物理选择性必修 第一册3 光的干涉优秀巩固练习

人教版新教材 物理选择性必修第一册 第四章《光》

4.3   光的干涉

精选练习

一、夯实基础

1．（2022·广东·深圳实验学校高二阶段练习）（多选）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）

A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象

B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄

C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象

D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象

2．（2022·山东淄博·三模）在雪地训练、比赛时，运动员佩戴了一种利用薄膜干涉原理设计的眼镜，大大减小了紫外线对眼睛的伤害。该眼镜选用的薄膜材料的折射率为1.5，所要消除的紫外线的频率为，那么这种“增反膜”的厚度至少是（　　）

A． B． C． D．

3．（2022·上海交大附中高二期中）（多选）肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（　　）

A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定是梯形

B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹

C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化

D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，条纹也会跟着转动

4．（2022·辽宁·模拟预测）（多选）随着科技的发展，夜视技术越来越成熟。一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”、“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（　　）

A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射

B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射

C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一

D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一

5．（2022·山西临汾·高二阶段练习）用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差r＝1.5×10−6m，若单色光波长λ＝0.6μm，则此时在中央亮条纹和P点之间的暗条纹个数为（　　）

A．1 B．2 C．3 D．4

6．（2022·海南·模拟预测）小红利用图1所示的装置，观察红光的干涉、衍射现象，其中P是光学元件，且P到光屏的距离恒定，通过实验在光屏上得到了图2所示甲、乙、丙、丁四种图样。下列说法正确的是（　　）

A．甲对应的P是双缝，双缝间距较大 B．乙对应的P是双缝，双缝间距较大

C．丙对应的P是单缝，缝的宽度较宽 D．丁对应的P是单缝，缝的宽度较窄

7．（2022·江苏常州·三模）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边AB的夹角为θ=30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法中正确的是（　　）

A．在棱镜中传播，a光的传播速度较大

B．a光的频率大于b光的频率

C．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大

D．入射方向与边AB垂直时，BC边射出光线为a光

8．（2022·山东·高三学业考试）在透明均匀介质内有一半径为R的球状空气泡，一束单色光由介质从A点以30°入射角射入气泡，从B点射出气泡，如图所示。已知该单色光的偏向角为30°（从B点射出光线与在A点入射光线的夹角），该单色光在空气泡中的传播速度为c，则（　　）

A．介质对单色光的折射率为

B．单色光从A到B的传播时间为

C．单色光从介质射向空气的临界角正弦

D．用该单色光做双缝干涉实验，减小双缝间距时，屏上的干涉条纹间距变小

9．（2022·天津南开·三模）如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向平行玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是（　　）

A．若增大入射角i，则B光先消失

B．在玻璃中A光的速度比B光的小

C．无论如何改变入射角，光束A、B始终是平行的

D．用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距比B光的小

10．（2022·辽宁·大连二十四中高二期中）每年夏季，我国多地会出现如图甲所示的日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，一束太阳光照射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　）

A．在冰晶中，b光的传播速度比a光大

B．a光的频率比b光的频率大

C．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的临界角小

D．通过同一装置发生双缝干涉时，b光相邻亮条纹间距比a光的小

二、提升训练

11．（2022·河南·郑州中学三模）（多选）直角三角形ABC为固定玻璃三棱镜的截面，a、b两种单色光组成的一束光由直角边AC上O点射入，两种光折射后在玻璃砖内的光线关于OO＇对称，OO＇垂直于AB，光路如图所示。关于a、b两种单色光下列说法正确的是（　　）

A．棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率

B．a、b两种光在棱镜内的传播时间相等

C．a、b两种光从AB边折射出的光线与AB边的夹角相等

D．逐渐增大光线在O点入射角度，a光在AB边上不会发生全反射

E．用同一双缝干涉仪产生干涉条纹，相邻亮条纹间距a光大于b光

12．（2022·福建宁德·高二期中）（多选）如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源S，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设光的折射率为，则下列说法正确的是（　　）

A．在水中，光的波长比光的大

B．在水中，光的传播速度比光的小

C．复色光圆形区域的面积为

D．在同一装置的双缝干涉实验中，光的干涉条纹相邻亮条纹间距比b光的窄

13．（2022·河南·南阳中学高二阶段练习）（多选）利用如图甲所示的装置可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差，T1、T2是标准平面玻璃，A0为标准金属丝，直径为，A为待测金属丝，直径为D。用波长为的单色光垂直照射玻璃表面，干涉条纹如图乙所示，相邻亮条纹的间距为。则（　　）

A．D与相差越大，越小 B．轻压T1的右端，若变小，有D<D0

C．相邻亮条纹对应的空气薄膜厚度差为 D．图乙可能是D与相等时产生的条纹

14．（2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测）（多选）如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（　　）

A．射到Q点的光在玻璃中的传播速度较小，波长较短

B．若稍微增大入射角，射出c板后的两束单色光与入射光不平行

C．若射出后的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小

D．若稍微增大入射角，光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上不可能发生全反射

15．（2022·浙江大学附属中学模拟预测）（多选）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件

B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽

C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹陷

D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变宽的同心圆环

16．（2022·浙江·玉环中学高二阶段练习）（多选）超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离，脉冲激光中包含不同频率的光1和光2，它们在棱镜中的折射率分别为和。取，，。则下列说法正确的是（　　）

A．上方光线为光1

B．光1和光2通过相同的干涉装置后，光2对应的干涉条纹间距更大

C．为使光1和光2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，则

D．若，则光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差约为

17．（2022·江苏连云港·三模）研究光的干涉现象原理图如图所示。光源到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，点为、连线中垂线与光屏的交点。光源发出单色光，经、传播到光屏上点，垂直于光屏，为某亮条纹中心，之间还有条亮条纹，光由、传播到点的时间差为。现紧贴放置厚度为的玻璃片，光由垂直穿过玻璃片传播到点与光由直接传播到点时间相等。已知光在真空中的速度为，玻璃对该单色光的折射率为，不考虑光在玻璃片内的反射，求：

（1）单色光在真空中的波长；

（2）玻璃片的厚度。

18．（2021·江苏南通·高二期中）科学研究中常用光的干涉法来测量物体的微小形变。如图所示，在研究材料A的热膨胀特性时，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现用波长为的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，当温度为时，第1次在B板上方观察到最暗；随着温度的升高，B板的亮度发生周期性变化，当温度升高到时，亮度第5次回到最暗。温度由升高到的过程中，求A升高的高度h。

19．（2022·江苏·三模）如图，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，B=90°，一束频率为f=51014Hz的光线从AB面中点处垂直射入校镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度l=0.15m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝L=1.0m，光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求：

（1）玻璃砖的折射率的最小值n；

（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；

（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。

20．（2022·吉林·东北师大附中高二阶段练习）某同学测量一厚度均匀透明介质的折射率。将矩形透明介质放在水平桌面上，上面平行介质表面固定一块屏幕。用一束激光以的入射角射向介质的上表面，结果在介质上方屏幕上出现两个较亮的光斑，它们之间的距离，已知真空中光速，求：

（1）介质的折射率；

（2）计算光线在介质中的传播速度；

（3）在两束反射光线传播途中沿垂直于传播方向加入凸透镜（如图所示），使之汇聚到屏幕上的同一点。若已知光波从光疏介质向光密介质传播的反射过程中，反射光在离开反射点时相位存在半波损失，即相当于传播距离少了半个介质中的波长。则当激光波长为时，请计算说明P点的亮暗情况。