【备战2022】高考物理选择题专项练习集：用双缝干涉测光的波长(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：用双缝干涉测光的波长(成都专栏)，共11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19小题；共76分）
1. 如图所示，四个示意图所表示的实验中能说明原子核式结构的是
A. B.
C. D.

2. 在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则
A. 中间条纹间距较两侧更宽
B. 不同色光形成的条纹完全重合
C. 双缝间距离越大，条纹间距也越大
D. 遮住一条缝后，仍有明暗相间的条纹

3. 【 2014 海淀一模 15 】如图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以
A. 将光屏移近双缝
B. 更换滤光片，改用波长更长的单色光
C. 增大双缝的间距
D. 将光源向双缝移动一小段距离

4. 在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，单缝 a 保持竖直方向，并选用缝间距为 d 的双缝 b，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹。下列说法正确的是
A. 若取下滤光片，光屏上将只见到白光，看不到干涉条纹
B. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
C. 若将双缝间的距离 d 増大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
D. 若测得 5 个亮条纹中心间的距离为 a，则相邻两条亮条纹间距 Δx=a4

5. 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。用绿光从左侧照射单缝 S 时，可在光屏 P 上观察到干涉条纹。下列说法正确的是
A. 减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B. 大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C. 将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小
D. 将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大

6. 图示为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以
A. 将光屏移近双缝
B. 更换滤光片，改用波长更长的单色光
C. 增大单缝与双缝的间距
D. 将光源向双缝移动一小段距离

7. 某同学在双缝干涉实验中，观察到干涉条纹间距太小，不易测量，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，该同学可以采用的方法有
A. 增加单缝与双缝之间的距离B. 增大双缝之间的距离
C. 增大双缝到光屏的距离D. 改用频率较高的光作为入射光

8. 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. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹

9. 在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时
A. 只有红色和绿色的双缝条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B. 红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在
C. 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D. 屏上无任何光亮

10. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示。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

11. 在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 589 nm 的光，在距双缝 1.00 m 的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为 0.350 cm，则双缝的间距为
A. 2.06×10−7 m B. 2.06×10−4 m
C. 1.68×10−4 m D. 1.68×10−3 m

12. 在用单色光做双缝干涉实验时，屏中央（到两缝距离相等处）是亮条纹，称为零级亮条纹，紧靠中央亮条纹的暗条纹称为第一级暗条纹，那么
A. 第三级暗条纹到两缝的距离差为波长的 1.5 倍
B. 第三级亮条纹到两缝的距离差为波长的 3.5 倍
C. 第三级亮条纹到两缝的距离差为波长的 2 倍
D. 第三级亮条纹到两缝的距离差为波长的 3 倍

13. 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，相邻两个亮条纹的中心距离分别记为 Δx1 和 Δx2，已知 Δx1>Δx2。另将两单色光在真空中的波长分别用 λ1 、 λ2，在同种均匀介质中传播的速度分别用 v1 、 v2，光子能量分别用 E1 、 E2，在同种介质中的折射率分别用 n1 、 n2 表示。则下列关系正确的是
A. λ1<λ2 B. v1n2

14. 对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是
A. 在相同介质中，绿光的折射率最大
B. 红光的频率最高
C. 在相同介质中，蓝光的波长最短
D. 同一双缝干涉实验装置，红光所产生的条纹间距最小

15. 在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论。以下是对四个实验结论的描述，其中正确的是
A. 通过三棱镜后，紫光偏折角大
B. 通过平行玻璃砖后，红光侧移大
C. 在双缝干涉实验中，光屏上紫光的干涉条纹间距较宽
D. 若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射也一定有光电子逸出

16. 某次实验中，测得第一级明纹和第三级明纹相距 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. 8.0×10−1 m B. 5.0×10−7 m C. 1.5×10−8 m D. 1.6×10−8 m

17. 用单色光做双缝干涉实验，在屏上会得到明暗相间的条纹。关于这个实验，下列说法中正确的是
A. 屏上中央亮条纹明显最宽，两边的亮条纹宽度明显变窄
B. 若减小实验中双缝的距离，屏上条纹间距也减小
C. 在同样实验装置的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距
D. 同样条件下，在水中做双缝干涉实验屏上所得条纹间距比在空气中的大

18. 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

19. 如图所示，一条红色光线和另一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形玻璃柱体，其透射光线都是由圆心 O 点沿 OC 方向射出。则可知
A. BO 光线是紫光，OC 光线是红光
B. 玻璃对 BO 光线折射率大些
C. AO 光线较 BO 光线穿过玻璃砖所需时间长
D. 在双缝干涉实验中，若仅将入射光由 AO 光线变为 BO 光线，则干涉亮条纹间距变小

二、双项选择题（共10小题；共40分）
20. 某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝千涉实验，在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为 Δx，你认为以下结论中正确的是
A. 单缝到双缝间的距离越大，Δx 就越大
B. 双缝之间的距离越大，Δx 就越大
C. 双缝到光屏之间的距离越大，Δx 就越大
D. 双缝之间的距离越小，Δx 就越大

21. 某同学用黄光做为入射光进行双缝干涉实验，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用
A. 改用红光做为入射光B. 将装置放入水中进行实验
C. 增大双缝与光屏之间的距离D. 增大双缝间的距离

22. 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

23. 用 a 、 b 两种单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是 a 光照射形成的，图乙是 b 光照射形成的，则关于 a 、 b 两束单色光，下述说法中正确的是
A. a 光的频率比 b 光的大
B. 在水中 a 光传播的速度比 b 光的大
C. 水对 a 光的折射率比 b 光大
D. b 光的波长比 a 光的短

24. 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

25. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中：（实验装置如图）
下列说法哪一些是正确的
A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B. 测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C. 为了减小测量误差，可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距离 a，求出相邻两条亮纹间距 Δx=an−1
D. 某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光

26. 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

27. 如图所示，有一半球形玻璃砖，Ⅰ 、 Ⅱ 两束不同频率的单色光从玻璃砖底边平行射入，a 、 b 为入射点（均在玻璃砖底边圆心 O 的左侧），两束光进入玻璃砖后一起射到 Oʹ 点，OʹO 垂直底边，下列说法正确的是
A. 从 Oʹ 点射出的一定是一束复色光，并且平行 Ⅰ 、 Ⅱ 两束入射光
B. 用同一装置做双缝干涉实验，Ⅱ 光的条纹间距较小
C. 在玻璃砖中的速度 Ⅰ 光比 Ⅱ 光小
D. 若将 Ⅰ 光的入射点 a 左移一点，则两束平行光的出射光线也一定平行

28. a 光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将 a 光换成 b 光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示。则下列叙述正确的是
A. a 光光子的能量较大
B. 在水中 a 光传播的速度较大
C. 若用 a 光照射某金属时不能发生光电效应，则用 b 光照射该金属时也不能发生光电效应
D. 若 a 光是氢原子从 n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁时产生的，则 b 光可能是氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时产生的

29. 《 梦溪笔谈 》 是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a 、 b 是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是
A. 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹
B. 水滴对 a 光的临界角大于对 b 光的临界角
C. 在水滴中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度
D. a 、 b 光分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距较大

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 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
答案
第一部分
1. A
2. D
3. B
4. D
【解析】A、若取下滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故A错误；
B、若将滤光片由绿色换成红色，由于红光的波长大，根据 Δx=Ldλ 可知，光屏上相邻两条暗纹中心的距离会变大，故B错误；
C、若将双缝间的距离 d 増大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故C错误；
D、若测得 5 个亮条纹中心间的距离为 a，则相邻两条亮条纹间距 Δx=a4，故D正确。
5. B
【解析】根据双缝干涉的条纹间距公式 Δx=ldλ 可知，若减小双缝间的距离 d，则干涉条纹间的距离增大，选项A错误；
增大双缝到屏的距离 l，干涉条纹间的距离增大，选项B正确；
将绿光换为红光，光的波长变大了，故干涉条纹间的距离增大，选项C错误；
将绿光换为紫光，光的波长变小了，则干涉条纹间的距离减小，选项D错误。
6. B
【解析】因干涉条纹间距 Δx=Ldλ，要使增大 Δx，需 L 增大，A 项错；λ 增大，B 项对，增大单缝与双缝间距 Δx 不变，C 项错，将光源向双缝移动也不影响 Δx，D 错。
7. C
【解析】在双缝干涉实验中，相邻条纹间距 Δx=ldλ 和单缝与双缝之间的距离无关，故A错误；
增大双缝之间的距离 d，相邻条纹间距 Δx 减小，故B错误；
增大双缝到光屏的距离 l，条纹间距 Δx 增大，故C正确；
频率较高的光波长较短，改用波长较短的光作为入射光，条纹间距 Δx 减小，故D错误。
8. B
【解析】用白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；
用红光作光源，屏上将呈现红色条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B对；
红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；
紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D错。
9. C
10. B
【解析】根据 Δx=ldλ，其中 l 是双缝到光屏之间的距离，d 是双缝之间的距离，λ 是波长，又 c=λν，ν 是频率，B选项正确。
11. C
【解析】由 Δx=ldλ 可得双缝间距 d=lΔx。λ=1.00×589×10−90.350×10−2 m=1.68×10−4 m，选项C正确。
12. D
【解析】出现亮条纹的条件为路程差 Δx=nλn=0,1,2,3,⋯，当 n=0 时为零级亮条纹，依次类推；
出现暗条纹的条件为 Δx=2n+1λ2n=0,1,2,3,⋯，当 n=0 时为第一级暗条纹，依次类推，选项 D 正确。
13. C
14. C
【解析】在红、黄、绿、蓝四种单色光中，蓝光的折射率最大，频率最高，波长最短，A、B错误；
由 Δx=ldλ 知，D错误。
15. A
16. B
【解析】根据公式 Δx＝Ldλ，Δx=a2−a1n2−n1=4×10−23−1 m＝2.0×10−2 m . l＝4.0 m，d＝0.1 mm＝10−4 m，所以有 λ＝5.0×10−7 m，故选B.
17. C
【解析】根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx=Ldλ 知，同种光的条纹间距相等。故A错误。
根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx=Ldλ 知，若减小实验中双缝的距离，屏上条纹间距会增大，故B错误；
由上公式，可知，红光的波长大于蓝光，则红光的亮条纹间距较宽。故C正确。
由是分析可知，同样条件下，在水中做双缝干涉实验，因波长的变短，则干涉间距应变小，故D错误。
18. 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。
19. C
【解析】由图看出，两束光在 O 点的折射角相同，A 光的入射角大于 B 光的入射角，由折射定律分析得知，玻璃对 AO 光的折射率大于对 BO 光的折射率，则 AO 光线是紫光，BO 光线是红光。故 A 、B错误。
由 v=cn 分析知，AO 光线在玻璃中传播速度较小，所以 AO 光线较 BO 光线穿过玻璃砖所需时间长。故C正确。
玻璃对 AO 光的折射率大于对 BO 光的折射率，则 BO 光线的波长比 AO 光线的长。在双缝干涉实验中，干涉条纹的距离与波长成正比，则知在双缝干涉实验中，若仅将入射光由 AO 光线变为 BO 光线，则干涉亮条纹间距变大。故D错误。
第二部分
20. C， D
【解析】双缝干涉的条纹间距 Δx=Ldλ，其中 L 是指屏和双缝之间的距离，d 两缝之间距离，λ 是指入射光的波长，则有：
Δx 与单缝到双缝间的距离无关，故A错误；
如果增大双缝之间的距离，使 d 增大，故 Δx 变小，故B错误；
如果增大双缝到光屏之间的距离，L 增大，Δx 将增大，故C正确；
双缝之间的距离越小，则 Δx 就越大，故D正确。
21. A， C
【解析】光的干涉现象中，条纹间距公式 Δx=Ldλ，即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，则条纹间距增大，故A正确；
将装置放入水中进行实验，依据 v=cn=λf，可知，在水中的波长减小，则条纹间距减小，故B错误；
增大双缝到屏的距离，条纹间距增大，故C正确；
增大双缝之间的距离，条纹间距减小。故D错误。
22. 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<ν乙，因光子的能量 E=hν，可知 E甲光的频率越大，同一介质对该光的折射率越大，那么有 n甲23. A， C
【解析】从图中可以看出，a 光的条纹间距小，说明 a 光的波长小，频率大，选项D错误，选项A正确；
水对频率低的单色光的折射率小，即水对 b 光的折射率小，选项C正确；
折射率小的光在水中的传播速度大，即 b 光在水中的传播速度大，选项B错误.
24. A， D
【解析】干涉条纹是等间距且亮度基本一致的，而衍射条纹间距不相等，且中央亮条纹最亮、最宽，两侧依次宽度减小，亮度降低，故A、D正确.
25. B， C
【解析】调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放上单缝和双缝，故A错误；
将测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；
为了减小测量误差，可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距离 a，求出相邻两条亮纹间距 Δx=an−1，再利用公式 Δx=Ldλ 便可得到波长的测量值，故C正确；
蓝光波长小于黄光波长，根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx=Ldλ，则条纹间距减小，故D错误。
26. A， C
【解析】把空气换成液体后，根据 v=λf 可知，入射光的频率 f 不变，光在介质中的传播速度减小，波长减小。根据干涉的原理公式 Δx=Ldλ 可知，对同一个装置来说，条纹间距与波长成正比，波长减小，条纹间距减小，即 x227. A， B
【解析】A、两光束射到 Oʹ 点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从 Oʹ 点射出时折射角都等于在玻璃砖底边的入射角，而在玻璃砖底边两光束平行射入，入射角相等，所以从 Oʹ 点射出时折射角相同，两光束重合，则从 Oʹ 点射出的一定是一束复色光．根据折射定律，两束光在 Oʹ 点的出射角与在下表面的入射角相等，故复色光平行 Ⅰ 、 Ⅱ 两束入射光，故A正确；
B、由图知玻璃砖对 Ⅱ 束光的偏折角大于对 Ⅰ 束光的偏折角，则玻璃砖对 Ⅱ 束光的折射率大于对 Ⅰ 束光的折射率，则 Ⅱ 光的波长短，条纹间距与波长成正比，则用同一装置做双缝干涉实验，Ⅱ 光的条纹间距较小，故B正确；
C、根据 v=cn，折射率大的传播速度小，故 Ⅱ 光在玻璃中的速度小，故C错误；
D、若将 Ⅰ 光的入射点 a 左移一点，光线将射到 Oʹ 左侧，入射角不再等于在玻璃砖底边的折射角，则折射角也不等于在玻璃砖底边的入射角，所以两束平行光的出射光线一定不平行，故D错误。
故选AB。
28. B， D
29. A， C
【解析】雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射时，不同色光，偏折程度不同而形成的，即发生色散形成的，故A正确；
画出光路图，分析可知，第一次折射时，b 光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率公式 n=sinisinr 得知，b 光的折射率较小，由 sinC=1n 可得：水滴对 a 光的临界角小于对 b 光的临界角，故B错误；
由公式 v=cn 得知，在水滴中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度，故C正确；
a 光的折射率大于 b 光的折射率，则 a 光的频率大于 b 光的频率，a 光的波长小于 b 光的波长。根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则知 a 光的相邻亮条纹间距较小，故D错误。
第三部分
30. A， C， D