2019-2020年高二物理竞赛模拟习题之《波动光学》(含答案)
全国高中物理竞赛波动光学训练题答案
【波动光学训练题答案】
1、用尖劈空气膜的干涉测微丝的直径。如图所示，两块平面玻璃一端互相接触，另一端夹着待测的微丝，微丝与接触棱平行，用单色（5893Ǻ）平行光垂直照射在玻璃上，两块玻璃间的空气膜对光产生等厚干涉，测量出28.880mm L =，用显微镜读出30条干涉条纹（亮纹）的间距为 4.295mm x ∆=，求金属微丝的直径。
解：本题中可近似认为折射线垂直于下底面，则光程差 0
122
d λδ=-
第k 级亮纹满足 0
1022
d k λλ-= 第()k m +级亮纹满足 0
202()2
d k m λλ-
=+
两式相减得 21022d d m λ-= 故 2102
m
d d d λ∆=-= 而 tan d x
α∆=
∆ 这样得 0
202 5.9410mm 2m L
m L d D L x x x
λλ-∆====⨯∆∆∆
2、如图（a ）所示，在洛埃镜试验中，点光源S 早镜平面上方2mm 处，反射镜位于光源与屏镜正中间，镜长40cm l =，屏到光源的距离
1.5m D =，波长为5000 Ǻ。试求
（1）条纹间距；
（2）屏幕上干涉条纹的范围； （3）干涉条纹间距数。
解：（1）洛埃镜中，点光源S 和它在平面镜中的像S '构成两相干光源，故在屏幕上形成的条纹间距
0.1875(mm)l
d
λ∆=
= （2）设干涉区域的下、上端离平面镜与屏交点的距离分别为1y 、2y ，如图（b
）所示，由相似三
L
1y
图（b ）
S
屏
2y
S
∙
A M B
屏
图（a ）
角形知识得
1222D l y D l l -=-+， 2222
D l
高中物理奥林匹克竞赛专题--波动光学习题(共21张PPT)
kma xab6 2.40 1 0 1 0 069 4
屏幕上呈现的全部主极大：
0,1,2
I0
I1
I2
I
1 I1 2 I0
I2I1co2st1 2I0co2st
I I2 c2 o (9 s0 t) 1 2 I0 c2 otc s2 o (9 s0 t)
Im ax5Im in
12I自I偏512I自
A
二、填空题
dsin k k1 arcta0n.166718.44
0.500
2.00103sin18.4463n3m
(ab)sink
k ab sin
(ab)0.2 0260 nm 0
(ab)260 n0 m 61 0 6m
k(ab)( s 3i0 n sin )5 .985
k(a b )( 3 s i 0 n si0 n ) 1 .99
1 .2d 2 1 .2 2 5 5 0 5 1 10 0 9 2 0 0 1 .3 4 12 7 0 rad
大作业题解
波动光学
一、选择题
dsink
D
ab2 ab
A
a
B
I1 2I0co 24s5 1 2I0(2 2)21 4I0
B
D
I0
1 2 I0
1 2
全国高中物理竞赛波动光学专题
波动光学
【知识点】 一、光的干涉 1、 光波
定义 光波是某一波段的电磁波，是电磁量E 和H 的空间的传播． 2、 光的干涉
定义 满足一定条件的两束（或多束）光波相遇时，在光波重叠区域内，某些点合光强大于分光强之和，在另一些点合光强小于分光强之和，因而合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布，称为光的干涉现象，光波的这种叠加称为相干叠加，合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布称为干涉条纹，其中强度极大值的分布称为明条纹，强度极小值的分布称为暗条纹． 3、 相干条件
表述 两束光波发生相干的条件是：频率相同，振动方向几乎相同，在相遇点处有恒定的相位差． 4、 光程差与相位差
定义 两列光波传播到相遇处的光程之差称为光程差；两列光波传播到相遇处的相位之差称为相位差． 5、 双光束干涉强度公式
表述 在满足三个相干条件时，两相干光叠加干涉场中各点的光强为
12I I I ϕ=++∆ 式中，相位差
122()π
ϕϕϕδλ
∆=--
保持恒定，若120I I I ==，则
2
002(1cos )4cos 2
I I I ϕ
ϕ∆=+∆= 6、 杨氏双缝干涉实验
实验装置与现象 如图1所示，狭缝光源S 位于对称轴线上，照明相距为a 的两个狭缝
1S 和2S ，在距针孔为D 的垂轴平面上观察干涉图样，装置放置在空气(1)n =中，结构满足
,,sin tan d D D x θθ≈．
在近轴区内，屏幕上的是平行、等间距的明暗相间的直条纹，屏幕上P 点的光程差δ为 21sin x
r r d d D
δθ=-≈≈ 相应明暗纹条件是
光的波动性练习题及答案
光的波动性练习题及答案The document was prepared on January 2, 2021
高二物理同步测试9—光的波动性
本试卷分第Ⅰ卷选择题和第Ⅱ卷非选择题两部分.满分100分,考试用时60分钟.
第Ⅰ卷选择题,共40分
一、选择题每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项
是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分.
1．在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连.用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,这时
A．锌板带正电,指针带负电
B．锌板带正电,指针带正电
C．锌板带负电,指针带正电
D．锌板带负电,指针带负电
2．2005年是“世界物理年”,100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象.关于光电效应,下列说法正确的是
A．当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．某单色光照射一金属时不能发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应
3．a、b两种色光以相同的入射角从某种介质射向真空,光路如图所示,
则以下描述错误的是
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长
C．a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传播速度
D．如果a光能使某种金属发生光电效应,b光也一定能使
该金属发生光电效应
4．科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ,碰撞后的波长为λ′,则以下说法中正确的是
波动光学(习题与答案)
第11章 波动光学
一. 基本要求
1. 解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差与相位差的关系。
2. 能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及等厚、等倾干涉条纹的特点（干涉加强、干涉减弱的条件及明、暗条纹的分布规律；了解迈克耳逊干涉仪的原理。
3. 了解惠更斯——菲涅耳原理；掌握分析单缝夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。
4. 理解光栅衍射公式，会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
5. 理解自然光和偏振光及偏振光的获得方法和检验方法。
6. 理解马吕斯定律和布儒斯特定律。
二. 内容提要
1. 相干光及其获得方法 能产生干涉的光称为相干光。产生光干涉的必要条件是：频率相同；振动方向相同；有恒定的相位差。
获得相干光的基本方法有两种：一种是分波阵面法（如杨氏双缝干涉、洛埃镜干涉、菲涅耳双面镜和菲涅耳双棱镜等）；另一种是分振幅法（如平行波膜干涉、劈尖干涉、牛顿环和迈克耳逊干涉仪等）。
2. 光程、光程差与相位差的关系 光波在某一介质中所经历的几何路程l 与介质对该光波的折射率n 的乘积n l 称为光波的光学路程，简称光程。若光波先后通过几种介质，其总光程为各分段光程之和。若在界面反射时有半波损失，则反射光的光程应加上或减去2
λ。 来自同一点光源的两束相干光，经历不同的光程在某一点相遇，其相位差Δφ与光程差δ的关系为
δλ
πϕ2=∆ 其中λ为光在真空中的波长。
3. 杨氏双缝干涉 经杨氏双缝的两束相干光在某点产生干涉时有两种极端情况：一种是相位差为零或2π的整数倍，合成振幅最大—干涉加强；另一种是相位差为π的奇数倍，合成振动最弱或振幅为零——称干涉减弱或相消。其对应的光程差为
波动光学案例习题(含答案)
2ne (2k 1) (k 0,1,2,)
2
B
k 7 e (2k 1) 1.5103 mm A
4n
Si
e 7.5λn/2
11/5
SiO2
24
例：在杨氏双缝实验中，用单色自然光，在屏上 形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则
（1）求空气劈形膜的劈尖角Ө （2）改用600nm的单色光垂直照射到此劈尖上仍观察 反射光的干涉条纹，A处是明纹还是暗纹？ （3）第（2）问的情形从棱边到A处的范围内共有几 条明纹？几条暗纹？
11/5
26
解（1）棱边处是第一条暗纹中心，A处是第四条 暗纹中心，所以：
eA
3
2
eA l
4.8 105 rad
n22
n12
s in 2
i
2
k
(2k 1)
(n1 n2 n3, n1 n2 n3 )
2
明 (k 1,2) 暗(k 0,1,2)
两种特例：
（1）垂直入射反射光
2n2d
2
2n2d
2
k
(2k
1)
2
增反膜 增透膜
11/5
6
3、等厚干涉
(a).劈尖（等间距直条纹）
单色光垂直照射劈尖
条纹特点
2020年高中物理竞赛辅导课件：波动和光学(光的偏振)03难题练习(共15张PPT)
⒌自然光以60的入射角照射到某两介质交界 面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为 (A)完全偏振光且折射角是30. (B)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折 射率为 3的介质时，折射角是30. (C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才 能确定折射角. (D)部分偏振光且折射角是30.
解：反射光完全偏振 iP = 60 折射光部分偏振，
e (非常)
折射角r=? ⑶玻璃下表面处的反射光是否也
是线偏振光？
Ⅰi
Ⅱ
r
解：⑴ i arctg n2 58.0 n1
⑵ r 90 i 32.0
Ⅰ ⑶是
⒎如图，一平玻璃板放在水中，板面与水面 夹角为，水和玻璃的折射率分别为1.333和 1.517, 要使水面和玻璃板面的反射光都是完 全偏振光，=?
i1
，
折射光为
，反射光线与折射光线之
间的夹角为 。
答案：线偏振光 垂直于入射面 部分偏振光
90
⒌自然光以60的入射角照射到某两介质交界 面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为
(A)完全偏振光且折射角是30.
(B)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折 射率为 3 的介质时，折射角是30. (C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才 能确定折射角. (D)部分偏振光且折射角是30.
i2
解： i1
arctg
高二物理竞赛光学综合测试题(打印版)
高二物理竞赛光学综合测试题（打印版）高二物理竞赛光学综合测试题(历年真题检测)
姓名、分数_________________
一、(12分)一台二氧化碳气体激光器发生的激光功率为p=1000w，出射的光束截面积为a=1.00mm2.试问：1.当该光束以i=30°的入射角入射到一物体表面上(可视为镜面)，该表面对光的反射率为r=20%，试求该表面单位面积所受的光压和切向力。2.这束光垂直射到温度t为273k，厚度d为2.00cm的铁板上，如果有80%的光束能量被激光照射到的那一部分铁板所吸收，并使其熔化成为与光束等截面积的直圆柱形孔，这需要多长时间？
已知铁的相关参数为：热容C=26.6j/（molk），密度ρ=7.9×103kg/m3，熔点
TM=1797k，熔化热LM=1.49×104j/mol，摩尔质量μ=56×10-3kg/mol
二、(15分)一折射率为n，曲率半径为r1和r2的薄双凸透镜，放在折射率为n1和n2的介质之间，如图所示，请由球面折射公式成像公式求透镜的焦距和物像公式。【国培4.08】
三、（15点）如图所示，获得半径为R1的平凸透镜，将其平放在半径为R2的圆柱形玻璃体上，以找到相应的牛顿环形状。
四、(18分)如图所示，l1和l2为两个共轴的薄凸透镜，oo’为其主轴，l1的焦距f1=10cm，口径(直径)为d1=4.0cm，l2的焦距f2=5.0cm，口径(直径)为d2=2.0cm。两镜相距a=30cm。ab为一与透镜共轴的直径为d=2.0cm的均匀发光圆盘，它有清晰的边缘，把它放在l1左侧20cm处，它在l2右侧垂直于oo’的光屏p上成像。
高中物理专题练习： 波动光学
高中物理专题练习：波动光学
1．由两个不同光源发出的两束白光，在叠加区域中不会产生干涉现象，这是因为A．白光是由很多不同波长的光组成的；
B．两个光源发射的光的强度不同；
C．这两个光源是相互独立且不相干的光源；
D．由两个不同光源发出的光不能有相同的频率。
2．如图所示，在扬氏双缝干涉实验中，如果
点是第一级暗纹所在位置，则光程差
为
A．；B．；
C．；
D．。
3．光波的衍射没有声波显著，是由于
A．光是电磁波；B．光的波长比声波小得多；
C．光有颜色；D．光速比声速大。
4．根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强决定于波阵面上所有面积元发出的子波各自传到P点的
A．振动振幅之和；B．光强之和；
C．振动振幅和的平方；D．振动的相干叠加。
5．光栅常量变小时，下列正确说法是
A．衍射条纹间距变大，条纹宽度变大；B．衍射条纹间距变大，条纹宽度变小；
C．衍射条纹间距变小，条纹宽度变小；D．衍射条纹间距变小，条纹宽度变大。6．自然光以布儒斯特角入射到透明介质的表面时，下面正确的陈述为
A．反射线和折射线是平行的；
B．反射线和入射线是垂直的；
C．反射光是光振动垂直于入射面的线偏振光；
D．折射光是线偏振光。
7．的黄绿光射入折射率为
的玻璃中，则该光在玻璃中的波长为8．在杨氏双缝干涉实验中，如果缩短双缝间的距离，下列陈述正确的是
A．相邻明（暗）间距离减小；B．相邻明（暗）纹间距增大；
C．相邻明（暗）纹间距不变；D．不能确定相邻明（暗）纹间距的变化情况。
9．牛顿环实验装置是用一平凸透镜置于一平板玻璃上。今以平行单色光从上向下垂直入射，并从上向下观察，看到有许多明暗相间的同心圆环，这些圆环的特点为
大学物理--波动光学题库及其答案
一、选择题：（每题3分）
1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若
A 、
B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为
(A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ．
(C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ ］
2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中
(A) 传播的路程相等，走过的光程相等．
(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等．
(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等．
(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］
3、如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分
别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1
的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一
介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于
(A) )()(111222t n r t n r +-+
(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+
(C) )()(111222t n r t n r ---
(D) 1122t n t n - ［ ］
4、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径
传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为∆φ，则
(A) l ＝3 λ / 2，∆φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，∆φ＝3n π．
(C) l ＝3 λ / (2n )，∆φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，∆φ＝3n π． ［ ］
高中光学光的传播光的波动性训练题
高二物理《光的波动性》测试卷
1．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ） A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 2.下列有关光现象的说法正确的是（ ） A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大 B.以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 3.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（ ） A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大 C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大 D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大 4.一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中（ ） A.t1始终大于t2 B.t1始终小于t2 C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2 5.一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是（ ） A.红光以30°的入射角入射 B.红光以45°的入射角入射 C.紫光以30°的入射角入射 D.紫光以45°的入射角入射
大学物理--波动光学题库及其答案
一、选择题：（每题3分）
1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若
A 、
B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为
(A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ．
(C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ ］
2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中
(A) 传播的路程相等，走过的光程相等．
(B) 传播的路程相等，走过的光程不相等．
(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等．
(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］
3、如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分
别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1
的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一
介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于
(A) )()(111222t n r t n r +-+
(B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+
(C) )()(111222t n r t n r ---
(D) 1122t n t n - ［ ］
4、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径
传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为∆φ，则
(A) l ＝3 λ / 2，∆φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，∆φ＝3n π．
(C) l ＝3 λ / (2n )，∆φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，∆φ＝3n π． ［ ］
2019-2020年高二物理试卷(附答案)
2019-2020年高二物理试卷（附答案）
xx-3-10 成绩
一、选择题（每小题4分，共48分）
1．在电磁感应现象中，下列说法中正确的是：
A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B．闭合线框放在变化的磁场中，一定能产生感应电流
C．闭合线框放在匀强磁场中作切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化
2．一个圆形线圈放在磁感应强度均匀变化的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30o角，要想使线圈中产生的感应电流增大1倍，可采用的方法是：
A．将线圈的匝数增加1倍 B．将线圈的面积增加1倍
C．将线圈的直径增加1倍 D．使线圈平面与磁感线垂直
3．在匀强磁场中，有一接有电容器的回路，如图所示，已知C=30F，l1=5cm，l2=8cm，磁场以
5×10—2T/s的速度增强，则：
A．电容器上板带正电，带电量为2×10-9C
B．电容器上板带正电，带电量为6×10-9C
C．电容器上板带负电，带电量为4×10-9C
D．电容器上板带负电，带电量为6×10-9C
4．关于日光灯的镇流器，下列说法中正确的有：
A．镇流器产生的瞬时高压是来源于起动器两触片接通再断开的瞬间
B．镇流器在工作中总是产生高电压的
C．因为镇流器对交流电有较大的阻碍作用，所以在日光灯正常工作后，镇流器起着降压限流的作用
D．镇流器的电感对直流电也有较大的阻碍作用
5．图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，
导体AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R，
当导体AC从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有:
2020年高中物理竞赛习题专题十二：《波动光学》(Word版含解析)
【预赛 三一 自招】高中物理竞赛模拟试题之《波 动 光
学》
1在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1 、S 2 距离相等，则观察屏
上中央明条纹位于图中O 处，现将光源S 向下移动到图中的S ′位置，则（ ）
（A ） 中央明纹向上移动，且条纹间距增大
（B ） 中央明纹向上移动，且条纹间距不变
（C ） 中央明纹向下移动，且条纹间距增大
（D ） 中央明纹向下移动，且条纹间距不变
分析与解 由S 发出的光到达S 1 、S 2 的光程相同，它们传到屏上中央O 处，光程差
Δ＝0，形成明纹．当光源由S 移到S ′时，由S ′到达狭缝S 1 和S 2 的两束光产生了光程差．为
了保持原中央明纹处的光程差为0，它会向上移到图中O ′处．使得由S ′沿S 1 、S 2 狭缝传到
O ′处的光程差仍为0．而屏上各级条纹位置只是向上平移，因此条纹间距不变．故选（B ）．
题14-1 图
2 如图所示，折射率为n 2 ，厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折
射率分别为n 1 和n 3，且n 1 ＜n 2 ，n 2 ＞n 3 ，若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄
膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束的光程差是（ ）
()()()()2222222D 2C 22B 2A n e n e n e n e n λ
λλ
---
题14-2 图
分析与解 由于n 1 ＜n 2 ，n 2 ＞n 3 ，因此在上表面的反射光有半波损失，下表面的反射光没有半波损失，故它们的光程差222λ±
=∆e n ，这里λ是光在真空中的波长．因此正
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2019-2020年高二物理试题含答案
一、单项选择题（本题共15小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共45分） 1．下列物理量中，属于矢量的是
A ．速度
B ．动能
C ．时间
D ．功率
2．在物理学史上，测出万有引力常量G 的科学家是
A ．伽利略
B ．牛顿
C ．卡文迪许
D ．开普勒
3．作用在同一个物体的两个共点力，一个大小为30N ，另一个大小为40N ，它们的合力大小可能为 A. 0
B. 40N
C. 80N
D. 100N
4．如图1所示，物块沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，关于物体的受力情况，正确的是 A ．受重力、支持力 B ．受重力、支持力、摩擦力 C ．受重力、支持力、下滑力
D ．受重力、支持力、摩擦力、下滑力
5．如图2所示，天花板上挂着一劲度系数为k 的轻质弹簧，弹簧下端挂着一个质量为m 的小球。小球处于静止状态（弹簧形变在弹性限度内），则轻弹簧的伸长量等于
A ．mg
B ．k mg
C ．
m g
k D ．k m g
6．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F ．若保持这两个点电荷之间的距离不变，将它们的电荷量都变成原来的3倍，则改变电荷量后这两个点电荷之间静电力的大小为 A ．3F
B ．
C ．9F
D ．
7．下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（ ） A.小石块被竖直向上抛出后在空中的过程
B.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C.人乘电梯，人随电梯加速上升的过程
D.子弹射穿木块，子弹在木块中运动的过程
8．在图3所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F 方向的是
2019-2020年高二物理竞赛模拟习题之《波动光学》(含答案)
3.如图所示，在双缝干涉实验中SS = SS用波长为的光照射双缝S、通过空气后在
屏幕E上形成干涉条纹，已知P点处为第三级明条纹，则S、&到P点的光程差为_3_。若将整个装置放于某种透明液体中，P点为第四级明条纹，则该液体的折射率n i.33。
4.一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为
条纹的间距将为0.75 mm。（设水的折射率为4/3）
i.Omm若整个装置放在水中，干涉
5.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄
膜厚度为e,而且n i 在
相遇点的位相差为：
n2 n3,
i为入射光在折射率为n i的媒质中的波长，则两束反射光
【C】
(A) 2 3; n i
i
(B) 4 n〔e
n i i
(C) 4 3 n i i
(D)
n?e
4 —
n
高中物理竞赛模拟试题《波动光学》
一、选择题、填空题
1.在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中：【C】
（A）传播的路程相等，走过的光程相等；（B）传播的路程相等，走过的光程不相等；
（C）传播的路程不相等，走过的光程相等；（D）传播的路程不相等，走过的光程不相等。2.如图，如果S、S2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r i、心和，路径SP垂直穿过一块厚度为t i,折射率为n i的介质板，路径SP垂直穿过厚度为t2,折射率为m的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于：
【B】
(A) (r2 n2t2) (r i n i t i); (B)[上(血1启][r i (n i 1)t i];
(C) (r2 n2t2) (r i n i t i); (D)n2t2 n〔t i
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)
5(选择填空题高中物理竞赛模拟试题《波动光学》
一、选择题、填空题
1. 在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中：
【 C 】
(A) 传播的路程相等，走过的光程相等； (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等；
(C) 传播的路程不相等，走过的光程相等；(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等。 2. 如图，如果S 1、S 2 是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1、r 2和，路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一
介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于：
【 B 】
1
122111222111222111222t n t n )D (;
)t n r ()t n r ()C (];t )1n (r []t )1n (r [)B ();t n r ()t n r ()A (-----+--++-+
3. 如图所示，在双缝干涉实验中SS 1 = SS 2用波长为λ的光照射双缝S 1、S 2，通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹，已知P 点处为第三级明条纹，则S 1、S 2到P 点的光程差为λ3。若将整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条纹，则该液体的折射率33.1n =。
4. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm ，若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为mm 7
5.0。(设水的折射率为4/3)
5. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜厚度为e ，而且n n n 123<>，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为： 【 C 】
)A (112n e n 2λπ； )B ( πλπ+1
11n e n 4；
)C ( πλπ+112n e n 4； )D ( 1
12n e
n 4λπ
)2(选择填空题)
3(选择填空题
)
7(选择填空题6. 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地
向
上
平
移
，
则
干
涉
条
纹
：
【 E 】
(A) 向棱边方向平移，条纹间隔变小；
(B) 向远离棱的方向平移，条纹间隔不变； (C) 向棱边方向平移，条纹间隔变大； (D) 向远离棱的方向平移，条纹间隔变小； (E) 向棱边方向平移，条纹间隔不变。
7. 如图所示，一光学平板玻璃A 与待测工件B 之间形成空气劈尖，用波长λ=500 nm 的单色光垂直入射。 看到的反射光的干涉条纹如图所示。有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条纹的直线部分相切。 则工件的上表面缺陷是： 【 B 】
(A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm ；
(B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm; (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm ；
(D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm
8. 如图所示，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上，当平凸透镜向上缓慢平移而远离平
面
玻
璃
时
，
可
以
观
察
到
这
些
环
状
干
涉
条
纹
：
【 B 】
(A) 向右平移； (B) 向中心收缩； (C) 向外扩张； (D) 静止不动； (E) 向左平移
9. 如图所示，平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置，全部浸入n=1.60的液体中，凸透镜可沿
OO’移动，用波长λ=500 nm 的单色光垂直入射。从上向下观察，看到中心是一个暗斑，此
时
凸
透
镜
顶
点
距
平
板
玻
璃
的
距
离
最
少
是
【 A 】
(A) 78.1 nm ； (B) 74.4 nm ； (C) 156.3 nm ； (D) 148.8 nm ； (E) 0 10. 在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8 cm 变成充液后的12.7 cm ，则这种液体的折射率：36.1n =。
)
8(选择填空题)
9(选择填空题
)
2(计算题)
1(计算题二、计算题
11. 在双缝干涉的实验装置中，幕到双缝的距离D 远大于双缝之间的距离d 。整个双缝装置放在空气中。对于钠黄光nm 3.589=λ，产生的干涉条纹相邻两明纹的角距离（即相邻两明纹对双缝中心处的张角）为
20.0。 （1）对于什么波长的光，这个双缝装置所得相邻两明纹的角距离将比用钠黄光测得的角距离大10%？
（2）假想将此整个装置浸入水中（水的折射率n=1.33）， 相邻两明纹的角距离有多大？
解析：* 第k 级明条纹的位置：λk d D
x k =
，D
x tg k k =θ 因为D>>d ，k k tg θθ≈
由图中可以得到： 明条纹的角距离k 1k θθθ∆-=+，)x x (D 1k 1k -=
+θ∆，d
λ
θ∆=，θ
∆λ
=
d 已知
20.0=θ，如果
22.0'=θ∆，入射光波长'd 'θ∆λ=，λθ
∆θ∆λ'
'=，nm 2.648'=λ 将此整个装置浸入水中，光在水中的波长：n
nm
3.589'=
λ，nm 1.443'=λ 相邻两明纹的角距离：θ∆λλθ∆''=，020.03
.5891
.443'⋅=θ∆，015.0'=θ∆
12. 在折射率为n=1.68的平板玻璃表面涂一层折射率为n=1.38的MgF 2透明薄膜，可以减少玻璃表面的反射光。若有波长
nm 500=λ的单色光垂直入射，为了尽量减少反射，则MgF 2
薄膜的最小厚度应是多少? 解析：
* MgF 2透明薄膜上下两个表面反射光在相遇点的光程差：
2en 2=δ（上下两个表面的反射光均有半波损失）。
要求反射最小，满足2
)
1k 2(en 22λ
+=
MgF 2薄膜的最小厚度：2
min n 4e λ
=
将38.1n 2=和nm 500=λ带入得到：m 10058.9e 8
min -⨯=