高中教科版 (2019)4 光的干涉练习题

4.4光的干涉同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中不正确的是

A．增大双缝到屏的距离，条纹间距变大

B．入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变

C．入射光频率变化时条纹间距跟着变化

D．在水里做该实验，同样条件下的条纹间距会变化

2．如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，下列说法中正确的是（   ）

A．从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角

B．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率

C．经同一双缝所得干涉条纹，a光条纹宽度小于b光条纹宽度

D．在玻璃中，a光的速度等于b光的速度

3．如图所示，将两高度相差很小的挡板夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，单色光垂直照射，可看到相互平行的干涉条纹，如果将两挡板之间的距离L拉大些，则在两挡板范围内的干涉条纹（     ）

A．间距不变

B．间距变小

C．间距变大

D．消失

4．一束单色平行光通过双缝后，在屏上得到干涉条纹，下列说法正确的是(　　)

A．相邻两条亮纹间距比相邻两条暗纹间距大

B．用红光做实验比用紫光做实验时，得到的亮条纹或暗条纹间的间距小

C．用白光做此实验不能形成条纹

D．用白光做此实验，屏上出现彩色条纹

5．如图所示，某同学做双缝干涉实验，为光屏．若单缝从双缝、的中央对称轴位置处稍微向下移动，并增大双缝到光屏的距离，下列说法正确的是（　　）

A．干涉条纹间距变小，中央亮条纹的位置上移

B．干涉条纹间距变大，中央亮条纹的位置上移

C．干涉条纹间距变小，中央亮条纹的位置下移

D．干涉条纹间距变大，中央亮条纹的位置下移

6．用一束单色光做杨氏双缝干涉实验,经双缝后光照射到光屏上,可观察到的图象是图中的　(　　)

A． B． C． D．

7．如图，两种平行单色光a、b从空气射入玻璃三棱镜，出射光为①和②，对这两束光

A．出射光①是a光

B．在该三棱镜中a光的传播速度比b光大

C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小

D．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大

8．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分为a、b两束。则下列说法错误的是（　　）

A．a、b两束光相比较，在真空中a光的波长较长

B．在水中a光的速度与b光的一样大

C．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b光先消失

D．用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验，a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距

9．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，利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，已知“散斑对”的间距d与待测物体的速度v、二次曝光的时间间隔Δt之间满足关系式d=KvΔt，其中K为常数。实验中可以测得二次曝光的时间间隔Δt和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹的间距Δx。若所用激光的波长为λ，则利用该实验确定物体速度的表达式是（　　）

A． B． C． D．

10．下列现象中，属于光的衍射现象的是(        )

A．雨后天空出现彩虹

B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹

C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带

D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹

11．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光，比较a、b、c三束光，可知（   ）

A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长

B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大

C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大

D．对同一双缝干涉装置，c光干涉条纹之间的距离最小

12．如图所示，图a为单缝，图b为双缝，用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远的位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹（图中阴影表示明条纹）如图中的c和d所示，则下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是（　　）

A．图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹

B．单缝s越宽，越容易观察到对应的明暗条纹

C．双缝间距离越短，对应条纹间距越小

D．在相同的条件下，蓝光的干涉条纹间距小于红光的干涉条纹间距

13．如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第2条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为（　　）

A． B． C． D．

14．如图甲所示，某同学用双缝干涉实验装置测量光的波长。已知双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏间的距离L=60.0cm。接通电源，点亮光源，调整装置，当屏上出现干涉图样后，转动测量头上的手轮，移动分划板使分划板的中心刻线与某条亮条纹中心对齐时，游标卡尺（10分度）的示数如图乙所示；然后再转动手轮，分划板的中心刻线向右移动，当分划板的中心刻线与另一条亮条纹中心对齐时，游标卡尺的示数如图丙所示。已知这两条亮条纹中间还有四条亮条纹，则测得光的波长为（　　）

A． B． C． D．

15．如图所示，、为两束不同频率的单色光，以的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面，直线与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于点，入射点、到点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的点，则下列说法正确的是（　　）

A．在真空中，光的传播速度大于光的传播速度

B．在玻璃中，光的传播速度小于光的传播速度

C．同时增大入射角（入射角始终小于），则光在下表面先发生全反射

D．对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽

二、填空题（共4题）

16．易错辨析

（1）托马斯·杨用光的干涉实验证明了光是一种波；(    )

（2）在双缝干涉实验中，中央亮纹的宽度最大；(    )

（3）在双缝干涉实验中，光屏上何处出现亮条纹，何处出现暗条纹是由光的路程差所决定的；(    )

（4）用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的光；(    )

（5）只有频率相同的两列光波才能产生干涉；(    )

（6）干涉条纹的产生是光在液膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。(    )

17．干涉条纹和光的波长之间的关系：

（1）亮条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半个波长的______；

（2）暗条纹的条件：屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是半个波长的______。

18．用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距______，红光条纹间距最______、黄光条纹间距比红光______，用蓝光时更小。

19．（1）如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2为副线圈．

①在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路．

（2）用图示实验装置探究“碰撞中的不变量”实验，

若实验中得到一条纸带如图所示，已知A、B车的质量分别为，则该实验需要验证的表达式是_____________________．（用图中物理量和已给出的已知量表示）

（3）在“探究单摆周期与摆场的关系”实验时，下列用游标卡尺测小球直径的操作最合理的是(            )

A                      B                         C                            D

 (4)如图所示，某同学按实验装置安装好仪器后，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做如下改动，仍能使实验成功的是________．

A．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动．

B．将单缝与双缝的位置互换，其他不动．

三、综合题（共4题）

20．利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题

(1)用图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？

(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度

21．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害，他选用的薄膜材料的折射率为，所要消除的紫外线的频率为。

（1）他设计的这种“增反膜”所依据的是什么原理？

（2）这种“增反膜”的厚度至少是多少？

22．无色的肥皂液，吹出的肥皂泡却为什么是彩色的？

23．1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。

（1）试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。

（2）设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离的表达式。

参考答案：

1．B

2．B

3．C

4．D

5．B

6．D

7．C

8．B

9．C

10．B

11．D

12．D

13．B

14．C

15．D

16．     正确     错误     正确     正确     错误     正确

17．     偶数倍     奇数倍

18．     不同     大     小

19．               B             A

20．（1）b、c面反射光叠加形成的；（2）1×10－7 m

21．

（1）为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即

因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的即可；

（2）紫外线在真空中的波长是

在膜中的波长为

则“增反膜”的厚度至少是

22．

由于重力作用使肥皂液形成的薄膜上薄下厚，白光通过这个薄膜前后两面反射回来的光发生干涉时，不同厚度肥皂膜对应不同单色光干涉加强位置，液膜上就会出现彩色条纹。

23．(1)；(2)