进入双缝干涉装置，已知R=0.3m，双缝间距d=2×10-4m，光屏离双缝l=1m，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，求：
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）光线在玻璃砖中传播的时间t；
（3）光屏上相邻亮条纹的间距∆x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据临界角与折射率的关系可得
（2）光线在玻璃中的传播时间为根据光在介质中的传播速度解得
（3）根据条纹间距与波长的关系可得
20．研究光的干涉现象原理图如图所示。光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光，经S1、S2传播到光屏上P点，S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有k条亮条纹，光由S1、S2传播到P点的时间差为t0.现紧贴S1放置厚度为d的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射求：
（1）单色光在真空中的波长；
（2）玻璃片的厚度d。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由题意，P为第级亮条纹中心，则而解得
（2）由题意，设光在玻璃中的传播速度为v，则且解得
四、用双缝干涉测量光的波长
21．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝到光屏间的距离l=1.2m，双缝间距d=0.3mm，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可( )
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA=11.1mm，在B位置时游标卡尺读数为xB=___________mm，相邻两条纹间距△x=__________mm；该单色光的波长=__________m；
（3）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线未对齐（如图所示），若不调节两者平行，将使得波长的测量结果( )
A．结果偏大 B．结果偏小 C．结果无影响
【答案】 B 15.6 0.9 2.25×10-7 A
【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式可知
A．将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，故A错误；
BC．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，故C错误，B正确；
D．使用间距更小的双缝，条纹间距增大，故D错误。故选B；
（2）[2][3]由图2可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在位置时游标卡尺读数为
则相邻两条纹间距
[4]根据可知，该单色光的波长
（3）[5]如图3测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的偏大，由公式
可知，波长的测量值大于真实值，故选A。
22．某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。
（1）为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为______（填“单缝”或“双缝”）。
（2）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：
①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向______（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）下列图示中条纹间距表示正确的是______（填正确答案标号）。
A． B．
C． D．
（4）在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式=______。
【答案】 单缝 靠近 C
【详解】（1）[1]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝。故B为单缝。
（2）②[2]将双缝与光屏之间的距离减小少许可以增加从目镜中观察到的条纹个数，所以需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。
（3）[3]条纹间距指的是相邻两条亮条纹的中心线的距离，或者相邻两条暗条纹的中心线的距离。
故选C。
（4）[4] 第N1条亮条纹的读数为Y1，第N2条亮条纹的读数为Y2，则条纹的宽度
根据，可得
23．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示。接通电源使光源正常工作。
（1）M、N、P三个光学元件依次为( )
A．滤光片、单缝、双缝 B．滤光片、双缝、单缝
C．偏振片、单缝、双缝 D．双缝、偏振片、单缝
（2）某同学测出记录的第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为，若双缝间距为d，像屏与双缝间距离为L，计算该单色光波长的表达式为λ=_____（用题中字母表示）。
（3）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法有( )
A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距
D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动
（4）有位同学通过测量头观察到如图所示清晰的干涉图样，出现这种现象的原因是( )
A．单缝和双缝没有调平行
B．光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴
C．测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移
D．测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移
【答案】 A ACD D
【详解】（1）[1]光从透镜射出后，经过滤光片，增强光的单色性，然后经过单缝，使光的平行性更好，最后经过双缝，发生干涉现象，故A正确，BCD错误。故选A。
（2）[2]由公式可得可得该单色光波长的表达式为
（3）[3]由上式可知，要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可改用波长更长的红色激光、减小双缝间d或将屏幕向远离双缝的位置移动增加像屏与双缝间距离为L，故ACD正确，BE错误。故选ACD。
（4）[4]由干涉图样可以看出，干涉条纹清晰，亮度正常，只是条纹偏离位置，所以出现这种现象的原因可能是，测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移，故D正确，ABC错误。故选D。
24．（1）细丝和单缝有相似的衍射图样，在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图甲中a和b所示，已知细丝Ⅰ的直径为，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图乙所示，细丝Ⅱ的直径为__________，图甲中的________（填“a”或“b”）是细丝Ⅱ的衍射图样；
（2）小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图丙所示，白炽灯发出的光经滤光片成为波长为入的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。
①若S视为其中的一个缝，那么__________相当于另一个“缝”；
②小明测得单缝与镜面延长线的距离为h、与光屏的距离为D，则条纹间距_______；
③实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近时，反射光与入射光相比，相位有的变化，即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触，则接触点P处是_________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）；
④实验中己知单缝S到平面镜的垂直距离，单缝到光屏的距离，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为，则该单色光的波长___________m（结果保留三位有效数字）；
⑤随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上________（填“能”或“不能”）观察到干涉条纹。
【答案】 0.997——0.999mm a A点 暗条纹 6.33×10-7 不能
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数方法可知，细丝Ⅱ的直径为0.5mm+49.9×0.01mm=0.999mm
[2]单缝衍射，单缝越宽，条纹间距越小，衍射效果越不明显，所以a时直径更大的细丝衍射的图样。
（2）[3]若S视为其中的一个缝，S发出的光线经过平面镜反射后的反射光线的反向延长线与S所在竖直方向的交点A点可以视为另一个缝。
[4]由题意可知及几何知识可得，干涉条纹间距为
[5]把光屏移动到和平面镜接触后，光线经过反射后存在半波损失，故P点将为暗条纹。
[6]由上述分析可知；由题意可知；
[7]撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，虽然形成了双缝结构，但发出的光不是相干光了，所以不能观察到干涉条纹。