4.4光的干涉 同步练习（Word版含解析）.docx

粤教版（2019）选择性必修一 4.4光的干涉一、单选题1 .如图所示，在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光，把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。通过这层液膜观察灯焰的像与下面的哪幅图相符（）2 .用白炽灯通过双缝干涉实验装置得到彩色干涉条纹，若在光源与单缝之间加上红色滤光片后（）白炽灯滤光片单缝双缝 遮光筒 屏IA.干涉条纹消失B.中央条纹变成红色C.中央条纹变成暗条纹D.彩色条纹中的红色条纹消失3 .某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示,他改变的实验条件可能是（）。光波长小于b光波长，在其他条件相同的情况下，光条纹间距小于。光条纹间距，B错 误。故选BDo7. D【解析】【详解】A.滤光片的作用是得到相干光源，靠近单缝和远离单缝不影响干涉，A错误；BC.双缝干涉两相邻亮条纹的间距为a L 、 Ax = A d仅减小双缝之间的距离d或仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离，条纹间距Ax都会变大，B错 误；D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片，滤光片射向双缝等的光的波长入减小，根据Ax = 2 d可知，条纹间距减小，D正确。故选Do8. C【解析】【分析】【详解】AB.由图可知，甲为光的衍射图样，而乙为光的干涉图样，故AB错误；C.复色光经过三棱镜后会成为单色光，是光的色散现象，利用了光的折射原理，故C正 确；D.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D错误。故选C。9. B【解析】【详解】A.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带属于光的色散，A错误；答案第3页，共8页B.激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，B 正确；C.光的振动方向与偏振片的透振方向垂直时，光完全不能通过偏振片，C错误；D.产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波的频率发生变化，D 错误。故选Bo10. D【解析】【分析】【详解】AB.由图可知，光的偏折程度较小，根据折射率公式可得。光折射率小于8光折射率， 当入射光以。点为轴顺时针转动，光屏上人光先消失，AB错误；C.光在真空中的传播速度相同，C错误；D.由于。光折射率小于人光折射率，所以光的波长大于人光波长，由公式Ax = -Ad可知，光产生的干涉条纹比匕光宽，故D正确；故选Do11. B【解析】【详解】在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉 条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地 方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗 条纹，B错误，A、C、D正确。故错误的选B。12. B【解析】【详解】A.此为薄膜干涉现象，条纹是光的干涉形成的，故A错误；答案第4页，共8页B.若抽去一张纸片，同一位置的两反射光的光程差减小，观察到的条纹变疏，故B正 确；C.把紫光换成红光，波长变大，根据A U = d则条纹变疏，故C错误；D.干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加形成的，故D错 误。故选Bo13. B【解析】【详解】A.肥皂膜表面层分子间作用力表现为引力，A错误；B.条纹是肥皂膜前后表面反射形成的两列光波叠加形成的干涉条纹，B正确；C.肥皂膜的厚度由上向下不是均匀增加，是会变化，C错误；D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄缓慢向上转动90。，条纹不会跟着转动，仍在水平方向,D错误。故选Bo14. A【解析】【详解】A.因为光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由于光的折射定律可知上表面入射角一样，由光路的可逆性原理可知光经过玻璃砖后分成A。两束光一定相互平行，所以A正确；B.根据偏移情况可知玻璃对匕光的折射率大于。光的折射率，根据公式 二 £可知匕光在 n玻璃砖中的传播速度小于。光，所以B错误；C.氢原子自基态向高能级跃迁所需要光子能量是一一对应的不能大也不能小，由于b光 的折射率大于c光的折射率，则光子的频率大于。光子的频率，所以力光子能量大于c光子能量，则光可能使氢原子自基态向更高能级跃迁，但不一定，所以C错误；D.由于匕光子的频率大于c光子的频率，则匕的波长小于C的波长，根据双缝干涉条纹答案第5页，共8页间距公式以=。"若b、。两束光分别经过同一双缝发生干涉，c光的条纹间距较宽，所以 aD错误；故选Ao15. B【解析】【详解】A.以b两束单色光从上表面射入到下表面时，它们的入射角相同，而。光发生了全发射，。光没有，说明。光的临界角小，所以。光的折射率大，根据cv =n在介质中传播速度小，A错误；B.以相同的入射角从空气斜射入水中，8光的折射率小，根据sinzn =sin r则人光的折射角较大，B正确；C.。光的折射率大，Q光的频率大，根据C =人手所以。光的波长短，c错误；D.因为光的波长短，故。、b光分别通过同一双缝干涉装置，根据 L。= - Ad。光的相邻亮纹间距比人光的小，D错误。故选Bo16. 正比 -Ad【解析】【分析】【详解】单色光产生的干涉条纹间距Ax跟光的波长X成正比，即乂=，oa17. 暗 不均匀【解析】【分析】答案第6页，共8页【详解】1设A光在空气中波长为人 由丸=，得4 = 6xl（r7m,光的路程差S = 2.1xl（T6m,所以eN = = 3.52即从S/和S2到P点的光的路程差8是波长X的3.5倍，所以P点为暗条纹。将S2用遮光片挡住。光屏上得到的是衍射条纹，所以是不均匀分布的。18. 1.5X10-65x10-7【解析】【详解】在双缝干涉中，当光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，在P处出现第三条暗条纹，则由公式=2.5x0.6pn=l.5|im=l.5x10-6m；在P点处恰形成第三条亮纹（光屏正中央的亮纹记为第0条），则光程差:尤二3£,可得7=5x10-。19. 456nm【解析】【详解】第1条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离为9.48mm,则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为A 9.48 C 一Ax =mm = 2.37mm5-1将数据代入公式以 = 4可得该色光的波长a, dx 0.250x 10-3 x 2.37 x 10-3一 22 =m = 4.56xl0 m = 456nmL1.3020. 6.1 cm【解析】【详解】2 mm=2.60mm33 /=80 cm=800 mm由 x-X d得 入= 2,6° mm=6.5xlCH mm=650 nm I 800答案第7页，共8页所以此时空气柱长度/ = g=6.l cm21. 6.1xl0-7m ； 4.9x10,4Hz【解析】【分析】【详 我们可以通过第1条纹和第5条纹的距离可求得相邻条纹的间距，再通过双缝干涉条纹间 距的公式即可得到光的波长，然后通过波长与频率的关系可求得频率。已知/=205cm, 占0.1cm, 产cmAy =竺<01 = 6.1? 105 cm=6.1? IO7 mI 205 4vtrf-Hz 3X10 Hz=4.9? 14Z 6.1x10-7 ad22. (1) 5 (2)【解析】【详解】(1)由几何关系可知解得430。根据光的折射定律可得sinz sin 60 rrn = <3sin r sin 30(2)5条亮条纹之间的距离为可知条纹间距, a aAx =一5-1 4根据-=，解得a- Ar d ad/t =L 4L答案第8页，共8页A.增大光源到单缝的距禺B.增大双缝之间的距禺C.增大双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源4.如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（）A.干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B.观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的C.观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角， 则条纹将变成竖直的D.用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小5.用a和b两种单色光依次在同一双缝干涉装置上做实验，在屏上观察到a光的干涉 条纹间距较大，则（）A. a光波长较短B.水对a光的折射率较大C. a光在水中的传播速度较大D. a光从水中射向空气时，全反射临界角较小6.物理郝老师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平 行平面玻璃砖（玻璃较厚）折射分成两束单色光b,下列说法正确的是（）A.若增大入射角3则h光可能先消失B.进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，。光条纹间距大于匕光条纹间距C.在玻璃砖中，。光的波长比人光的波长长D.。光的频率比人光的频率大7.如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具 座上，某同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上仍 能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。下列改动可能会实现这个效果的是( )毛玻璃屏白炽灯透镜滤光片单缝双缝遮光筒A.仅将滤光片向右移动靠近单缝目镜B.仅减小双缝间的距离C.仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片8.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（）A.甲图是光的干涉图样B.乙图是光的衍射图样C.丙图是利用光的折射原理D. 丁图是光导纤维利用光的全反射原理，其内芯折射率小于外套的折射率9.以下关于物理常识，描述正确的是（）A.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带，属于衍射现象B.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性C.光的振动方向与偏振片的透振方向平行时，光完全不能通过偏振片D.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化10. 一束复色光射到三棱镜的。点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为。光A.入射光以。点为轴顺时针转动，光屏上光先消失B.。光的折射率大于b光的折射率C.在真空中，。光的速度大于光的D.在同一双缝干涉装置中，。光产生的干涉条纹比匕光的宽11 .关于杨氏实验，下列说法中错误的是（）A.单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源B.两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条 纹C.两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹D.两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条 纹12 .如用所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在 两玻璃表面间形成一个劈形空气薄膜，当紫光从上方入射后，从上往下看到明暗相间 的等距条纹，下列说法中正确的是（）A.条纹是光的衍射形成的B.若抽去一张纸片，条纹变疏C.把紫光换成红光，条纹变密D.条纹是两玻璃上表面的反射光叠加形成的13 .肥皂膜的干涉条纹如图所示，水平排列的条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（）A.肥皂膜表面层分子间作用力表现为斥力B.条纹是肥皂膜前后表面反射光形成的干涉条纹C.肥皂膜的厚度由上向下均匀增加D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄缓慢向上转动90。，条纹将会变为竖直排列14.如图所示，一束复色光。自空气射向上下表面平行的足够长的玻璃砖，经过玻璃佳后分成人、c两束光，以下说法正确的是（）A. b、c两束光一定相互平行B.人光在玻璃砖中的传播速度大于。光C.若c光能使氢原子自基态向高能级跃迁，则b光也一定能使氢原子自基态向高能级跃迁D.若氏c两束光分别经过同一双缝发生干涉，b光的条纹间距较宽15 .不平行玻璃砖的截面如图所示，、8两束单色光从空气垂直于玻璃砖上表面射入，在下表面上反射和折射情况如图所示，则4、人两束光（）A.在同种均匀介质中传播时，匕光的传播速度小B.以相同的入射角从空气斜射入水中，。光的折射角较大C.在真空中，。光的波长大于"光的波长D.若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光。的相邻亮纹间距比b的大 二、填空题16 .干涉图样中条纹间距的计算：在双缝间的距离d和双缝到光屏间的距离/不变的条 件下，单色光产生的干涉条纹间距原（相邻两条亮条纹中心或相邻两条暗条纹中心间 的距离）跟光的波长九成，即 o17 .如图，在双缝干涉实验中，S/和S2为狭缝，尸是光屏上的一点，已知双缝S/、S2 和P点的距离差为用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝S/、S2距离相等，且A光频率为7 = 5.0xl（y4Hz。则尸点处是 （填“亮”或“暗”）条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗条纹 （填“均匀”或“不18 .如图，为双缝干涉实验示意图，已知SS尸SS2.当S为人0.6m的单色光源时，恰 在屏上P点处形成第三级暗条纹，则S/、S2到。点的路程差衿 m；当S换用另一单色光源时，在P点处恰形成第三级亮条纹（中央亮纹为第。级亮条纹），则这一 光源的波长入=m.三、解答题19 .某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。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。测量时，选用的双缝的间距为 0.250mm,测得屏与双缝间的距离为1.30m,第1条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离 为9.48mm。求所测单色光的波长。（结果以纳米为单位，保留3位有效数字）。20 .在双缝干涉实验中，已知双缝间的距离是0.2 mm,双缝到光屏的距离为80cm.某单色光的干涉图样中第一条亮纹中央到第四条亮纹中央的距离为7.80 mm,据 此求单色光的波长是多少.21 .用橙色光做双缝干涉实验时，测得双缝间的距离为0.1cm,双缝挡板与光屏间的 距离为205cm,第1条亮线与第5条亮线中心间距为0.5cm。求橙色光的波长和频 率。22 .激光已经深入到我们生活的各个方面。某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的 折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。如图所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30。角斜向 下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃 砖，激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d=g cm, MN=b=2 cm。根据以上信息，求该玻璃砖的折射率小(2)为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄，宽度 可忽略)，在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划 板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为小 求该激光的 波长。参考答案:1. D【解析】【详解】液膜上的像是液膜前后两个面反射的光形成的，此像由明暗相间的水平条纹组成。故选D。2. B【解析】【详解】A.加上红色滤光片后，在双缝中得到是频率相同的红光，因此能发生干涉现象，干涉条 纹仍然存在，故A错误；B.加上红色滤光片后，发生干涉的是红光，故中央条纹变成红色，故B正确；C.在中央条纹，满足光程差为零，则是明条纹，并不会变成暗条纹，故C错误；D.得到白光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上红色滤光片，通过光缝的光是红光，由于红光的频率相同，则能发生干涉，但不是彩色条纹，而是明暗相间的红色条纹，故D 错误。故选B。3. C【解析】【详解】BCD.通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度表达式有Ax=一 Ad因此可能使缝屏距/变大了，双缝间距d减小了，或换用波长较长即频率较低的光，以达 到要求，故选项BD错误；选项C正确；A.条纹间距与光源到单缝的距离无关，故选项A错误。故选C。4. C【解析】【详解】A.由于重力的作用，肥皂薄膜形成了上薄下厚的形状，干涉条纹是光在薄膜前后两表面答案第1页，共8页反射形成的两列光波叠加的结果，故A说法正确；BC.观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，且薄膜干涉是等厚干涉，同一条纹对应的薄 膜厚度相同，故条纹是水平的，B说法正确，C说法错误；D.其他条件相同时，干涉条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长较长，故用黄光照 射薄膜产生的干涉条纹间距较大，用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距较小，故D说法正 确。此题选择错误选项，故选C。5. C【解析】【分析】【详解】A.根据= 5九得，4一，A光的条纹间距较大，则A光的波长较大，故A错误； aLB. A光的波长较大，则频率较小，折射率较小，故B错误；C. A光的折射率较小，根据u = £得，A光在水中传播的速度较大，故C正确； nD.根据sinC=，知，A光的折射率较小，则A光从水中射向空气全反射的临界角较大，故 nD错误； 故选：C6. D【解析】【分析】【详解】A.由于光线射到玻璃砖下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，。、 匕两种单色光在下界面上不可能发生全反射，A错误。CD.由图知两束的入射角相等，Q的折射角小于b的折射角，通过折射定律可知公侬， 由于折射率越大，光的频率越大，则匕光的频率比。光的频率小，所以4光波长小于匕光 波长，故C错误D正确。B.根据人 。LAx = A d答案第2页，共8页