2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)：光的干涉與衍射（附答案解析）

2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)：光的干涉與衍射

一'選擇題

1.如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，圖甲為用黃光照射時(shí)的結(jié)果，a為中央亮條紋，a，為相鄰亮條紋；圖乙

為換用另一種單色光照射的結(jié)果，a為中央亮條紋，a，為相鄰亮條紋，兩次實(shí)驗(yàn)中雙縫間距和雙縫到

屏的距離相等，以下說(shuō)法正確的是（）

$小

II

甲乙

A.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)

B.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較長(zhǎng)

C.乙圖可能是用藍(lán)光照射，表明藍(lán)光波長(zhǎng)較短

D.乙圖可能是用紅光照射，表明紅光波長(zhǎng)較短

2.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)采用圖甲裝置研究光的干涉現(xiàn)象，兩狹縫Si、S2間距離d及各自寬度m均可調(diào),

狹縫到光屏的距離為L(zhǎng)。用不同的單色光垂直照射狹縫，得到如圖乙所示的干涉條紋。下列說(shuō)法正

紅光雙縫間距0.36mm

EUE

甲乙

A.在d、L相同條件下，,形成的干涉亮條紋越寬

B.若遮住Si，用紅光照射S2,減小S2的寬度m,光屏上的中央亮條紋變寬變亮

C.若同時(shí)用紅光和藍(lán)光分別照射Si、S2,光屏上將得到紅藍(lán)相間的干涉彩色條紋

D.用紅光照射兩條狹縫時(shí)，若狹縫Si、S2到光屏上Pi點(diǎn)的路程差為紅光波長(zhǎng)的3.5倍，Pi點(diǎn)處

一定是亮條紋

3.用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所示，改變雙縫間的距離后,

干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的（）

C.2倍D.3倍

4.如圖所示的薄膜，用黃色光從下側(cè)照射該薄膜，會(huì)觀察到明暗相間的干涉條紋，則下列說(shuō)法正確

的是（）

A.實(shí)驗(yàn)者應(yīng)該從薄膜上側(cè)觀察干涉圖樣

B.干涉條紋的分布左疏右密

C.若換用紫光照射，則條紋間距將變大

D.任意兩相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差變大

5.每一年年末物理學(xué)會(huì)都會(huì)公布當(dāng)年物理學(xué)的十項(xiàng)重大進(jìn)展，全科學(xué)界十分關(guān)注物理學(xué)的發(fā)展。下

列對(duì)歷史上的重大發(fā)現(xiàn)說(shuō)法正確的是（）

A.電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B.電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明實(shí)物粒子也有波動(dòng)性

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用連續(xù)的能量觀解釋

6.植物葉片中的葉綠素a在陽(yáng)光照射下進(jìn)行光合作用，每吸收一份光子能量Ei,就失去一個(gè)初動(dòng)能

為E2的光電子，下列選項(xiàng)中，h為普朗克常數(shù)，c為光速，則葉綠素a吸收光的波長(zhǎng)為（）

A.及F?五

7.物理來(lái)源于生活又服務(wù)于生活，下列關(guān)于生活中常見到的物理現(xiàn)象及應(yīng)用，說(shuō)法正確的是

A.相機(jī)鏡頭前的增透膜是利用偏振原理增加入射光強(qiáng)度

B.物體做受迫振動(dòng)時(shí)，受迫振動(dòng)的頻率等于物體的固有頻率

C.利用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象

D.當(dāng)警車在某車后面勻速行駛時(shí)，警車探測(cè)到的反射波頻率大于發(fā)射波頻率，說(shuō)明警車的速度

小于前車速度

8.某同學(xué)將附有肥皂膜的鐵絲圈，豎直放置在陽(yáng)光下，可以觀察到如圖所示的彩色條紋。已知從上

到下薄膜增厚的越來(lái)越快，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.彩色條紋是由于光的衍射形成的

B.彩色條紋分布是上密下疏

C.如果換成單色光照射，則觀察不到條紋

D.任意兩相鄰?fù)N顏色的亮紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差不變

9.一束光照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出，光線分為

涂層

A.在玻璃中a光的傳播速度大于b光的傳播速度

B.在真空中遇到障礙物時(shí)，b光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

C.增大空氣一側(cè)的入射角，a光先消失

D.在真空中用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距大于b光的條紋間距

10.2021年1月21日，科研人員利用冷凍電鏡斷層掃描技術(shù)首次“拍攝”到新冠病毒的3D影像，如

圖所示。冷凍電鏡（全稱：冷凍透射電子顯微鏡）是目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)廣泛使用的科研利器，它以高

速電子束為“光源”穿透樣品，以獲得樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。光學(xué)顯微鏡由于受光的衍射現(xiàn)象限制，

最高分辯率僅為200mH,而冷凍電鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡高1000倍以上，可達(dá)0.2nm。已知

電子的質(zhì)量為9x10-3"。,電子的電荷量為L(zhǎng)6X10-19c,普朗克常量為6.6X10-34/,不考

慮相對(duì)論效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.冷凍電鏡的分辨率非常高，是由于電子的德布羅意波長(zhǎng)非常長(zhǎng)

B.冷凍電鏡的分辨率與加速電壓有關(guān)：加速電壓越高，則分辨率越低

C.德布羅意波長(zhǎng)為0.2nm的電子，可由靜止電子通過5007的電壓加速而得到

D.若用相同動(dòng)能的質(zhì)子代替電子，也能“拍攝”到新冠病毒的3D影像

11.人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光

子射入瞳孔，眼睛就能察覺，普朗克常量為6.63'10-3勺3光速為3.0x108m及，則人眼能察覺到綠光

時(shí)所接收到的最小功率是（）

A.2.3xl0-18WB.3.8xl（pi9W

C.7.0xl0~10WD.1.2xlO-18W

二'多項(xiàng)選擇題

12.一激光器發(fā)光功率為P,發(fā)出的激光在折射率為n的介質(zhì)中波長(zhǎng)為九，若在真空中速度為c,普

朗克常量為h,則下列敘述正確的是（）

A.該激光在真空中的波長(zhǎng)為必

B.該波的頻率為.

C.該激光器在ts內(nèi)輻射的能量子數(shù)為誓

he

D.該激光器在ts內(nèi)輻射的能量子數(shù)為攀

13.虹是由陽(yáng)光射入雨滴（球形）時(shí)，經(jīng)一次反射和兩次折射而產(chǎn)生色散形成的.現(xiàn)有白光束L由

圖示方向射入雨滴，a、b是經(jīng)反射和折射后的其中兩條出射光線，如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是

A.光線b在水滴中傳播時(shí)的波長(zhǎng)較長(zhǎng)

B.光線a在雨滴中的折射率較大

C.若分別讓a、b兩色光通過同一雙縫裝置，則b光形成的干涉條紋的間距較大

D.光線a在雨滴中的傳播速度較大

14.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫Si和S2與單

縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋。屏上0點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相

等，P點(diǎn)是距。點(diǎn)最近的第一條亮條紋。如果將入射的綠光換成紅光，則屏上o點(diǎn)及其上方的干涉

條紋的情況是（）

雙縫

A.O點(diǎn)處是紅光的暗條紋

B.O點(diǎn)處是紅光的亮條紋

C.紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方

D.紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的下方

三'非選擇題

15.波長(zhǎng)為500nm的平行單色光垂直射到寬度為0.25mm的單縫上，緊靠縫后放一凸透鏡，其焦距

為0.25m,則置于透鏡焦平面處的屏上中央零級(jí)明紋兩側(cè)第一暗紋之間的距離為。

16.如圖甲所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30xl0-7m,屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路

程差為7.95xl0-7m,則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是（選填“明條紋”或“暗條紋”）?，F(xiàn)改用波長(zhǎng)為

6.3Oxio-7m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將（選填“變

寬”、“變窄”或“不變”）。

----A

激光

17.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分布用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉

條紋間距4光1與綠光的干涉條紋間距4久2相比//________/久2（填或"=若實(shí)驗(yàn)中紅

光的波長(zhǎng)為630mn,雙縫到屏幕的距離為1m,測(cè)得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為

10.5mm,則雙縫之間的距離為mm.

18.一棱鏡的截面為直角三角形ABC,/A=30。，斜邊AB=a.棱鏡材料的折射率為n=.在此截

面所在的平面內(nèi)，一條光線以45。的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡.畫出光路圖，并求光線從

棱鏡射出的點(diǎn)的位置（不考慮光線沿原路線返回的情況）.

19.已知每秒從太陽(yáng)射到地球的垂直于太陽(yáng)光的每平方米截面上的輻射能為L(zhǎng)4X103J,其中可見光部

分約占45%,假如認(rèn)為可見光的波長(zhǎng)均為5.5x107m,太陽(yáng)向各方向的輻射是均勻的，日地間距離為

1.5x1011m,普朗克恒量h=6.6xl034j.s,估算出太陽(yáng)每秒鐘輻射出的可見光子數(shù)是多少？

20.如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直光導(dǎo)纖維，它的折射率為n,光從它的一個(gè)端面射入，又從另一端面

射出所需的最長(zhǎng)時(shí)間為多少？（設(shè)光在真空中的速度為c）

L

21.如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，屏上。點(diǎn)到雙縫Si、S2的距離相等.當(dāng)用波長(zhǎng)為0.75叩1的單

色光照射時(shí)，P是位于O上方的第二條亮紋位置，若換用波長(zhǎng)為0.6um的單色光做實(shí)驗(yàn)，P處是亮

紋還是暗紋？在OP之間共有幾條暗紋？

ISU'

H--

IS2“

22.光學(xué)儀器中使用的是涂膜鏡頭，若薄膜的折射率n=g,小于玻璃的折射率，在入射光中包含有

波長(zhǎng)九=7x107m的成分.為使波長(zhǎng)為X的反射光被最大限度減弱，試求這種薄膜的厚度應(yīng)為多少？

23.某學(xué)習(xí)小組要用雙縫干涉測(cè)量某種單色光的波光。

(1)已知雙縫間距d=0.4加加，雙縫到毛玻璃屏間的距離L=0.5加，實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正

常發(fā)光，調(diào)整光路使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋，將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心

對(duì)齊，將該亮紋記為第1條亮紋，此時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為久=11.1mm,然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使

分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則此示數(shù)為久'=

mm,相鄰亮條紋的間距Ax=mm,從而可以計(jì)算出該單色光的波長(zhǎng)為2=

m(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，光屏上某點(diǎn)p到雙縫的距離差為3.5X10-76,p點(diǎn)出現(xiàn)的是.

(填‘亮‘'或"暗")條紋。

2

010

(2)照相機(jī)鏡頭上貼了層增透膜，目的是增加透光度.若該光射入折射率為n的增透膜中，則增

透膜的厚度至少為。(用波長(zhǎng)4和折射率n表示)

24.利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d=0.4mm,雙縫到光屏間的距離/=0.5m,實(shí)

驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。

I1IIIHI

AB

圖2圖3

(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫

（2）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，則①分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀

數(shù)為4=11.1mm,在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為%=15.6mm,相鄰兩條紋間距4久=

mm；

②該單色光的波長(zhǎng)2=m；

（3）如果測(cè)量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖3所示。則在這種情況下

測(cè)量干涉條紋的間距/久時(shí)，測(cè)量值________實(shí)際值。（填“大于”“小于”或“等于”）

25.用波長(zhǎng)4=500mn的單色光垂直照射在由兩塊玻璃構(gòu)成的空氣劈尖上，劈夾的夾角為a=2X

10-4rad,如果劈尖內(nèi)充滿折射率為幾=1.40的液體，求從劈尖算起第五個(gè)明條紋在充入液體前后移

動(dòng)距禺o

26.已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率n=V2的薄膜表面，入射時(shí)與薄膜表面成

45。角，如圖所示。真空中的光速c=3.0xl08m/s。

（1）求從O點(diǎn)射入薄膜中的光的折射角及速率。

（2）一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為v的“單色光”，實(shí)際上它的頻率并不是真正單一的，激光頻

率v是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Av（也稱頻率寬度），如圖，單色光照射到薄膜上表面

a,一部分光從上表面反射回來(lái)（這部分光稱為甲光），其余的光進(jìn)入薄膜內(nèi)部，其中的一小部分光從

薄膜下表面b反射回來(lái)，再?gòu)纳媳砻嬲凵涑鋈ィㄟ@部分光稱為乙光），甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)

生干涉，稱為薄膜干涉，乙光與甲光相比，要在薄膜中多傳播一小段時(shí)間加。理論和實(shí)踐都證明，

能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是：At的最大值A(chǔ)%與Av的乘積近似等于1,即只有滿足

Atm-Av?l才會(huì)觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。若該激光頻率V=4.32X10"HZ,它的頻率寬度AV=8.0><109

HZ,試估算在如圖所示的情況下，能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm。

答案解析

L【答案】C

【解析】【解答】由圖可知，亮條紋間距變小，根據(jù)△￡知，乙光波長(zhǎng)較短，甲光為黃光，故C

符合題意，ABD不符合題意。

故答案為：C

【分析】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Ax=鄉(xiāng)4判斷圖乙光的波長(zhǎng)的長(zhǎng)短。根據(jù)可見光的波長(zhǎng)分布情

a

況分析乙光情況。

2.【答案】B

【解析】【解答】A.由圖乙可知，在d、L相同條件下，紅光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，頻率更低，形成的干涉條

紋更寬，故照射光的頻率越低，形成的干涉亮條紋越寬，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.若遮住Si，用紅光照射S2,光屏上得到的是衍射條紋，減小S2的寬度m,衍射現(xiàn)象更明顯，光屏

上的中央亮條紋變寬變亮，B項(xiàng)正確；

C.若同時(shí)用紅光和藍(lán)光分別照射Si、S2,不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，光屏上不會(huì)得到干涉條紋，C項(xiàng)錯(cuò)

誤；

D.用紅光照射兩條狹縫時(shí)，若狹縫Si、S2到光屏上Pi點(diǎn)的路程差為紅光波長(zhǎng)的3.5倍，Pi點(diǎn)處一定

是暗條紋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故答案為：Bo

【分析】在d、L相同條件下，紅光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，頻率更低，形成的干涉條紋更寬。減小縫寬，衍射

現(xiàn)象更加明顯，中央亮條紋更寬。

3.【答案】B

【解析】【解答】由圖可知，Ax乙=2Ax甲，由相鄰亮條紋之間或相鄰暗條紋之間的距離公式

Ax=%而光的波長(zhǎng)X和縫到屏的距離1不變，解得d乙=；d甲。故B選項(xiàng)符合題意。

故答案為：B

【分析】根據(jù)光的雙縫干涉條紋間距公式Ax=§4分析求解。

a

4.【答案】B

【解析】【解答】A.薄膜干涉是薄膜兩個(gè)面的反射光疊加產(chǎn)生的，應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察，即應(yīng)

該從薄膜下側(cè)觀察干涉圖樣，A不符合題意；

B.由于薄膜不是均勻增厚的，從左到又薄膜增厚的越來(lái)越快，所以明暗相間的條紋是不等間距的，

而是左疏右密，B符合題意；

C.光波的干涉條紋的間距公式為Ax=^A,若換用紫光照射，波長(zhǎng)變小，則條紋間距將變小，C

a

不符合題意；

D.任意兩相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是半倍的波長(zhǎng)，保持不變，D不符合題意；

故答案為：Bo

【分析】薄膜干涉是薄膜兩個(gè)面的反射光疊加產(chǎn)生的，應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察。任意兩相鄰亮條

紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是半倍的波長(zhǎng)。

5.【答案】B

【解析】【解答】A.原子呈現(xiàn)電中性，電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，A不符合題意；

B.干涉與衍射是波的特有現(xiàn)象，電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明實(shí)物粒子也有波動(dòng)性，B符合題意；

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，C不符合題意；

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用愛因斯坦的光子說(shuō)，即能量的量子化來(lái)解釋，D不符合題意。

故答案為：Bo

【分析】電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

干涉與衍射是波的特有現(xiàn)象。

6.【答案】C

【解析】【解答】根據(jù)光子的能量公式得E=苧

解得2=旨

故答案為：Co

【分析】根據(jù)光子的能量公式代入題中所給數(shù)據(jù)求得葉綠素a吸收光的波長(zhǎng)。

7.【答案】C

【解析】【解答】A.相機(jī)鏡頭前的增透膜是利用光的干涉原理，增加透射光強(qiáng)度，A不符合題意；

B.物體做受迫振動(dòng)時(shí)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，B不符合題意；

C.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，C符合題意；

D.當(dāng)警車在某車后面勻速行駛時(shí)，警車探測(cè)到的反射波頻率大于發(fā)射波頻率，根據(jù)多普勒效應(yīng)可

知，兩者間距減小，說(shuō)明警車的速度大于前車速度，D不符合題意。

故答案為：Co

【分析】相機(jī)鏡頭前的增透膜是利用光的干涉原理，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，利用光的

薄膜干涉檢查光學(xué)平面的平整程度，結(jié)合多普勒效應(yīng)進(jìn)行分析判斷。

8.【答案】D

【解析】【解答】A.彩色條紋是由于光的干涉形成的，A不符合題意；

B.從上到下薄膜增厚的越來(lái)越快，因此，在薄膜上不同的地方，來(lái)自前后兩個(gè)面的反射光所走的路

程差不同，導(dǎo)致上疏下密，B不符合題意；

C.如果換成單色光照射，仍會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，能看到干涉條紋，C不符合題意；

D.任意兩相鄰亮條紋處對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是半倍的波長(zhǎng)，保持不變，D符合題意；

故答案為：Do

【分析】彩色條紋是由于光的干涉，將太陽(yáng)光換成單色光仍能看到干涉條紋，結(jié)合薄膜干涉進(jìn)行分

析判斷。

9.【答案】B

【解析】【解答】光路圖如圖所示，

涂層

在玻璃磚上表面折射時(shí)，a光的偏折程度較大，則玻璃對(duì)a光的折射率較大，由丫=捻知，在玻璃中

a光的傳播速度小于b光的傳播速度，A不符合題意；由于b光的偏折程度較小，故玻璃對(duì)其折射率

較小，所以其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，遇到障礙物時(shí)更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，B符合題意；兩列光在玻璃上

表面折射后經(jīng)反射再?gòu)牟Ａ媳砻嬲凵溥M(jìn)入空氣，由幾何關(guān)系可知第一次折射的折射角等于第二次

折射的入射角，根據(jù)光路的可逆性可得兩列光均不能發(fā)生全反射，故兩列光都不會(huì)消失，C不符合

題意；玻璃對(duì)a光的折射率大，則a光的頻率大、波長(zhǎng)小，根據(jù)Ax=：九可知，a光的條紋間距小

于b光的條紋間距，D不符合題意。

故答案為：Bo

【分析】根據(jù)偏折程度判斷光的折射率，結(jié)合光在介質(zhì)中傳播速度與折射率的關(guān)系判斷傳播速度的

大小關(guān)系根據(jù)折射率與臨界角的大小關(guān)系判斷是否發(fā)生全反射；根據(jù)雙縫干涉條紋間距表達(dá)式進(jìn)行

分析判斷。

10.【答案】D

【解析】【解答】A.冷凍電鏡的分辨率非常高，是由于電子的德布羅意波長(zhǎng)非常短，A不符合題

思；

h

B.根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)公式4節(jié)

而p=y/2mEk

對(duì)電子加速過程應(yīng)用動(dòng)能定理得Ek=eU

聯(lián)立可得Ekm-hy-W

由此可知，加速電壓U越高，則波長(zhǎng)越短，分辨率越高，B不符合題意；

C.由公式Ekm=hy-W

_242

得(了)(n2x10—9)

U=4=---------------------re：V=37.87

2me2x9.0xl0-31xl.6xl0-19

C不符合題意；

ih

D.根據(jù)公式，因?yàn)?=而丁動(dòng)能相同時(shí)，波長(zhǎng)與質(zhì)量的二次方根成反比，而m質(zhì)子》m電子,

所以人質(zhì)子<入電子,由此可知，加速電壓U越高，則波長(zhǎng)越短，分辨率越高，能''拍攝''到新冠病毒

的3D影像，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】冷凍電鏡以高速電子束為“光源”穿透樣品，以獲得樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。由于電子的德布

羅意波長(zhǎng)非常短，穿透能力更強(qiáng)。加速電壓越高，波長(zhǎng)越短，分辨率也應(yīng)越高。相同動(dòng)能的情況

下，質(zhì)子的波長(zhǎng)比電子還要短，分辨率更高。本題關(guān)鍵理解題干提供的關(guān)于分辨率高低的影響因

素，熟練運(yùn)用德布羅意波長(zhǎng)公式等。

11.【答案】A

【解析】【解答】每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，所以察覺到綠光所接收到最小功率為P=笠

t

—348

6>6.63義10”x3xl00

-18

_______530x10TW=2.3xl0Wo

1

【分析】光的波粒二象性和能量子分析可得。

12.【答案】A,C

【解析】【解答】激光在介質(zhì)中的折射率n=勺=婪="，故v激光在真空中的波長(zhǎng)Xo=nLA

正確；激光頻率丫=克=芻，B錯(cuò)誤；由能量關(guān)系Pt=Ns,c=Xov,Xo=n入及￡=hA^N=

華之，C正確，D錯(cuò)誤。

【分析】折射率和能量關(guān)系分析可得。

13.【答案】A,B,C

【解析】【解答】解：AB、畫出光路圖，分析可知，第一次折射時(shí)，a光的折射角較小，b光的折射

角較大，而入射角相等，根據(jù)折射率公式n=膽得知，光線a在雨滴中的折射率較大，b光的折射

sinr

率較小，則光線b的頻率較小，波長(zhǎng)較長(zhǎng).故A、B正確.

C、雙縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，光線b波長(zhǎng)較長(zhǎng)，則b光形成的干涉條紋的間距較大，故C

正確.

D、由公式v=■分析知，光線a光在雨滴中的傳播速度較小.故D錯(cuò)誤.

故選：ABC

【分析】畫出光路圖，由題分析可知，第一次折射時(shí)，b光折射角較大，其折射率較小，頻率較小，

波長(zhǎng)較長(zhǎng).由公式v=捻分析光在雨滴中的傳播速度大小.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正

比，分析干涉條紋間距的關(guān)系.

14.【答案】B,C

【解析】【解答】AB.因?yàn)镺點(diǎn)與雙縫間的路程差等于0,故該點(diǎn)出現(xiàn)明條紋。A不符合題意，B符

合題意；

CD.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式4久知，因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)大于綠光，則紅光的條紋間距大

于綠光，所用紅光的第一條亮紋在P點(diǎn)的上方，C符合題意，D不符合題意。

故答案為：BCo

【分析】根據(jù)。點(diǎn)與雙縫間的路程差得出O點(diǎn)出現(xiàn)的條紋，結(jié)合雙縫干涉的條紋間距的表達(dá)式得出

紅光的第一條亮紋相對(duì)P點(diǎn)的位置。

15.【答案】1mm

【解析】【解答】中央零級(jí)明紋兩側(cè)第一暗紋之間的距離4%=冬一(—牛)=孕，代入數(shù)據(jù)得4久=

b'b，b

1mm

【分析】根據(jù)中央零級(jí)明紋兩側(cè)第一暗紋之間的距離公式=￥-(-￥)=組，代入數(shù)據(jù)求出距

bvbJb

離大小。

16.【答案】暗條紋；變寬

ASQ

【解析】【解答】屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差4s=7.95xl0-7m滿足幾=丁=3

2

路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故在P處應(yīng)出現(xiàn)暗條紋。

據(jù)=可知，波長(zhǎng)變大，條紋間距將變寬。

a

【分析】根據(jù)路程差和半波長(zhǎng)的關(guān)系判斷P處條紋的明暗，通過相鄰亮條紋間距的表達(dá)式判斷波長(zhǎng)

變大后條紋間距的變化情況。

17?【答案】>；0.3

【解析】【解答】雙縫干涉條紋間距4尤=玲，紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以用紅光的雙縫干涉條紋間距較大,

即/久1>4立條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得4%="鑼=2.1nun=2.1X10-3加，根據(jù)4%=芋可得d

LAlmx630xl0-9m?___??

-T-=------------------------=3x10n4m=0.3mm-

/x2.1xl0-3m

【分析】根據(jù)雙縫干涉相鄰亮條紋間距的表達(dá)式得出雙縫之間的距離。

18.【答案】設(shè)入射角為91,折射角為02,由折射定律得=n①由已知條件及①式得。2=30。②如果

入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖所示.設(shè)出射點(diǎn)為F,由幾何關(guān)系可得

AF=a@即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)a的位置.如果入射光線在法線的左側(cè),

光路圖如圖所示.設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D.由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角0=60。④設(shè)全

反射的臨界角為C,則sinC=⑤由⑤和已知條件得C=45°⑥因此，光在D點(diǎn)發(fā)生全反射.設(shè)此

光線的出射點(diǎn)為E,由幾何關(guān)系得NDEB=9(FBD=a—2AF⑦BE=BDsin30°⑧聯(lián)立③⑦⑧式得

BE=a⑨即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)1一的位置.

S

【解析】【分析】光線以的入射角時(shí)，要分入射光線在法線的右側(cè)和左側(cè)兩種情況進(jìn)行討論研

究.根據(jù)折射定律求出光線在AC面的折射角.根據(jù)幾何知識(shí)確定光線在AB或BC面上入射角.求

出臨界角，判斷在這兩個(gè)面上能否發(fā)生全反射，畫出光路圖，求出光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置離A

或B點(diǎn)的距離。

19.【答案】解答：設(shè)地面上1m2的面積上每秒接受的光子數(shù)為n,則有：pt-45%=n匚代入數(shù)據(jù)解

A

得n=1.75xl02i個(gè)初2.設(shè)想一個(gè)以太陽(yáng)為球心，以日地間距離R為半徑的大球面包圍著太陽(yáng)，大球

面接受的光子數(shù)即太陽(yáng)輻射的全部光子數(shù)，則所求的可見光光子數(shù)為：N=n47rR2=1.75xl021x4x3.14x

(1.5x10")2=5x1044、答:太陽(yáng)每秒輻射出的可見光光子數(shù)為5x1044個(gè)

【解析】【分析】根據(jù)能量守恒求出地面上In?的面積上每秒接受的光子數(shù)為n,從而得出以太陽(yáng)為

球心，以日地間距離R為半徑的大球面所接受的光子數(shù)，確定出太陽(yáng)每秒輻射出的可見光光子數(shù).

20.【答案】由題中的已知條件可知，要使光線從光導(dǎo)纖維的一端射入，然后從它的另一端全部射

出，必須使光線在光導(dǎo)纖維中發(fā)生全反射現(xiàn)象.要使光線在光導(dǎo)纖維中經(jīng)歷的時(shí)間最長(zhǎng)，就必須使

光線的路徑最長(zhǎng)，即光線對(duì)光導(dǎo)纖維的入射角最小，光導(dǎo)纖維的臨界角為C-.n--4n1光在光導(dǎo)纖維

n

中傳播的路程為'二-TI：,光在光導(dǎo)纖維中傳播的速度為、-二所需最長(zhǎng)時(shí)間為

二PICn

dnL疝

Jycc

力

【解析】【分析】根據(jù)全反射條件，依據(jù)光的折射定律，結(jié)合幾何關(guān)系，即可求解。

21.【答案】解；當(dāng)用波長(zhǎng)為九i=0.75um單色光時(shí)P為O上方第二條亮紋，

所以P到雙縫Si、S2的距離差4r=2Xi=2xO.75]im=1.5|jm.

改用九2=0聞m.的單色光時(shí)，路程差2kr=|九2,所以P為暗紋，

從O到P路程差由零逐漸增大，必有路程差為”和怖九2的兩點(diǎn)，即OP之間還有兩條暗紋

【解析】【分析】利用距離差和波長(zhǎng)差的關(guān)系可以判別暗紋的條數(shù)。

22.【答案】解：根據(jù)形成相消干涉的條件：欲使真空中波長(zhǎng)為九的光在薄膜中得到最大限度減弱，

必須使薄膜厚度d的2倍(即薄膜前后表面兩列反射光的路程差)至少等于光在該薄膜中波長(zhǎng)兄的

I倍，即為：2d=4，A'=-，

22n

故有：d=2=JxWx7x10-7m=1.31xW~7m,此即薄膜層的最小厚度.

答：這種薄膜的厚度應(yīng)為1.31x107m

【解析】【分析】根據(jù)薄膜厚度d的2倍至少等于光在該薄膜中波長(zhǎng)兄的J倍.由波速公式v=優(yōu)和

n=捺結(jié)合求出綠光在鍍膜中波長(zhǎng)，即可得到鍍膜的厚度.

23.【答案】(1)15.5；0.88；7.0x10-7；暗

(2)A

4n

【解析】【解答】(1)此為10分度游標(biāo)卡尺，故其精度為0.1m租，則讀數(shù)為15mm+5x

0.1mm=15.5mm

相鄰亮條紋的間距為4久=匕=1S-S-11Amm=0.88mm

6—15

由波長(zhǎng)與條紋間距之間的關(guān)系有Ax=^A

a

3

代入數(shù)據(jù)可得4=竿=0.88xl0^x0.4xl0-m-70x“一7m

光屏上某點(diǎn)p到雙縫的距離差為3.5義10-7小，恰好為該光波長(zhǎng)的一半，則出現(xiàn)在暗條紋處。

(2)增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，當(dāng)薄膜厚度等于入射光在薄膜中波長(zhǎng)的!時(shí)，在薄膜的兩個(gè)表

面反射的光，光程差恰好等于半個(gè)波長(zhǎng)，互相抵消，因此有d=?