4.3光的干涉 同步練習（含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁人教版（2019）選擇性必修一4.3光的干涉同步練習一、單選題1．在雙縫干涉實驗中，光屏上P點到雙縫S1、S2的距離之差，光屏上Q點到雙縫S1、S2的距離之差，如果用頻率為6.0×1014Hz的黃光照射雙縫，則（）A．P點出現(xiàn)明條紋，Q點出現(xiàn)暗條紋B．Q點出現(xiàn)明條紋，P點出現(xiàn)暗條紋C．兩點均出現(xiàn)明條紋D．兩點均出現(xiàn)暗條紋2．如圖所示，在一個空長方體箱子的左側(cè)壁刻上雙縫，當把一個鈉光燈照亮的狹縫放在箱子左邊時，在箱子的右側(cè)內(nèi)壁上產(chǎn)生干涉條紋。如果把箱子用透明的油灌滿，條紋的間距將（）A．保持不變 B．減小C．可能增加 D．增加3．雙縫干涉時測得相鄰兩條亮紋中心的距離為2.372mm。已知雙縫間距為，雙縫到屏的距離為0.800m，則光的波長為（??）A．593nm B．653nm C．693nm D．723nm4．在暗室中用氦氖激光器發(fā)出的激光，經(jīng)反射鏡反射后照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫，在擋板后面的屏上可以觀察到A．單色的不均勻條紋B．單色的均勻條紋C．彩色的不均勻條紋D．彩色的均勻條紋5．夏日雨后，我們經(jīng)常會看到天空中出現(xiàn)美麗的彩虹。從物理學角度看，彩虹是太陽光以一定的角度照射在雨滴上經(jīng)過兩次折射和一次反射形成的。如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中、代表兩種不同頻率的單色光，則（）A．光的頻率大于光的頻率B．在同種介質(zhì)中，光的傳播速度小于光的傳播速度C．光和光以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是光D．分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，在干涉圖樣中光相鄰兩個亮條紋中心的距離小于光相鄰兩個亮條紋中心的距離6．如圖所示，一光束包含兩種不同頻率的單色光，從空氣射向平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面有反射層，光束經(jīng)兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面分為a、b兩束單色光射出。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率B．出射光束a、b不一定相互平行C．a(chǎn)、b兩色光從同種玻璃射向空氣時，a光發(fā)生全反射的臨界角大D．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距大于b光的條紋間距7．如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)狀條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是（）A．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．若凸透鏡的曲率半徑增大，則會造成相應條紋間距減小D．若照射單色光的波長增大，則會造成相應條紋間距減小8．如圖所示，雙縫干涉實驗中利用相同的實驗裝置，分別得到了甲、乙兩種色光的干涉圖樣下列關(guān)于甲、乙光的說法正確的是（）A．甲光光子的動量大于乙光光子的動量B．甲光光子的能量大于乙光光子的能量C．同種介質(zhì)對甲光的折射率大于對乙光的折射率D．甲光在水中的傳播速度大于乙光在水中的傳播速度9．下列說法錯誤的是（）A．海市蜃樓是由于光的折射和全反射而形成的B．防藍光眼鏡是通過在鏡片表面鍍上一層光學薄膜，這層薄膜可以通過光的干涉作用，將有害藍光的波段進行反射C．光導纖維是利用了光的全反射原理，其內(nèi)芯采用的是光密介質(zhì)，外套采用光疏介質(zhì)D．汽車在通過等距的減速帶時，車速越快越容易發(fā)生共振10．一束復色光射到三棱鏡的O點，色散后在光屏上形成兩條光束，分別記錄為a光和b光，如圖所示，下列說法正確的是（）A．入射光以O(shè)點為軸順時針轉(zhuǎn)動，光屏上a光先消失B．a(chǎn)光的折射率大于b光的折射率C．在真空中，a光的速度大于b光的D．在同一雙縫干涉裝置中，a光產(chǎn)生的干涉條紋比b光的寬11．1834年，洛埃利用單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為單色光源。S發(fā)出的光直接照在光屏上，同時S發(fā)出的光還通過平面鏡M反射在光屏上，最終在光屏上得到明暗相間的干涉條紋。設(shè)光源S到平面鏡的距離和到光屏的距離分別為a和l，光的波長為。則下列說法正確的是（）A．實驗中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光B．實驗中，單色光的波長越短，干涉條紋越寬C．光源到平面鏡距離a越大，干涉條紋越寬D．只改變光源到光屏的距離l，不能改變干涉條紋的寬度12．鐵絲圈上附有肥皂沫，豎直放置時，可以觀察到上疏下密的彩色條紋，下列說法正確的是（）A．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化B．肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀為上薄下厚的梯形C．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋D．將鐵絲圈右側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動二、填空題13．（1）薄膜干涉是液膜前后兩個面______的光共同形成的。（2）不同位置液膜前后兩個面的反射光的______不同，某些位置兩列波疊加后相互______，出現(xiàn)亮條紋，另一些位置，兩列波相互______，出現(xiàn)了暗條紋。14．陽光下水面上的油膜呈現(xiàn)出彩色條紋是光的色散現(xiàn)象()15．白光照射雙縫，在屏幕中央將出現(xiàn)________色明紋，兩旁為________色條紋。16．兩束單色光A、B垂直射入同一長方體玻璃磚的上表面，單色光A比單色光B先到達玻璃磚的下表面。則玻璃磚對單色光_______。（選填“A”或“B”）的折射率較大。用同一裝置進行楊氏雙縫干涉實驗時，可以觀察到單色光__________（選填“A”或“B”）產(chǎn)生的條紋間距較大。17．用干涉法檢查物體表面平滑程度，產(chǎn)生的干涉條紋是一組平行的條紋，若劈尖的上表面向上平移，如圖甲所示，則干涉條紋的距離將__________；若使劈尖角度增大，如圖乙所示，干涉條紋的距離將__________。（均選填“變窄”、“變寬”或“不變”）三、解答題18．觀察水面上的油膜，發(fā)現(xiàn)色彩會不斷地運動變化，如圖所示。請解釋出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。19．如圖所示，一鐵絲環(huán)中有肥皂液膜，當日光照射肥皂液膜時會出現(xiàn)彩色條紋。請分析原因。20．如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1和S2距離之差為2.1×10－6m，今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問P點是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)；(3)若用A光照射時，把其中一條縫遮住，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象.21．用橙色光做雙縫干涉實驗時，測得雙縫間的距離為0.1cm，雙縫擋板與光屏間的距離為205cm，第1條亮線與第5條亮線中心間距為0.5cm。求橙色光的波長和頻率。22．如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1、S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P到S1、S2的距離之差為，現(xiàn)分別用A、B兩束單色光在空氣中做雙縫干涉實驗。（1）若A光在折射率為n=1.5的介質(zhì)中波長為410-7m，則P點是亮條紋還是暗條紋；（2）若B光在某介質(zhì)中的波長為3.1510-7m，當B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°，則P點是亮條紋還是暗條紋。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．B【詳解】由c＝λf知黃光的波長為λ＝＝m＝0.5μm到P點的光程差與黃光的半波長相比為：＝＝3即為半波長的奇數(shù)倍，所以P點出現(xiàn)暗條紋．到Q點的光程差與黃光的半波長相比為：＝＝6即為半波長的偶數(shù)倍，所以Q點出現(xiàn)明條紋．故選B。2．B【詳解】箱子灌滿油時，折射率增大，根據(jù)v=可知光速減小，根據(jù)v=λf可知光的波長減小，根據(jù)干涉條紋間距公式Δx=λ可知條紋間距減小，故ACD錯誤，B正確。故選B。3．A【詳解】根據(jù)解得故選A。4．B【詳解】用氦氖激光器發(fā)出的激光，經(jīng)反射鏡反射后照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫，能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，則在擋板后面的屏上可以觀察到單色的均勻條紋。故選B。5．C【詳解】A．由光路圖可知，水對b光的偏折程度較大，則b光的折射率較大，則b光的折射率比a光大，A錯誤；B．根據(jù)可知在同種介質(zhì)中，b光的傳播速度小于a光的傳播速度，B錯誤；C．因為可知，a光的臨界角大于b光，則光和光以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，則一定是b光發(fā)生了全反射，射出的一定是光，C正確；D．根據(jù)可知，因a光的波長大于b光，則分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，在干涉圖樣中光相鄰兩個亮條紋中心的距離大于光相鄰兩個亮條紋中心的距離，D錯誤。故選C。6．A【詳解】A．根據(jù)折射定律a光的折射角小，折射率大，頻率的，所以a光的頻率大于b光的頻率，A正確；B．對a光，根據(jù)折射定律根據(jù)反射定律解得對a光，出射光線與法線的夾角等于θ，同理，對b光，出射光線與法線的夾角也等于θ，所以，出射光束a、b一定相互平行，B錯誤；C．根據(jù)折射率小的b光臨界角大，C錯誤；D．根據(jù)用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的折射率大波長小，條紋間距小，D錯誤。故選A。7．B【詳解】AB．凸透鏡下表面與玻璃上表面形成空氣薄膜，干涉條紋是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，故A錯誤，B正確；C．若平薄凸透鏡的圓弧面曲率半徑增大，則空氣膜厚度變小，圓環(huán)狀干涉條紋的間距將變大，故C錯誤；D．若照射單色光的波長增大，則會造成相應條紋間距增大，故D錯誤。故選B。8．D【詳解】A．由雙縫干涉間距公式由圖中甲光條紋間距大于乙光條紋間距可得由光子動量公式可知甲光子的動量小于乙光子的動量，故A錯誤；B．由光子能量公式知甲光子的能量小于乙光子能量，故B錯誤；C．由折射率公式即同種介質(zhì)對甲光的折射率小于對乙光的折射率。故C錯誤；D．由折射率與傳播速度關(guān)系式可得甲光在水中傳播速度大于乙光在水中傳播速度，故D正確。故選D。9．D【詳解】A．海市蜃樓是由于光的折射和全反射而產(chǎn)生的，故A正確，不符合題意；B．防藍光眼鏡是通過在鏡片表面鍍上一層光學薄膜，通過對有害波段的藍光發(fā)射，通過薄膜干涉減弱藍光的通過率，故B正確，不符合題意；C．全反射是光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時發(fā)生的光學現(xiàn)象，光導纖維是利用了光的全反射原理，其內(nèi)芯采用的是光密介質(zhì)，外套采用光疏介質(zhì)，故C正確，不符合題意；D．當汽車的固頻率等于減速帶產(chǎn)生的驅(qū)動力頻率時，汽車會發(fā)生共振，振動最強烈，并不是車速越快越容易發(fā)生共振，故D錯誤，符合題意。故選D。10．D【詳解】AB．由圖可知，a光的偏折程度較小，根據(jù)折射率公式可得a光折射率小于b光折射率，當入射光以O(shè)點為軸順時針轉(zhuǎn)動，光屏上b光先消失，AB錯誤；C．光在真空中的傳播速度相同，C錯誤；D．由于a光折射率小于b光折射率，所以a光的波長大于b光波長，由公式可知，a光產(chǎn)生的干涉條紋比b光寬，故D正確；故選D。11．A【詳解】A．根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射光（可以等效成虛像發(fā)出的光）是同一列光分成的，滿足相干光條件。所以實驗中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，故A正確；BCD．該干涉可看成雙縫干涉，設(shè)S與的距離為d，則S到光屏的距離為l，代入雙縫干涉公式可得可知越短，越小，條紋越窄；越大，越小，條紋越窄；改變距離l可以改變，可以改變條紋寬度；故BCD錯誤。故選A。12．C【詳解】C．肥皂膜上條紋的形成是因為肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋，是薄膜干涉，選項C正確；A．形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動加強點和振動減弱點，形成到破裂的過程上面越來越薄，下面越來越厚，因此出現(xiàn)加強點和減弱點的位置發(fā)生了變化，條紋寬度和間距發(fā)生變化，選項A錯誤；B．肥皂膜因為自重會上面薄而下面厚，因表面張力的原因其前后兩個面的側(cè)視形狀應是一個圓滑的曲面而不是梯形，選項B錯誤；D．將鐵絲圈右側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，由于重力、表面張力和粘滯力等的作用，肥皂膜的形狀和厚度會重新分布，因此并不會跟著旋轉(zhuǎn)90°，選項D錯誤。故選C。13．

反射

路程差

加強

削弱【詳解】略14．錯誤【詳解】陽光下水面上的油膜呈現(xiàn)出彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故題干說法錯誤。15．

白

彩【詳解】[1][2]白光照射雙縫，屏幕中央到雙縫的間距相等，各種色光在屏幕中央均為亮條紋，疊加后為白色明紋，兩旁為彩色條紋。16．

B

A【詳解】[1]單色光A比單色光B先到達玻璃磚的下表面，則單色光A在玻璃磚中的傳播速度較大，由可知，玻璃磚對單色光A的折射率較小,對單色光B的折射率較大；[2]玻璃磚對單色光A的折射率較小,單色光A的頻率較小，由c=λf可知，單色光A的波長較長，雙縫干涉條紋間距用同一裝置進行楊氏雙縫干涉實驗時，單色光A產(chǎn)生的條紋間距較大。17．

不變

變窄【詳解】[1][2]劈尖的上表面向上平移，上下表面的反射光的光程增大，但變化情況相同，只是條紋平移了，條紋間距不變；劈尖角度增大時，則光程差變大的快了，因而條紋間距變窄。18．見解析【詳解】當白光照射在油膜表面時，被油膜的前后表面反射的兩列反射波疊加，形成干涉條紋；由于白光中的各色光的波長不同，干涉后的條紋間距不同，在薄膜上就會出現(xiàn)彩色條紋；由于薄膜的厚度不斷變化，則彩色條紋會不斷地運動變化。19．見解析【詳解】當日光照射肥皂液膜時，前后表面的反射光在前表面發(fā)生疊加產(chǎn)生干涉，所以在薄膜上一側(cè)出現(xiàn)條紋，由于各種色光的波長不一樣，所以在薄膜上出現(xiàn)彩色條紋。因為光程差即（膜的厚度的兩倍）是半波長的偶數(shù)倍，振動加強，