人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉一课一练

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第四章　光3　光的干涉基础过关练题组一　对光的双缝干涉的理解1.某同学利用如图所示器材观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏。当他让一束阳光照射A时,屏C上并没有出现干涉条纹,他移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因,最大的可能是　              (　　)A.单缝S太窄B.单缝S太宽C.S到S1和S2距离不等 D.阳光不能作为光源2.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波谷。在此时刻,介质中A点为波峰相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么              (　　)A.A、B、C三个位置都出现亮条纹B.B位置出现暗条纹C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D.以上结论都不对3.(多选)在杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n为自然数,λ为光波波长)              (　　)A.在与双缝的距离相等的点形成暗条纹B.在与双缝的距离之差为nλ的点形成亮条纹C.在与双缝的距离之差为n的点形成亮条纹D.在与双缝的距离之差为λ的点形成暗条纹题组二　对干涉条纹间距和光的波长之间关系的理解4.在光的双缝干涉实验中,能增大条纹间距的做法是 (　　)A.改用频率更高的光波B.改用波长更长的光波C.增大双缝间距D.减小双缝与光屏间距5.(多选)如图所示是双缝干涉的示意图,S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏,用绿光从左边照射单缝S时,可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是              (　　)A.将绿光换为红光,干涉条纹间的距离增大B.将绿光换为紫光,干涉条纹间的距离增大C.减小双缝间的距离,中央亮条纹会变成暗条纹D.增大双缝到屏的距离,干涉条纹间的距离增大题组三　对双缝干涉图样特点的理解6.(2020福建龙岩高二下期末)用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”,光屏上形成的图样是              (　　)7.一束白光通过双缝后在屏上产生干涉条纹,除中央白色条纹外,两侧还有彩色条纹,其原因是              (　　)A.各色光的波长不同,因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B.各色光的速度不同,造成干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同,造成干涉条纹的间距不同D.各色光通过双缝到达一确定点的距离不同题组四　薄膜干涉8.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂液薄膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的　              (　　)9.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置。所用单色光是用普通光源加滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的              (　　)A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面能力提升练题组一　对干涉条纹间距和光的波长之间关系的深入理解1.(2020山东烟台高二下期末,)在双缝干涉实验中,用波长为5×10-7 m的黄光照射双缝。已知两缝间的距离为0.3 mm,双缝到光屏的距离为1.2 m,光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7 m,则              (　　)A.P点出现的是亮条纹,相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmB.P点出现的是暗条纹,相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为2 mmC.P点出现的是亮条纹,相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mmD.P点出现的是暗条纹,相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为4 mm2.(2020浙江嘉兴五中高二下期中,)如图所示,在一个空长方体箱子的左侧壁刻上双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在箱子左边时,在箱子的右侧内壁上产生干涉条纹。如果把箱子用透明的油灌满,条纹的间距将              (　　)A.保持不变　　　　　　　　　　B.减小C.可能增加　　　　　　　　　　D.增加3.(2021江苏南京高三下调研,)如图所示,一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,则关于这三束单色光下列说法正确的是              (　　)A.单色光a的频率最大B.单色光c在玻璃中的传播速度最大C.三束单色光从玻璃射向空气时发生全反射的临界角,单色光a的最大D.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距,单色光c的最大题组二　对双缝干涉图样特点的深入理解4.(2020山东枣庄三中高二下段考,)在双缝干涉实验中,图甲是用绿光进行实验时,屏上观察到的条纹情况,a处为中央亮条纹,图乙是换用另一种颜色的单色光进行实验时,屏上观察到的条纹情况,a处仍为中央亮条纹,则              (　　)A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短5.(2020江苏盐城高二下期末,)在双缝干涉实验中,选用波长为6.0×10-7 m的橙光时,光屏上P点恰好出现亮纹,如图所示,现仅改用其他颜色的可见光做实验,P点出现暗纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz,则入射光的波长可能是              (　　)A.8.0×10-7 m　　　　　　　　　　B.4.8×10-7 mC.4.0×10-7 m　　　　　　　　　　D.3.4×10-7 m题组三　薄膜干涉的应用6.(2020北京地质大学附中高二下期末,)(多选)如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的截面,关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象,下列说法正确的是              (　　)A.干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加B.用蓝光照射产生的干涉条纹间距比用黄光照射时产生的干涉条纹间距窄C.干涉条纹中的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的D.薄膜上的干涉条纹基本上是水平的7.(2020福建福州一中高二下期末,)(多选)利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制作镜头增透膜。图1中,让单色光从上方射入,这时从上方看可以看到明暗相间的条纹,则              (深度解析)A.图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时,条纹变疏B.图1中将样板微微平行上移,条纹疏密不变C.在图1中如果看到的条纹如图2所示,说明被检查平面在此处凹陷D.图3中加了增透膜的镜头看起来是有颜色的,那是增透了这种颜色的光的缘故
答案全解全析基础过关练1.B　光的双缝干涉实验中,单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的,这里观察不到光的干涉现象最可能是因为单缝S太宽,得不到线光源,故选B。2.A　本题中,A、B、C三点是振动加强的点,在屏上对应出现的都是亮条纹。另外,要特别注意波谷与波谷相遇的点(题图中B点)振动也是加强的,不要以为B点是振动减弱点,故A正确。3.BD　在杨氏双缝干涉实验中,当某处与双缝距离之差Δδ为波长的整数倍,即Δδ=nλ(n=0,1,2,…)时,这点为振动加强点,该处出现亮条纹;当Δδ为半波长的奇数倍,即Δδ=(2n+1)(n=0,1,2,…)时,这点为振动减弱点,该处出现暗条纹,选B、D。4.B　双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx=λ,频率越高的光波的波长越短,对应的条纹间距越小,故A错误;改用波长更长的光波,相邻两条明(暗)条纹间的距离会增大,故B正确;增大双缝间距,相邻两条明(暗)条纹间的距离会减小,故C错误;减小双缝与光屏间距,相邻两条明(暗)条纹间的距离会减小,故D错误。5.AD　根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=λ知,将绿光换为红光,波长变长,则干涉条纹间距变大,故A正确;根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=λ知,将绿光换为紫光,波长变短,则干涉条纹间距减小,故B错误;根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=λ知,减小双缝间的距离,即d变小,则干涉条纹间距增大,且中央条纹仍然是亮条纹,故C错误;根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=λ知,增大双缝到屏的距离,即l增大,则干涉条纹间距增大,故D正确。6.A　用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”,光屏上形成的图样是平行等距、明暗相间的条纹,故选A。7.A　各色光的频率不同,波长不同,在屏上得到的干涉条纹的间距不同,在中央处各种颜色的条纹叠加后得到白色条纹,两侧出现彩色条纹,故A正确。8.D　铁丝圈上的肥皂膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平线上薄膜厚度基本一致,如果某一厚度处前后表面反射的光波叠加后得到加强,那么这一水平线上(同一厚度)的各处光波均会加强,所以干涉条纹应是基本水平的,选D。9.C　干涉法检查某块厚玻璃板的表面是否平整的原理是单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板与待测厚玻璃板之间的空气层。空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形成的条纹是否为平行直线,可以判定厚玻璃板的上表面是否平整,因此选项C是正确的。能力提升练1.B　光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7 m,黄光的波长为5×10-7 m,则n==3,为奇数,在P点出现暗条纹,相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为Δx=λ=×5×10-7 m=2×10-3 m=2 mm,故B正确,A、C、D错误。2.B　箱子灌满油时,折射率增大,根据v=可知光速减小,根据v=λf可知光的波长减小,根据干涉条纹间距公式Δx=λ可知条纹间距减小,故A、C、D错误,B正确。3.C　由题图可知c光的偏折程度最大,a光的偏折程度最小,玻璃对c光的折射率最大,对a光的折射率最小,a光的频率最小,故A错误;由公式n=可知,c光在玻璃中的传播速度最小,故B错误;玻璃对a光的折射率最小,由公式 sin C=可知,a光从玻璃射向空气时发生全反射的临界角最大,故C正确;c光的频率最大,则波长最小,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ可知,通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距,单色光c的最小,故D错误。故选C。4.A　同一实验装置,l、d不变,由Δx=λ可知,相邻两条亮条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与λ成正比。图乙中条纹间距比图甲中的大,所以图乙所对应光的波长较长,可知图乙可能是用红光实验产生的条纹而不是紫光,故A正确,B、C、D错误。5.B　选用波长为6.0×10-7 m的橙光做实验时,光屏上的P点出现的亮纹是距中心条纹的第二亮纹,根据路程差是光波波长的整数倍时,出现亮条纹,则有路程差Δd=2×6.0×10-7 m=12×10-7 m;现改用其他颜色的可见光做实验,根据路程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹,光屏上的P点出现暗条纹,那么·n=Δd=12×10-7 m(n=1,3,5,…),当n=1时,则λ1=24×10-7 m,由f=可知,f1=1.25×1014 Hz;当n=3时,则λ2=8×10-7 m,由f=可知,f2=3.75×1014 Hz;当n=5时,则λ3=4.8×10-7 m,由f=可知,f3=6.25×1014 Hz;当n=7时,则λ4=3.43×10-7 m,依据f=可知,f4=8.75×1014 Hz,故B正确,A、C、D错误。6.ABD　由于重力的作用,肥皂膜上薄下厚,干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加,故A正确;条纹间距与光的波长成正比,由于蓝光波长比黄光的短,故用蓝光照射产生的干涉条纹间距较窄,故B正确;干涉条纹中的亮纹是由于两反射光叠加增强产生的,故C错误;薄膜干涉是等厚干涉,同一条纹处薄膜厚度相同,故条纹是水平的,故D正确。故选A、B、D。7.BC　从空气膜的上下表面分别反射的光是相干光,它们相遇发生干涉现象,出现明暗相间的条纹,所以此条纹是由上方样板的下表面和下方被检查平面反射的光叠加后形成的。将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时,相邻亮条纹间距变小,干涉条纹会变密,故A错误;将样板平行上移,条纹向着劈尖移动,但条纹疏密不变,故B正确;由弯曲的条纹可知,此处被检查平面左边的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同,知此处凹陷,故C正确;照相机、望远镜的镜头表面加了一层透光的膜,可以增大某种光的透射强度,这种膜称为增透膜,利用了光的干涉现象,同时镜头看起来是有颜色的是光的干涉造成的,故D错误。故选B、C。导师点睛劈形薄膜干涉条纹的特点(1)当劈角增大时,不仅条纹变窄,而且条纹向劈尖一侧移动;反之,亦反之。(2)“薄处”出现“厚纹”,则待测平面“凹陷”;“厚处”出现“薄纹”,则待测平面“凸起”。