【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：用双缝干涉测光的波长

这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：用双缝干涉测光的波长，共10页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光屏 P 上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以
A. 增大 S1 与 S2 的间距B. 减小双缝到光屏的距离
C. 将绿光换为红光D. 将绿光换为紫光

2. 某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距 4.0×10−2 m，若双缝间距为 0.1 mm，缝到屏的距离为 l=4.0 m，则光波的波长为
A. 8.0×10−8 m B. 5.0×10−7 m C. 1.5×10−8 m D. 1.0×10−7 m

3. 双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝 S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝 S1 和 S2 与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上 O 点距双缝 S1 和 S2 的距离相等，P 点是距 O 点最近的亮条纹（第一亮纹）。如果将入射的绿光换成红光或蓝光，讨论屏上 O 点及其上方的干涉条纹的情况是：① O 点是红光的亮条纹；②红光的第一亮纹在 P 点的上方；③ O 点不是蓝光的亮条纹；④蓝光的第一亮纹在 P 点的上方。其中正确的是
A. 只有①②正确B. 只有①④正确C. 只有②③正确D. 只有③④正确

4. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为 Δx。下列说法中正确的有
A. 如果增大单缝到双缝间的距离 Δx 将增大
B. 如果增大双缝之间的距离 Δx 将增大
C. 如果增大双缝到光屏之间的距离 Δx 将增大
D. 如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离 Δx 将增大

5. 在双缝干涉实验中，先在单缝前加装黄色滤光片得到一个由黄光形成的干涉图样，若要使其干涉条纹间的距离变宽，可以采取的办法是
A. 换用绿色的滤光片B. 换用红色的滤光片
C. 使光源发出的光更强一些D. 使光屏向双缝靠拢一些

6. 做双缝干涉实验时，要增大屏上相邻亮条纹之间的距离，可以采取的措施是
A. 减小双缝到屏的距离B. 增大光的频率
C. 增大双缝之间的距离D. 增大光的波长

7. 某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距 4.0×10−2 m，若双缝片间距为 0.1 mm，缝到屏的距离为 l=4.0 m，则光波的波长为
A. 8.0×10−8 m B. 5.0×10−7 m C. 1.5×10−8 m D. 1.0×10−7 m

8. 下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是
A. 单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B. 双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C. 光屏上相距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D. 照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽

9. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验（其他条件不变）时，则同侧第二暗条纹的位置
A. 仍在 P 处
B. 在 P 点上方
C. 在 P 点下方
D. 要将屏向双缝方向移近一些才能看到

10. 如图所示是双缝干涉实验装置，使用波长为 600 nm 的橙色光源照射单缝 S，在光屏中央 P 处观察到亮条纹，在位于 P 点上方的 P1 点出现第一条亮条纹中心（即 P1 到 S1 、 S2 的光程差为一个波长），现换用波长为 400 nm 的紫光源照射单缝，则
A. P 和 P1 仍为亮点B. P 为亮点，P1 为暗点
C. P 为暗点，P1 为亮点D. P 、 P1 均为暗点

11. 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光屏 P 上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以
A. 增大 S1 和 S2 的间距B. 减小双缝屏到光屏的距离
C. 将绿光换为红光D. 将绿光换为紫光

12. 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 。
A. 减小光源到单缝的距离B. 减小双缝之间的距离
C. 减小双缝到光屏之间的距离D. 换用频率更高的单色光源

13. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二亮纹，改用频率较高的单色光重做实验（其他不变）时，则第二亮纹的位置
A. 仍在 P 处
B. 在 P 点上方
C. 在 P 点下方
D. 要将屏向双缝方向移近一些才能看到亮纹

14. 如图所示双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，a 为中央亮条纹，乙为换用另一种单色的光进行实验的图样，aʹ 为中央亮条纹，则以下说法中正确的是
A. 乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B. 乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C. 乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D. 乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短

15. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，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。要使相邻条纹间距增大，可以
A. 增大 S1 与 S2 的间距B. 减小双缝到光屏的距离
C. 将绿光换为红光D. 将绿光换为紫光

16. 如图所示，a 、 b 、 c 、 d 、四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样分析各图样的特点可以得出的正确结论是
A. a 、 b 是光的干涉图样
B. c 、 d 是光的干涉图样
C. 形成 a 图样的光的波长比形成 b 图样光的波长短
D. 形成 c 图样的光的波长比形成 d 图样光的波长短

17. 在杨氏双缝干涉实验中，如果
A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
C. 用红光作为光源，当减小两个狭缝之间的距离时，屏上条纹的间距将变小
D. 用红光作为光源，当增大两个狭缝与屏之间的距离时，屏上条纹的间距将变小

18. 如图所示为光的双缝干涉实验装置示意图，下列说法正确的是
A. 若 P 点是亮条纹，说明该处是光的加强区域，P 点到双缝的路程差为半波长的奇数倍
B. 照射单缝 S 的单色光的频率越大，光屏上出现的条纹间距越大
C. 若将单缝 S 去掉，再将 S1 缝封住仅留下 S2，则白光通过 S2 光屏上会出现彩色条纹，但不是干涉条纹
D. 撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度，光屏上一直出现明暗条纹

19. 如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝 S 从双缝 S1 、 S2 的中央对称位置处稍微向上移动，则
A. 不再产生干涉现象
B. 仍可产生干涉现象，且中央亮纹 P 的位置不变
C. 仍可产生干涉现象，且中央亮纹 P 的位置略向上移
D. 仍可产生干涉现象，且中央亮纹 P 的位置略向下移

20. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度 v 与二次曝光时间间隔 Δt 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔 Δt 、双缝到屏之距离 l 以及相邻两条亮纹间距 Δx。若所用激光波长为 λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是
A. v=λΔxlΔt B. v=lλΔxΔt C. v=lΔxλΔt D. v=lΔtλΔx

二、双项选择题（共7小题；共28分）
21. 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有
A. 改用红光作为入射光B. 改用蓝光作为入射光
C. 增大双缝到屏的距离D. 增大双缝之间的距离

22. 某同学在做双缝干涉实验时，按图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于
A. 光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大
B. 没有安装滤光片
C. 单缝与双缝不平行
D. 光源发出的光束太强

23. 在用双缝干涉测量光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，可采取的措施是
A. 换用缝距大些的双缝片B. 换用缝距小些的双缝片
C. 适当调大双缝与屏的距离D. 适当调小双缝与屏的距离

24. 甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为 Δx，若 Δx甲>Δx乙，则下列说法正确的是
A. 甲光能发生偏振现象，则乙光不能
B. 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长
C. 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量
D. 在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光

25. 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有
A. 改用红光作为入射光B. 改用蓝光作为入射光
C. 增大双缝到屏的距离D. 增大双缝之间的距离

26. 用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上条纹，下列说法中正确的是
A. 双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹
B. 单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹
C. 双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
D. 单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹

27. 某一质检部门为检测一批矿泉水质量，利用干涉原理测定液体折射率。方法是只需要将待测液体填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间（之前为空气），如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距 x2 和填充前的干涉条纹间距 x1 就可以计算出该液体的折射率。（设空气的折射率为 1），则下列说法正确的是
A. x2x1
C. 该液体的折射率为 x1x2 D. 该液体的折射率为 x2x1

三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 某同学按光的干涉实验要求安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装作如下改动，但还能使实验成功的是
A. 将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动
B. 将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动
C. 将单缝向双缝移动少许，其他不动
D. 将单缝与双缝的位置互换，其他不动

29. 在双缝干涉实验中，以下说法正确的是
A. 把入射光由黄光变为紫光，相邻两明条纹间的距离变窄
B. 若把双缝中的一条缝遮住，屏上出现一条亮线
C. 若使屏远离双缝，干涉条纹间距离变宽
D. 若将入射光改为白光，屏上将出现彩色条纹

30. 利用图示的装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法中正确的是
A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
C. 将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
D. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
E. 去掉滤片后，干涉现象消失
答案
第一部分
1. C
【解析】干涉条纹的间距 Δx=1dλ，要增大条纹间距应减小 d 、增大双缝到光屏的距离或增大光的波长，故只有C正确。
2. B
【解析】由公式 Δx=ldλ 有 λ=Δxdl，Δx=a3−1=2×10−2 m，l=4.0 m，d=0.1 mm=10−4 m，得 λ=5.0×10−7 m。
3. A
【解析】 O 点到两缝的距离相等，故不论换用红光还是蓝光，O 点均为亮条纹，所以①正确，③错误；由 Δx=1dλ 可知，红光的波长比绿光的长，条纹间距也比绿光的大，因此，红光的第一亮纹在 P 点的上方，②正确；同理，蓝光的波长比绿光的短，蓝光的第一亮纹在 P 点的下方，④错误；综上所述，只有A正确。
4. C
【解析】公式 Δx=lλd 中 l 表示双缝到屏的距离，d 表示双缝之间的距离.因此 Δx 与单缝到双缝间的距离无关，与缝本身的宽度也无关.本题选C。
5. B
6. D
【解析】由双缝于涉中条纹宽度的表达式 Δx=ldλ 可知，增大条纹宽度 Δx，可以增大双缝到屏的距离 l 、减小双缝之间的距离 d 或者增大光的波长 λ ，故A、C错，D对；增大光的频率，则减小了光的波长，条纹宽度减小，故B错
7. B
【解析】由公式 Δx=ldλ 有 λ=Δxdl，Δx=a3−1=2×10−2 m，l=4.0 m，d=0.1 mm=10−4 m，得 λ=5.0×10−7 m。
8. B
【解析】单缝的作用是产生一个线光源，两个频率相同的光源称为相干光源，选项A错误；
双缝的作用是产生两个频率相同、振动情况相同的相干光源，选项B正确；
路程差等于半波长奇数倍处出现暗条纹，选项C错误；
频率越高，波长越短，条纹宽度越窄，选项D错误.
9. B
【解析】由 λ=cf 知 f 变小，λ 变大。若出现第二条暗条纹，则 P 到双缝的光程差 Δr=32λ，当 λ 变大时，Δr 也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在 P 点上方，B正确。
10. B
【解析】从单缝 S 射出的光波被 S1 、 S2 两缝分成两束相干光，由题意知屏中央 P 点到 S1 、 S2 距离相等，即分别由 S1 、 S2 射出的光到 P 点的路程差为零，因此是亮条纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P 点都是中央亮条纹中心。而分别由 S1 、 S2 射出的光到 P1 点的路程差刚好是橙光的一个波长，即 ∣P1S1−P1S2∣=600 nm=λ橙，则两列光波到达 P1 点振动情况完全一致，振动得到加强，因此，出现亮条纹。当换用波长为 400 nm 的紫光时，∣P1S1−P1S2∣=600 nm=32λ紫，则两列光波到达 P1 点时振动情况完全相反，即分别由 S1 、 S2 射出的光到达 P1 点时相互削弱，因此，在 P1 点出现暗条纹。综上所述，选项B正确。
11. C
【解析】由双缝干涉条纹间距公式 Δx=ldλ 可知，增大 S1 与 S2 的间距 d，Δx 将减小，A 项错误；
减小双缝屏到光屏的距离 l，Δx 将减小，B 项错误；
红光波长大于绿光波长，λ 变大，Δx 将变大，C 项正确；
紫光波长小于绿光彼长，λ 变小，Δx 将变小，D 项错误。
12. B
【解析】由（甲）和（乙）两图可知改变条件以后条纹变宽，由 Δx=λ 可知，只有B正确。
13. C
14. A
15. C
16. A
【解析】目干涉条纹是等距离的条纹，因此，a 、 b 图是干涉图样，c 、 d 图是衍射图样，故 A 项正确，B 项错误；
由公式 Δx=Ldλ 可知，条纹宽的入射光的波长长，所以 a 图样的光的波长比 b 图样的光的波长长，故 C 项错误；
c 图样的光的波长比 d 图样的光的波长长，故 D 项错误。
17. B
18. C
【解析】在双缝干涉实验的装置中，缝的宽度跟光的波长相差不多，若 P 点是亮条纹，说明该处是光的加强区域，P 点到双缝的路程差为波长的整数倍，选项 A 错误；
照射单缝 S 的单色光的频率越大，波长越短，光屏上出现的条纹间距越小，选项 B 错误；
若将单缝 S 去掉，再将 S1 缝封住仅留下 S2，则白光通过 S2 光屏上会出现单缝衍射的彩色条纹，选项 C 正确；
撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度，光屏上将先出现衍射条纹后出现亮区，选项 D 错误。
19. D
20. B
【解析】在波的干涉中，干涉条纹的间距 Δx=Lλd，及速度公式 v=dΔt，由上式联立可得：v=lλΔxΔt。
第二部分
21. A， C
【解析】在双缝干涉实验中，条纹间距公式 Δx=ldλ，可见，干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比，红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，则干涉条纹间距增大，选项C正确；增大双缝之间的距离，干涉条纹间距减小，选项D错。
22. A， C
【解析】安装实验器件时应注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线应重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。当然还要使光源发出的光束不致太暗。据上述分析可知选项A、C正确。
23. B， C
【解析】根据相邻两条亮条纹（或暗条纹）间距表达式 Δx=ldλ 可知，减小 d 值和增大 l 值都能达到增大条纹间距的目的.
24. B， D
【解析】偏振现象是横波特有的现象，光是横波，只要满足一定的条件均能发生偏振现象，A 错误；
因干涉条纹的间距 Δx=Ldλ，且 Δx甲>Δx乙，所以 λ甲>λ乙，B 正确；
光的频率 ν=cλ，所以 ν甲