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高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册4 光的干涉当堂达标检测题
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这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册4 光的干涉当堂达标检测题，文件包含教科版高中物理选择性必修第一册课时分层作业18光的干涉含答案docx、教科版高中物理选择性必修第一册课时分层作业18答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
题组一 光的双缝干涉
1．BCD [两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定、振动方向相同的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故B正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故C、D正确。]
2．B [在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故A错误，B正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，故C错误；两列光波相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故D错误。]
3．D [有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以D正确。]
4.C [白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹。由题意知OS1＝OS2，即路程差等于零，在O点振动加强，形成亮点，所以C正确，A、B、D错误。故选C。]
题组二 干涉条纹与波长的关系
5．D [在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝nλ，n＝0，1，2，3…这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝(2n＋1)·eq \f(λ,2)，n＝0，1，2，3…这点为减弱点，该处出现暗条纹。]
6.[解析] (1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗条纹。
(2)相邻亮条纹的中心间距Δx＝eq \f(l,d)λ，由题意知，L＝eq \f(nlλ,d)，其中n＝10，代入数据得L＝1.178×10－2 m。
[答案] (1)频率 C (2)1.178×10－2m
题组三 薄膜干涉
7.C [看到的明暗条纹是从膜前后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉形成的，肥皂膜中的液体在重力作用下导致从上至下的薄膜厚度不同，反射回来的两列波的同步性不同，明条纹是相干加强形成的，暗条纹是相干减弱形成的，C正确。]
8．AB [肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力，表面张力和黏滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，D错误。故选A、B。]
9．[解析] 由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的eq \f(1,4)，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消。而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化。
若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n＝eq \f(c,v)＝eq \f(λ0f,λf)，即λ＝eq \f(λ0,n)，那么增透膜厚度h＝eq \f(1,4)λ＝eq \f(λ0,4n)＝eq \f(5.52×10－7,4×1.38)m＝1×10－7m。
[答案] 1×10－7m
1．BC [当单色光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当这两列光的光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，A错误，B正确；若换一个曲率半径更大的凸透镜，相同位置处的空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，C正确；如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，D错误。]
2.A [在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中C点)；所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的。本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(题图中B点)振动也是加强的。]
3．D [从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为eq \f(1,2)λ，在图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，则薄膜层的厚度变化率变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小。故选D。]
4．ACD [根据干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(l,d)λ得，在d、l相同的条件下，Δx与波长λ成正比，由题图知，甲光的条纹间距大，则甲光的波长长，故A正确；甲光的波长比乙光的波长长，红光的波长比黄光的波长长，若甲光是黄光，乙光不可能是红光，故B错误；根据c＝λf得，甲光的频率比乙光的频率低，则甲光的折射率小，由n＝eq \f(sin i,sin r)得，若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大，故C正确；根
据sin C＝eq \f(1,n)得，乙光的临界角较小，若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失，故D正确。]
5．[解析] 由Δx＝eq \f(L,d)λ，可以得出红光的波长λ＝eq \f(d,L)Δx＝eq \f(0.1×10－3×3.8×10－2,6.0) m≈6.3×10－7 m。
所以激光器发出的红光的波长是6.3×10－7m。
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eq \f(λ,c)＝eq \f(λ′,v)，而eq \f(c,v)＝n，
则λ′＝eq \f(λ,n)＝eq \f(6.3×10－7×3,4) m≈4.7×10－7 m。
这时屏上条纹的间距是
Δx′＝eq \f(L,d)·λ′＝eq \f(6.0×4.7×10－7,0.1×10－3) m≈2.8×10－2 m。
[答案：] 6.3×10－7 m 2.8×10－2 m
题组一 光的双缝干涉
1．BCD [两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光，即是否满足频率相同、相位差恒定、振动方向相同的条件，不同的色光频率不同，所以不可能发生干涉现象，故B正确；光的强度不同，但仍有可能满足相干条件，也就是有可能发生干涉现象，故C、D正确。]
2．B [在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，使光有唯一的频率和振动情况，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故A错误，B正确；在两个相干光源完全相同的情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，故C错误；两列光波相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观察的方便，故D错误。]
3．D [有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以D正确。]
4.C [白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹。由题意知OS1＝OS2，即路程差等于零，在O点振动加强，形成亮点，所以C正确，A、B、D错误。故选C。]
题组二 干涉条纹与波长的关系
5．D [在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝nλ，n＝0，1，2，3…这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝(2n＋1)·eq \f(λ,2)，n＝0，1，2，3…这点为减弱点，该处出现暗条纹。]
6.[解析] (1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗条纹。
(2)相邻亮条纹的中心间距Δx＝eq \f(l,d)λ，由题意知，L＝eq \f(nlλ,d)，其中n＝10，代入数据得L＝1.178×10－2 m。
[答案] (1)频率 C (2)1.178×10－2m
题组三 薄膜干涉
7.C [看到的明暗条纹是从膜前后表面分别反射形成的两列相干波发生干涉形成的，肥皂膜中的液体在重力作用下导致从上至下的薄膜厚度不同，反射回来的两列波的同步性不同，明条纹是相干加强形成的，暗条纹是相干减弱形成的，C正确。]
8．AB [肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力，表面张力和黏滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，D错误。故选A、B。]
9．[解析] 由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的eq \f(1,4)，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消。而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化。
若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n＝eq \f(c,v)＝eq \f(λ0f,λf)，即λ＝eq \f(λ0,n)，那么增透膜厚度h＝eq \f(1,4)λ＝eq \f(λ0,4n)＝eq \f(5.52×10－7,4×1.38)m＝1×10－7m。
[答案] 1×10－7m
1．BC [当单色光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当这两列光的光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，A错误，B正确；若换一个曲率半径更大的凸透镜，相同位置处的空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，C正确；如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹的亮纹间距变大，D错误。]
2.A [在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同的，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中C点)；所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的。本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(题图中B点)振动也是加强的。]
3．D [从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d，即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为eq \f(1,2)λ，在图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，则薄膜层的厚度变化率变小，因条纹宽度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小。故选D。]
4．ACD [根据干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(l,d)λ得，在d、l相同的条件下，Δx与波长λ成正比，由题图知，甲光的条纹间距大，则甲光的波长长，故A正确；甲光的波长比乙光的波长长，红光的波长比黄光的波长长，若甲光是黄光，乙光不可能是红光，故B错误；根据c＝λf得，甲光的频率比乙光的频率低，则甲光的折射率小，由n＝eq \f(sin i,sin r)得，若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大，故C正确；根
据sin C＝eq \f(1,n)得，乙光的临界角较小，若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失，故D正确。]
5．[解析] 由Δx＝eq \f(L,d)λ，可以得出红光的波长λ＝eq \f(d,L)Δx＝eq \f(0.1×10－3×3.8×10－2,6.0) m≈6.3×10－7 m。
所以激光器发出的红光的波长是6.3×10－7m。
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eq \f(λ,c)＝eq \f(λ′,v)，而eq \f(c,v)＝n，
则λ′＝eq \f(λ,n)＝eq \f(6.3×10－7×3,4) m≈4.7×10－7 m。
这时屏上条纹的间距是
Δx′＝eq \f(L,d)·λ′＝eq \f(6.0×4.7×10－7,0.1×10－3) m≈2.8×10－2 m。
[答案：] 6.3×10－7 m 2.8×10－2 m
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