高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉练习题，共5页。试卷主要包含了能产生干涉现象的两束光是，[多选]下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
课时跟踪训练（二十二）  光的干涉A级—双基达标1．能产生干涉现象的两束光是(　　)A．频率相同、振幅相同的两束光B．频率相同、相位差恒定的两束光C．两只完全相同的灯泡发出的光D．同一光源的两个发光部分发出的光解析：选B　由产生干涉的条件，可知A项错误，B项正确；即使是同一光源的两个部分发出的光，由于相位差随时间不同而改变，所以也不会发生干涉(激光光源除外)；通常把一束光一分为二来获得相干光源，故D项错误；对于C选项，也可以以日光灯为例来说明，日光灯下没有干涉现象的出现，说明不符合干涉条件。2．某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，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屏时，C屏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可能是(　　)A．单缝S太窄B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不相等D．阳光不能作光源解析：选B　双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看作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是由于单缝太宽，得不到线光源。故选项B正确。3．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是(　　)A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：选D　竖直肥皂膜是由于重力作用产生的上薄下厚的薄膜，所以金属丝圈的缓慢转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，同一厚度处的干涉条纹在同一级次上，所形成的干涉条纹都是水平的，与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D正确。4．[多选]用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则(　　)A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ解析：选BD　振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件是满足双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3，…)，故B、D正确。5．[多选](2020·三亚模拟)下列说法正确的是(　　)A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的解析：选AC　甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v＝，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据Δx＝λ，选项C正确；丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误。6．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能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率f＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是(　　)A．9.25×10－8 m　　　　 B．1.85×10－7 mC．1.24×10－7 m  D．6.18×10－8 m解析：选C　由n＝得v＝＝ m/s＝2×108 m/s。根据波速公式v＝λf，得λ＝＝ m＝2.47×10－7 m。要实现“增反”的效果，薄膜的厚度至少为半个波长，那样在薄膜的表面两列反射光相互加强，从而使入射到眼睛的紫外线减弱，减轻紫外线对眼睛的伤害，故C选项正确。7．如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列相干光到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹，与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹，则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于(　　)A．9.5λ  B．10λC．10.5λ  D．20λ解析：选B　由题意可知，从中央亮条纹P算起，P1点处是第10号亮条纹的位置，表明缝S1、S2到P1处的距离差r2－r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以选项B正确。8．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是(　　)A．单色光f1和f2分别照射时，均出现亮条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹C．单色光f1照射时出现亮条纹，单色光f2照射时出现暗条纹D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现亮条纹解析：选C　λ1＝＝0.6×10－6 m，λ2＝＝0.4×10－6 m。单色光f1照射时，Δs＝0.6 μm＝λ1，是亮条纹；单色光f2照射时，Δs＝0.6 μm＝λ2，是暗条纹。故C正确。9．如图所示，在双缝干涉实验中，若用波长λ1＝5.0×10－7 m的光照射，屏上O处为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处。若换用波长λ2＝4.0×10－7 m的光照射时，屏上O处是什么情况？屏上A处又是什么情况？解析：无论用何种光做实验，屏上O点到双缝的距离之差都是0，所以O处仍为亮条纹。设屏上A点到双缝的距离差为Δx，因用λ1＝5.0×10－7m的光照射时，A处为第二级亮条纹，有Δx＝2λ1，但对λ2的入射光来说：Δx＝2λ1＝1×10－6 m＝kλ2＝k×4.0×10－7 m，有k＝2.5，即Δx为的奇数倍，所以A处为暗条纹，则：Δx＝(2n＋1)(n＝0，±1，±2，±3，…)，解得n＝2，而n＝0时为一级暗条纹，因n＝2，所以A处为第三级暗条纹。答案：O处为亮条纹，A处为第三级暗条纹B级—选考提能10.[多选]为检测矿泉水的品质，我们可以利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器，特制容器不影响光的传播，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气，特制容器未画出)，通过对比填充矿泉水后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1，就可以计算出该矿泉水的折射率。设空气的折射率为1，则下列说法正确的是(　　)A．x2>x1  B．x2<x1C．该矿泉水的折射率为D．该矿泉水的折射率为解析：选BC　根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ与n＝＝可知，光在水中的波长小于在空气中的波长，所以在水中的干涉条纹间距x2小于填充前的干涉条纹间距x1，A错误，B正确；由x1＝λ0，x2＝λ，n＝可得矿泉水中的折射率n＝，C正确，D错误。11．[多选]如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的图像如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，这说明(　　)A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷解析：选BC　利用光的薄膜干涉来检查平面的情况，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成的两列光波发生干涉。如果被检测的面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上。若是被检测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲。这是因为凹处的两束反射光的路程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的路程差相同而形成同一级的条纹(路程差相同的干涉条纹为同一级，一般路程差大的干涉条纹级别高，路程差小的干涉条纹级别低)，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹，故B、C正确。12．用氦氖激光器发射的红光进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离d＝0.1 mm，双缝到屏的距离l＝6.0 m，测得屏上干涉条纹中相邻亮条纹的间距是3.8 cm，则氦氖激光器发出红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是的水中，这时屏上的条纹间距是多少？解析：由Δx＝λ，可以得出红光的波长λ＝·Δx＝ m≈6.3×10－7 m。所以激光器发出的红光的波长是6.3×10－7 m。如果将整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长设为λ′，由光的特点可知：光在传播过程中，介质发生变化，波长和波速发生改变，但频率不变。由此可知＝，而＝n，则λ′＝＝ m≈4.7×10－7m。这时屏上条纹的间距是Δx′＝·λ′＝ m≈2.8×10－2 m。答案：6.3×10－7 m　2.8×10－2 m