2024届高三一轮复习小练(四十七) 光的波动性
1．如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是( )
A．气泡表面有折射没有全反射
B．光射入气泡衍射形成“亮斑”
C．气泡表面有折射和全反射
D．光射入气泡干涉形成“亮斑”
解析：选C 当光从水中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象；还有一部分光折射到内壁然后再折射出去，所以水中的空气泡看起来比较亮。
2.如图所示，甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过单缝的衍射图样(黑色部分表示亮纹)。下列说法正确的是( )
A．在真空中，a光的波长比b光小
B．在同一介质中传播，a光的传播速度比b光小
C．两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光亮纹的条数更多
D．当两束光从空气中射向玻璃时，a光不发生全反射，但b光可能发生全反射
解析：选C 因a光条纹间距大，则a光的波长较长，A错误；依据f＝可知，a光的频率较小，那么a光的折射率较小，根据v＝知，在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光大，B错误；条纹间距大的，光屏上亮纹的条数少，故b光亮纹的条数更多，C正确；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，D错误。
3.(多选)如图所示，在观察薄膜干涉现象时，把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，在酒精灯火焰上撒一些食盐，用肥皂液膜观察灯焰的像，下列说法正确的是( )
A．在酒精灯上撒一些食盐，目的是为了灯焰能发出的光更亮
B．实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象
C．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来观察薄膜干涉现象
D．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的
解析：选BD 在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光，该目的是为了灯焰能发出明亮的黄光，故A错误；当黄光照射到肥皂膜上时，从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，产生干涉现象，所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象，故B正确，C错误；发生薄膜干涉时，相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与入射光的波长有关，所以用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的，故D正确。
4．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是( )
解析：选D 根据薄膜干涉的形成规律，若薄膜厚度d均匀变化时，会产生等间距的明暗相间的条纹，现在条纹间距不等，说明薄膜厚度d不是线性变化的， 故A、B错误；由于条纹间距变大，说明薄膜厚度d的变化趋缓，反映到d-x图像中即图像的斜率减小，故C错误，D正确。
5．(多选)关于光现象及其应用，下列说法正确的有( )
A．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的衍射现象
B．光照到不透光小圆盘上，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑，说明光发生了衍射
C．光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
D．分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽
解析：选BC 油膜形成的彩色条纹是膜的前后表面反射光进行叠加形成的干涉条纹，故A错误；泊松亮斑是光通过小圆盘时发生衍射时形成的，故B正确；光导纤维是利用了光的全反射原理，根据全反射的条件可知，其内芯的折射率大于外套的折射率，故C正确；发生明显衍射现象的条件是入射光的波长比小孔大或相差不多，绿光的波长大于紫光的波长，所以用同一装置做单缝衍射实验时，绿光的中央亮纹要宽些，故D错误。
6.1834年英国物理学家洛埃设计了洛埃镜实验，如图所示。水平放置的平面镜MN左上方有一光源S，仅发出单一频率的光，平面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏，平面镜所在水平线与光屏的交点为P，下列说法正确的是( )
A．光屏上可以看到干涉条纹
B．光屏上可以看到衍射条纹
C．光屏上P处呈现亮条纹
D．光屏上P处呈现暗条纹
解析：选A 光源S直接照射到光屏上的光和通过平面镜反射的光在光屏上相遇，发生干涉，呈现干涉条纹，故A正确，B错误；因反射光线不能照射到P点，故光屏上P处不会有干涉条纹，故C、D错误。
7.在研究A物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平行的玻璃板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜。现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时给A缓慢加热，在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次增到最亮，则( )
A．出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强
B．出现最暗时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
解析：选D 出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A、B错误；温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到下一次最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍时，出现亮条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加，故C错误，D正确。
8．如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则( )
A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置
B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置
C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置
D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置
解析：选D 由双缝干涉条纹间距的公式Δx＝λ可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知λ1>λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知入射时M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越小，由于λ1>λ2，则n1
1．如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是( )
A．气泡表面有折射没有全反射
B．光射入气泡衍射形成“亮斑”
C．气泡表面有折射和全反射
D．光射入气泡干涉形成“亮斑”
2.如图所示，甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过单缝的衍射图样(黑色部分表示亮纹)。下列说法正确的是( )
A．在真空中，a光的波长比b光小
B．在同一介质中传播，a光的传播速度比b光小
C．两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光亮纹的条数更多
D．当两束光从空气中射向玻璃时，a光不发生全反射，但b光可能发生全反射
3.(多选)如图所示，在观察薄膜干涉现象时，把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，在酒精灯火焰上撒一些食盐，用肥皂液膜观察灯焰的像，下列说法正确的是( )
A．在酒精灯上撒一些食盐，目的是为了灯焰能发出的光更亮
B．实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象
C．实验时应在另一侧透过液膜观察火焰，来观察薄膜干涉现象
D．用不同波长的光做这个实验，条纹的间距是不一样的
4．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是( )
5．(多选)关于光现象及其应用，下列说法正确的有( )
A．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的衍射现象
B．光照到不透光小圆盘上，在小圆盘背后阴影区出现泊松亮斑，说明光发生了衍射
C．光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率
D．分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽
6.1834年英国物理学家洛埃设计了洛埃镜实验，如图所示。水平放置的平面镜MN左上方有一光源S，仅发出单一频率的光，平面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏，平面镜所在水平线与光屏的交点为P，下列说法正确的是( )
A．光屏上可以看到干涉条纹
B．光屏上可以看到衍射条纹
C．光屏上P处呈现亮条纹
D．光屏上P处呈现暗条纹
7.在研究A物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平行的玻璃板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜。现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时给A缓慢加热，在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次增到最亮，则( )
A．出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强
B．出现最暗时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
8．如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则( )
A．λ1<λ2，M是波长为λ1的光出射位置
B．λ1<λ2，N是波长为λ1的光出射位置
C．λ1>λ2，M是波长为λ1的光出射位置
D．λ1>λ2，N是波长为λ1的光出射位置
