光學(xué)-2020-2024年山東高考物理復(fù)習(xí)試題分類匯編（解析版）

4<04%考

?

5年考情?探規(guī)律

考點五年考情（2020-2024）命題趨勢備考策略

2024?山東卷?T15

該部分內(nèi)容主要以幾何光學(xué)為主，

2023?山東卷?T16光的折射定律、折射率、全以光的折射現(xiàn)象、全反射現(xiàn)象為主

考點1光的反射現(xiàn)象的考查常以計算題

2022?山東卷?T7要命題點，需要理解光的干涉、衍

反射和折射形式出現(xiàn)，是命題熱點、常射、偏振等；對于本部分的實驗，

2021?山東卷?T15考點；光的干涉、衍射和相要注意對其原理、器材、步驟、數(shù)

（5年6考）對論基本假設(shè)則常以選擇題

2020?山東卷?T9據(jù)處理方法、誤差分析等的理解。

形式出現(xiàn).常見題型有：①光的折射和全反射；

2020?山東卷?T3趨勢分析：預(yù)計以后高考對

本專題的考查仍然以光的折②光的干涉和衍射；③光學(xué)與數(shù)學(xué)

考點2光的2024?山東卷?T4

射、全反射等光的傳播規(guī)律知識的綜合應(yīng)用；④電磁場理論與

干涉衍射和2023?山東卷?T5作為主要命題方向，但對于

光的干涉、衍射、偏振等內(nèi)電磁波的性質(zhì)；⑤電磁振蕩與電磁

偏振（5年42022?山東卷?T10

容的重要結(jié)論也需識記.波譜；⑥對相對論的初步認識。

考）2021?山東卷?T7

■——

5年真題?分點精準練

考點01光的反射和折射

1、（2024?山東卷?T15）某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為。點，半徑為R；直角三棱鏡

FG邊的延長線過。點，EG邊平行于邊且長度等于R,/FEG=30。。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以。

角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。

（1）求sin。；

（2）以6角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧可以發(fā)生全反射，求光線在EP上入射點。（圖中

未標出）到E點距離的范圍。

【解析】

（1）由題意設(shè)光在三棱鏡中的折射角為a,則根據(jù)折射定律有

sin3

n-------

sina

由于折射光線垂直EG邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知

a=NFEG=30

代入數(shù)據(jù)解得

sin0=0.75

（2）根據(jù)題意作出單色光第一次到達半圓弧恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖

則根據(jù)幾何關(guān)系可知正上從尸點到E點以，角入射的單色光線第一次到達半圓弧都可以發(fā)生全反射,

根據(jù)全反射臨界角公式有

sinC=-

n

設(shè)P點到FG的距離為I,則根據(jù)幾何關(guān)系有

l-RsinC

又因為

R-l

XpF=

cos30°

聯(lián)立解得

-2回

XPE=~^-R

所以光線在斯上的入射點。到E點的距離范圍為

0<6耳R

2、（2023?山東卷?T16）一種反射式光纖位移傳感器可以實現(xiàn)微小位移測量，其部分原理簡化如圖所示。

兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為d,直徑均為2a,折射率為a（〃＜后）。M、N下端橫截面

平齊且與被測物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測物體，經(jīng)被測物體表面鏡面反射

至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關(guān)。

（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為夕，求夕的正弦值;

（2）被測物體自上而下微小移動，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到

被測物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）。

【答案】（1）sine=7^；（2）

2V-12vn--1

【解析】

（1）由題意可知當(dāng)光在兩側(cè)剛好發(fā)生全反射時從M下端面出射光與豎直方向夾角最大，設(shè)光在M下端

與豎直方向的偏角為a,此時

?「1

sinC=—=cosa

n

可得

o~

sina二JI——y

Vn

又因為

sin。

n=----

sintz

所以

sin0=nsina=y/n2-1

（2）根據(jù)題意要使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮,光路圖如圖所示

????

????

MN

祓測物標表面

則玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應(yīng)范圍應(yīng)該為

bx<b<b2

當(dāng)距離最近時有

d

tan。=2

4

當(dāng)距離最遠時有

d+2a

tan0-——--

b2

根據(jù)（1）可知

tan^=4￡i

聯(lián)立可得

b_di2-n

jd+/2-fl?

2-

2N幾2—1

所以滿足條件的范圍為

d2-rr,d+2a12—"2

-—；—<b<

An2-l2n2-1

3、（2022?山東卷?T7）柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，OP右側(cè)是以。為圓心、半徑為R的,圓，左則

4

是直角梯形，AP長為R,AC與CO夾角45。，AC中點為瓦〃、人兩種頻率的細激光束，垂直AB面入

射，器件介質(zhì)對a,6光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點從A向8移動過程中,

能在面全反射后，從31面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（

A.僅有a光B.僅有6光C.a、b光都可以D.a、6光都不可以

【答案】A

【解析】

當(dāng)兩種頻率的細激光束從A點垂直于面入射時，激光沿直線傳播到。點，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線

傳播出去。

保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到C。面經(jīng)反射向PM

面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點從A向2移動過程中，光線傳播到面的入射角逐漸增大。

當(dāng)入射點為8點時，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知，光線傳播到面的P點，此時光線在PM面上的

入射角最大，設(shè)為由幾何關(guān)系得

。=45

根據(jù)全反射臨界角公式得

172

皿5142<^-

〃nb1.402

兩種頻率的細激光束的全反射的臨界角關(guān)系為

。<45<6

故在入射光從A向B移動過程中，。光能在「河面全反射后，從OM面射出；b光不能在面發(fā)生全反射，

故僅有a光。A正確，BCD錯誤。

故選Ao

4、（2020?山東卷?T9）截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。OE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼23'C'C

面的線狀單色可見光光源，OE與三棱鏡的A8C面垂直，。位于線段BC的中點。圖乙為圖甲中ABC面的正

視圖。三棱鏡對該單色光的折射率為后，只考慮由DE直接射向側(cè)面A4CC的光線。下列說法正確的是（）

A：

A

BDCDC

甲乙

A.光從4TCC面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的L

2

2

B.光從面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的一

3

C.若。E發(fā)出的單色光頻率變小，A4CC面有光出射的區(qū)域面積將增大

D.若。E發(fā)出的單色光頻率變小，AACC面有光出射的區(qū)域面積將減小

【答案】AC

【解析】

AB.由題可知

sinC=-

V2

可知臨界角為45。，因此從O點發(fā)出的光，豎直向上從M點射出的光線恰好是出射光線的邊緣，同時C點

也恰好是出射光線的邊緣，如圖所示，因此光線只能從MC段射出，根據(jù)幾何關(guān)系可知，M恰好為AC的中

點，因此在AAC'C平面上有一半的面積有光線射出，A正確，B錯誤；

C.由于頻率越高，折射率越大，當(dāng)光源發(fā)出的光的頻率變小，，折射率也會變小，導(dǎo)致臨界角會增大，這

時M點上方也會有光線出射，因此出射光線區(qū)域的面積將增大，C正確，D錯誤。

故選AC?

5、（2021?山東卷?T15）超強超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎，其中用到的一種脈沖激光展寬器

截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為一細束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)

面入射，經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后

分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離d=100.0mm,脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們

在棱鏡中的折射率分別為勺=0和〃2=孚。取sin370=1,cos37°=口=1.890。

（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求。的取值范圍；

（2）若6=37°,求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差A(yù)L（保留3位有效數(shù)字）。

【答案】（1）0<6><45°（或6<45°）；（2）A￡=14.4mm

【解析】

（1）設(shè)C是全反射的臨界角，光線在第一個三梭鏡右側(cè)斜面上恰好發(fā)生全反射時，根據(jù)折射定律得

sinC=!①

n

代入較大的折射率得

。=45。②

所以頂角。的范圍為

0<6><45°（或，<45°）③

（2）脈沖激光從第一個三棱鏡右側(cè)斜面射出時發(fā)生折射，設(shè)折射角分別為四和。2,由折射定律得

設(shè)兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為A和乙2，則

1d

L2=---------⑦

COS%

^=2（4-右）⑧

聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得

AL=14.4mm@

6、（2020?山東卷?T3）雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到Si、S?的距離相等，。點為Si、

S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為％的光，經(jīng)Si出射后垂直穿過玻璃片傳播到。點，經(jīng)S2

出射后直接傳播到。點，由Si到。點與由S2到。點，光傳播的時間差為Af。玻璃片厚度為104,玻璃對

該波長光的折射率為15空氣中光速為c,不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是（）

A1524104152

M=——C.M=——D.Ar二

2cc

【答案】A

【解析】

光在玻璃中的傳播速度為

c

v=—

n

可知時間差

AZ=W_102=52

Vcc

故選Ao

考點02光的干涉和偏振

7、（2024?山東卷?T4）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標準滾珠。與待測滾珠6、c放

置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標

準滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（）

A.滾珠b、c均合格

B.滾珠b、c均不合格

C滾珠b合格，滾珠c不合格

D.滾珠。不合格，滾珠。合格

【答案】C

【解析】

單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光

程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，即滾珠a

的直徑與滾珠6的直徑相等，即滾珠6合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠。的直徑與滾

珠C的直徑不相等，即滾珠C不合格。

故選Co

8、（2023?山東卷?T5）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的

上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。

已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，下列說法正確的是（）

A,劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動B,劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動

C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動

【答案】A

【解析】

由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣

層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則條紋向左移動。

故選A?

9、（2022?山東卷?0（））某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫耳，邑的寬度

可調(diào)，狹縫到屏的距離為心同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣。下

列描述正確的是（）

乙丙

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時，增加3其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、叢到屏上尸點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，尸點處一定是暗條紋

【答案】ACD

【解析】

A.由圖可知，圖乙中間部分等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍

射，故A正確;

B.狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙

中亮條紋寬度減小，故B錯誤;

C.根據(jù)條紋間距公式Ax=^2可知照射兩條狹縫時，增加L其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心

間距增大，故C正確；

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫邑到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋，

故D正確。

故選ACD?

10、（2021?山東卷?T7）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下

列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標x的變化圖像，可能正確的是（）

->

X

xO

【答案】D

【解析】

從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為△x=2d,即光程差為薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差

△廣位時此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為二九在圖中相鄰亮條紋（或暗條紋）之

間的距離變大，則薄膜層的厚度之間變小，因條紋寬度逐漸變寬，則厚度不是均勻變小。

故選D。

1年模擬?精選?？碱}

一、單選題

1.（2024?山東聊城?三模）哈爾濱是中國著名的冰雪旅游城市，每年冬季都會舉辦盛大的冰雪節(jié)。冰雕展則

成為了人們探訪冬季夢幻之旅的最佳選擇，冰雕展上有一塊底邊長為2L寬為L高為乙的長方體冰塊，

冰塊內(nèi)上下底面中心連線為O。'，在。處安裝了一盞可視為點光源的黃燈，已知冰對黃光的折射率為夜，

光在真空中傳播的速度為盤下列說法正確的是（）

A.由燈直接發(fā)出的光照射到冰塊上表面時都能從上表面射出

B.由燈直接發(fā)出的光照射到冰塊四個側(cè)面時都能從側(cè)面射出

C.未經(jīng)反射直接從玻璃磚中射出的黃光在玻璃磚中傳播的最長時間為Y

未經(jīng)反射直接從玻璃磚中射出的黃光在玻璃磚中傳播的最長時間為回

D.

C

【答案】C

【詳析】AB.由折射率公式知

1

n=------

sinC

代入得

sinC=l=^

n2

由幾何關(guān)系知,

sina="

O'B

代入得

sina=旦

3

則可知sin。＞sin45。，故可知其照射范圍如圖所示

點光源照射范圍圖

由燈直接發(fā)出的光照射到冰塊上表面時部分不能從上表面射出，同理得，當(dāng)光照射到冰塊四個側(cè)面時部分

不能從側(cè)面射出，A、B錯誤;

CD.最長光路長度為x,傳播速度為叭則

L

x=------

sinC

傳播速度為

c

V=—

n

則傳播最長時間為

nLn2L

’max

csinCc

IT

故未經(jīng)反射直接從玻璃磚中射出的黃光在玻璃磚中傳播的最長時間為?，C正確，D錯誤;

故選C。

2.（2024?山東煙臺?三模）如圖所示，一裝滿水的長方體玻璃容器，高度為缶，上下兩個面為邊長3缶的

正方形，底面中心。點放有一單色點光源，可向各個方向發(fā)射單色光。水面上漂浮一只可視為質(zhì)點的小甲

4

蟲，已知水對該單色光的折射率為〃=則小甲蟲能在水面上看到點光源的活動區(qū)域面積為（）

C.D.6.25a2

【答案】A

【詳析】全反射的臨界角滿足

sinC=-=-

n4

當(dāng)入射角為臨界角時，在上表面能折射出光線的最大半徑為「，光路圖如圖所示

tanC=—

h

解得

r=3a

水面的對角線長度為

I=A/2x3^/5〃=6a=2r

故小甲蟲能在整個水面上看到點光源，活動區(qū)域面積為

S=（3億＞=18〃

故選A。

3.（2024?山東濰坊?三模）水晶球是用天然水晶加工而成的一種透明的球型物品。如圖甲所示為一個質(zhì)量分

布均勻的透明水晶球，半徑為。，過球心的截面如圖乙所示，尸。為直徑，一單色細光束從尸點射入球內(nèi)，

折射光線與PQ夾角為37回，出射光線與PQ平行。已知光在真空中的傳播速度為c,$皿37。=0.6,8$37。=

0.8,則（）

A.光束在P點的入射角為53。B."水晶球”的折射率為1.6

C.光在"水晶球”中的傳播速度為2cD.光在"水晶球”中的傳播時間為?

45c

【答案】B

【詳析】B.根據(jù)題意作出光路圖如圖

由幾何關(guān)系可知，光線射出時的折射角r為2a折射率

sin208八1,

n=---------=2cos〃=1.6

sin。

故B正確；

A.由圖

r=2。=74°

故A錯誤；

C.光在"水晶球"中的傳播速度為

c5

v=—=—c

n8

故c錯誤；

D.光在“水晶球”中傳播的距離

l=2acos0

時間

Inl44zcos20

t=—=——=----------

vcc

帶入數(shù)據(jù)有

64a

t=----

25c

故D錯誤。

故選Bo

4.（2024?山東濟寧?三模）五一假期濟寧太白湖公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置

于湖水下方且m處，該光源發(fā)出紅光時，可在水面上觀察到紅色亮環(huán)，如圖所示。已知水對紅光的折射率

10

4

為則亮環(huán)的寬度d為（）

A.0.3mB.0.4mC.0.5mD.0.6m

【答案】D

光線照射到水面時臨界角滿足

sinC=—=—

n4

由三角函數(shù)關(guān)系可知

tanC-—尸

不

亮環(huán)的寬度

d=2/?tanC=0.6m

故選D。

5.（2024?山東東營?二模）如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，一束藍光從尸

點垂直界面入射（6=0°）后，恰好能在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，已知。、P間的距離為走R。不考慮

3

玻璃磚圓形內(nèi)表面反射的光線，以下說法正確的是（）

A.玻璃碗的折射率為2叵

3

B.當(dāng)入射角0=60°時，從玻璃磚射出的光線與入射光線平行

C.選擇合適的入射角6（6r0。），光線也可以在圓形表面發(fā)生全反射

D.在。相同的情況下，紅光在玻璃磚中傳播的時間比藍光長

【答案】B

【詳析】A.根據(jù)題意可知，當(dāng)光線垂直入射時，有

所以

n=\/3

故A錯誤；

B.當(dāng)入射角6=60°時，根據(jù)折射定律有

sin。

n=------

sintz

解得

。=30。

光路圖如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可知，從玻璃磚射出的光線與入射光線平行，故B正確；

C.當(dāng)光線垂直入射時，恰好發(fā)生全反射，選擇合適的入射角。（6W0。），光線在圓弧面上的入射角均小于

臨界角，過于光線不能在圓形表面發(fā)生全反射，故C錯誤；

D.在。相同的情況下，若。=0。紅光和藍光傳播的距離相等，由于紅光的折射率較小，傳播速度較大，所以

紅光的傳播時間比藍光短，故D錯誤。

故選B。

6.（2024?山東煙臺?二模）如圖所示，將一塊平凹形玻璃板倒扣在另一塊平板玻璃之上，從而在兩塊玻璃之

間形成一層空氣薄膜，玻璃板的一邊沿x方向，用平行單色光向下垂直照射平凹形玻璃板，觀察到的干涉條

紋形狀可能正確的是（）

【答案】B

【詳析】由題意可知，當(dāng)用平行單色光向下垂直照射平凹形玻璃板時，觀察到的干涉條紋是由于空氣薄膜

的上下表面所反射的光發(fā)生了干涉產(chǎn)生的，由牛頓環(huán)原理可知，干涉條紋寬窄的差異，則是空氣薄膜變化

率的不同所導(dǎo)致的：變化率越大，光程差半波長的奇偶數(shù)倍更替得就越頻繁，使得條紋更加密集，從而使

條紋看起來更窄。即空氣薄膜厚度變化率越大，條紋也隨之變密變窄。由本題空氣薄膜的形狀可知，薄膜

的厚度越大的地方，薄膜厚度變化率越小，條紋間距越大，條紋越寬；薄膜的厚度越小的地方，薄膜厚度

變化率越大，條紋間距越小，條紋越窄。因此觀察到的干涉條紋形狀可能正確的是B。

故選Bo

7.（2024?山東濟南?三模）如圖所示為雙縫干涉實驗裝置示意圖，單色光源S到兩縫岳、S2的距離相等。要

使相鄰亮條紋之間的距離變小且干涉條紋上移，下列辦法可行的是（）

A.增大雙縫到屏的距離并下移光源

B.減小雙縫間距離并上移光源

C.減小光源到雙縫的距離并上移光源

D.更換波長更短的單色光源并下移光源

【答案】D

【詳析】根據(jù)雙縫干涉的相鄰亮條紋中心間距公式

L.

Ax=-A

d

可知，要使條紋之間的距離變小，可以通過減小單色光的波長、減小雙縫到屏的距離或增大兩縫間的距離

來完成，要想使干涉條紋上移，可下移光源。

故選D。

8.(2024?山東東營?二模)用波長為力的單色光做楊氏雙縫干涉實驗，在觀察屏上可看到干涉條紋。今將一

個厚度為/的薄玻璃片放到上面狹縫的后面，發(fā)現(xiàn)中央亮條紋移動到了第m亮條紋的位置，以下說法正確的

是()

A.條紋向下移動

B.條紋間距隨之變寬

C.玻璃的折射率為華+1

D.再將一個折射率為〃。的薄云母片放到下面狹縫的后面，發(fā)現(xiàn)條紋恢復(fù)到最初的位置，則云母片的厚

【答案】C

【詳析】AB.條紋間距為

L。

Ax——A

d

因為上縫光路的光程增加，上下光路光程相等的位置即零級條紋的位置上移，同理其它條紋也上移，條紋

間距不變，故AB錯誤；

C.插入玻片后引起的上下縫光波間的光程差的變化值為

則條紋移動的周期數(shù)加滿足關(guān)系

(na—1)/=mA

因此玻璃的折射率

m21

%=7+1

故c正確；

D.插入云母片后引起的下縫光波的光程變化值為

N3'=(rip-l)t

由題中條件可知，云母片引起的光程變化應(yīng)該等于玻璃片引起的光程變化，即

（徇-1）/=（生-1）/

聯(lián)立解得云母片的厚度為

他T徇-1

故D錯誤。

故選Co

9.（2024?山東泰安?三模）如圖甲所示，將兩塊平板玻璃M、N放在水平桌面上，并在兩塊玻璃之間右側(cè)邊

緣墊上兩個紙條，用平行單色光豎直向下照射玻璃板，就會在玻璃板上方看到如圖乙所示的明暗相間的條

紋。下列說法正確的是（）

N

A.圖乙中的條紋是M的上表面、N的下表面兩列反射光發(fā)生干涉的結(jié)果

B.在任意一條明條紋的下方，空氣薄膜的厚度都是均勻變化的

C.如果撤掉一個紙條，則條紋間距增大

D.若改用頻率更高的單色光進行實驗，則條紋間距會更大

【答案】C

【詳析】A.這些明暗相間的條紋間距相等，是M的下表面、N的上表面兩列反射光在/的下表面發(fā)生干

涉的結(jié)果，A錯誤；

B.在任意一條明條紋的下方，兩列反射光的光程差都相等，所以空氣薄膜的厚度都相等，B錯誤；

c.光線在空氣膜的上、下表面發(fā)生反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋。設(shè)空氣膜頂角為e,4、4處

rx=2d]

4=2d、

因為光程差

Ar=4—（=彳

所以

212

設(shè)此兩相鄰亮紋中心的距離為Ax,則由幾何關(guān)系得

t^=tan6?

Ax

即

如果撤掉一個紙條，空氣層的傾角6變小，故相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離增大，C正確；

D.由C項分析可得，單色光頻率增大，波長減小，條紋間距會更小，D錯誤。

故選C。

10.（2024?山東濰坊?二模）如圖所示，將透鏡凸起的一面壓在表面平整的玻璃板上，讓單色光從上方射入,

從上往下看透鏡，可以看到明暗相間的圓環(huán)狀條紋。已知透鏡凸起面表現(xiàn)為球面，球面的半徑叫作這個曲

面的曲率半徑（曲率半徑越大，球面彎曲程度越小）。下列說法正確的是（）

A.圓環(huán)狀條紋是透鏡上下兩個表面反射的兩列光發(fā)生干涉形成的

B.圓環(huán)狀條紋間距不相等，越往外條紋間距越寬

C.換用曲率半徑更大的透鏡，可以看到條紋將變密集

D.改用頻率更高的單色光照射，可以看到條紋將變密集

【答案】D

【詳析】A.環(huán)狀條紋是由凸透鏡與平面玻璃所夾空氣膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A錯誤；

B.圓環(huán)狀條紋的間距不相等，從圓心向外條紋越來越密集，越往外條紋間距越窄，故B錯誤；

C.若換一個曲率半徑更大的凸透鏡，仍然相同的水平距離但空氣層的厚度變小，所觀察到的圓環(huán)狀條紋間

距變大，可以看到條紋將變稀疏，故C錯誤；

D.改用頻率更高的單色光照射，由

可知單色光波長更小，而其他條件保持不變，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變小，可以看到條紋將變密集，

故D正確。

故選D。

11.（2024?山東日照?二模）小明利用同一實驗裝置在真空中進行雙縫干涉實驗。僅換用甲、乙兩種不同的

單色光，在屏上分別觀察到的干涉條紋如圖所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則甲、乙兩種不同單色光

的頻率之比為（）

mu

cm

A.2:1B.1:2C.3:1D.1:3

【答案】A

【詳析】根據(jù)圖像甲乙條紋關(guān)系為

2Ax甲=Ax乙

根據(jù)干涉條紋公式有

AL.AL°

aa

根據(jù)光速與波長的關(guān)系有

C=4嘉i,c=

解得

啟：/k=2:1

故選A。

12.（2024?山東淄博?二模）如圖所示是用干涉法檢查厚玻璃板b的上表面是否平整的裝置，將一標準樣板

玻璃a放置在厚玻璃板6之上，在兩玻璃板右端插入薄片c。用紅光照射標準樣板，從上往下可看到干涉條

A.干涉條紋是由a的上表面和b的上表面反射的光疊加而成的

B.干涉條紋是由a的下表面和b的上表面反射的光疊加而成的

C.當(dāng)薄片c向左移動少許時，干涉條紋間距將增大

D.若將紅光改為紫光，干涉條紋間距將增大

【答案】B

【詳析】AB.干涉條紋是由。的下表面和。的上表面反射的光疊加而成的，選項A錯誤，B正確；

C.當(dāng)薄片c向左移動少許時，a、b板間的夾角變大，導(dǎo)致同級的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會減

小，即干涉條紋變密，故C錯誤；

D.若是用紫光做該實驗，則波長變短，則干涉條紋變密，干涉條紋間距將減小，故D錯誤。

故選B。

二、多選題

13.（2024?山東青島?三模）礦井空氣中的瓦斯?jié)舛瘸^1%時，容易發(fā)生瓦斯爆炸。某同學(xué)通過查閱資料得

知含有瓦斯的空氣折射率大于干凈空氣的折射率，他利用光的干涉監(jiān)測瓦斯?jié)舛?。如圖，在雙縫后面放置

兩個完全相同的薄壁透明容器A、B,容器A中是干凈的空氣，容器B與礦井中空氣相通。用某種單色光照

射單縫，觀察屏上的干涉條紋，就能夠大致判斷瓦斯的濃度。下列說法正確的是（）

A.若屏的正中央是亮紋，說明B中的空氣一定不含瓦斯

B.若屏的正中央是暗紋，說明B中的空氣一定含有瓦斯

C.同種頻率的光在含有瓦斯的空氣中比在干凈空氣中傳播的速度小

D.用頻率更大的單色光照射單縫時，屏上出現(xiàn)的干涉條紋間距變小

【答案】BCD

【詳析】A.若屏的正中央是亮紋，如果容器A、B中氣體相同，則折射率相同，到屏的中央光程相同，所

以中央為亮紋，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波長的整數(shù)倍，中央也為亮紋，故B中可

能含瓦斯，也可能不含，故A錯誤；

B.如果屏的正中央是暗紋，必有光程差，說明B中的氣體與A中的氣體成分不相同，一定含有瓦斯，故B

正確；

C.同種頻率的光在含有瓦斯的空氣中的折射率大于在干凈空氣中的折射率，根據(jù)

C

v=—

n

可知同種頻率的光在含有瓦斯的空氣中比在干凈空氣中傳播的速度小，故C正確；

D.根據(jù)

Ax=-A

d

用頻率更大的單色光照射單縫時，由于單色光的波長變小，則屏上出現(xiàn)的干涉條紋間距變小，故D正確。

故選BCDo

14.（2024?山東臨沂?二模）如圖所示，為°、。兩種單色光以相同的入射角從玻璃斜射向空氣的光路圖，關(guān)

于4、6兩種單色光，下列說法中正確的是（）

A.增大入射角，6光先發(fā)生全反射

B.單色光a的光子能量比單色光6的光子能量大

C.用同一裝置進行雙縫干涉實驗，6光在屏上的干涉條紋的間距較大

D.單色光a、6分別通過同一單縫發(fā)生衍射時，單色光。的中央亮紋更寬

【答案】BC

【詳析】A.由圖知，。光偏折程度較大，。光折射率較大，根據(jù)

sinC='a光臨界角較小，增大入射角，。光先發(fā)生全反射，故A錯誤；

n

B.a光折射率較大，則頻率較大，根據(jù)

E=hv

單色光a的光子能量比單色光6的光子能量大，故B正確；

C.。光頻率較大，則波長較小，根據(jù)

\x--X

d

用同一裝詈進行雙縫干涉實驗，6光在屏上的干涉條紋的間距較大，故C正確；

D.a光波長較小，單色光a、b分別通過同一單縫發(fā)生衍射時，單色光。的中央亮紋更寬，故D錯誤。

故選BC。

15.（2024?山東棗莊?三模）1801年，托馬斯?楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃用平面鏡

同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗）。洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色線光源，M為一

平面鏡。S發(fā)出的光直接照到光屏上，同時S發(fā)出的光還通過平面鏡反射到光屏上，這兩束光在光屏上疊加

發(fā)生干涉形成明屏暗相間條紋。事實證明光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，反射光會產(chǎn)生H大小的相位突變，

即發(fā)生所謂半波損失。設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為d和L單色光的波長為九

下列說法正確的是（）

光屏

s