4.3光的干涉 同步练习（含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页人教版（2019）选择性必修一4.3光的干涉同步练习一、单选题1．在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差，如果用频率为6.0×1014Hz的黄光照射双缝，则（）A．P点出现明条纹，Q点出现暗条纹B．Q点出现明条纹，P点出现暗条纹C．两点均出现明条纹D．两点均出现暗条纹2．如图所示，在一个空长方体箱子的左侧壁刻上双缝，当把一个钠光灯照亮的狭缝放在箱子左边时，在箱子的右侧内壁上产生干涉条纹。如果把箱子用透明的油灌满，条纹的间距将（）A．保持不变 B．减小C．可能增加 D．增加3．双缝干涉时测得相邻两条亮纹中心的距离为2.372mm。已知双缝间距为，双缝到屏的距离为0.800m，则光的波长为（  ）A．593nm B．653nm C．693nm D．723nm4．在暗室中用氦氖激光器发出的激光，经反射镜反射后照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上可以观察到A．单色的不均匀条纹B．单色的均匀条纹C．彩色的不均匀条纹D．彩色的均匀条纹5．夏日雨后，我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中、代表两种不同频率的单色光，则（）A．光的频率大于光的频率B．在同种介质中，光的传播速度小于光的传播速度C．光和光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光D．分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中光相邻两个亮条纹中心的距离小于光相邻两个亮条纹中心的距离6．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是（）A．a光的频率大于b光的频率B．出射光束a、b不一定相互平行C．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距7．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示内疏外密的同心圆环状条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）A．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．若凸透镜的曲率半径增大，则会造成相应条纹间距减小D．若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距减小8．如图所示，双缝干涉实验中利用相同的实验装置，分别得到了甲、乙两种色光的干涉图样下列关于甲、乙光的说法正确的是（）A．甲光光子的动量大于乙光光子的动量B．甲光光子的能量大于乙光光子的能量C．同种介质对甲光的折射率大于对乙光的折射率D．甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度9．下列说法错误的是（）A．海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的B．防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉作用，将有害蓝光的波段进行反射C．光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质D．汽车在通过等距的减速带时，车速越快越容易发生共振10．一束复色光射到三棱镜的O点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为a光和b光，如图所示，下列说法正确的是（）A．入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上a光先消失B．a光的折射率大于b光的折射率C．在真空中，a光的速度大于b光的D．在同一双缝干涉装置中，a光产生的干涉条纹比b光的宽11．1834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。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M反射在光屏上，最终在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，光的波长为。则下列说法正确的是（）A．实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光B．实验中，单色光的波长越短，干涉条纹越宽C．光源到平面镜距离a越大，干涉条纹越宽D．只改变光源到光屏的距离l，不能改变干涉条纹的宽度12．铁丝圈上附有肥皂沫，竖直放置时，可以观察到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（）A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化B．肥皂膜前后两个面的侧视形状为上薄下厚的梯形C．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动，条纹也会跟着转动二、填空题13．（1）薄膜干涉是液膜前后两个面______的光共同形成的。（2）不同位置液膜前后两个面的反射光的______不同，某些位置两列波叠加后相互______，出现亮条纹，另一些位置，两列波相互______，出现了暗条纹。14．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的色散现象()15．白光照射双缝，在屏幕中央将出现________色明纹，两旁为________色条纹。16．两束单色光A、B垂直射入同一长方体玻璃砖的上表面，单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面。则玻璃砖对单色光_______。（选填“A”或“B”）的折射率较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到单色光__________（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大。17．用干涉法检查物体表面平滑程度，产生的干涉条纹是一组平行的条纹，若劈尖的上表面向上平移，如图甲所示，则干涉条纹的距离将__________；若使劈尖角度增大，如图乙所示，干涉条纹的距离将__________。（均选填“变窄”、“变宽”或“不变”）三、解答题18．观察水面上的油膜，发现色彩会不断地运动变化，如图所示。请解释出现该现象的原因。19．如图所示，一铁丝环中有肥皂液膜，当日光照射肥皂液膜时会出现彩色条纹。请分析原因。20．如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)；(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象.21．用橙色光做双缝干涉实验时，测得双缝间的距离为0.1cm，双缝挡板与光屏间的距离为205cm，第1条亮线与第5条亮线中心间距为0.5cm。求橙色光的波长和频率。22．如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为，现分别用A、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。（1）若A光在折射率为n=1.5的介质中波长为410-7m，则P点是亮条纹还是暗条纹；（2）若B光在某介质中的波长为3.1510-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，则P点是亮条纹还是暗条纹。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．B【详解】由c＝λf知黄光的波长为λ＝＝m＝0.5μm到P点的光程差与黄光的半波长相比为：＝＝3即为半波长的奇数倍，所以P点出现暗条纹．到Q点的光程差与黄光的半波长相比为：＝＝6即为半波长的偶数倍，所以Q点出现明条纹．故选B。2．B【详解】箱子灌满油时，折射率增大，根据v=可知光速减小，根据v=λf可知光的波长减小，根据干涉条纹间距公式Δx=λ可知条纹间距减小，故ACD错误，B正确。故选B。3．A【详解】根据解得故选A。4．B【详解】用氦氖激光器发出的激光，经反射镜反射后照射金属挡板上的两条平行的狭缝，能产生干涉现象，则在挡板后面的屏上可以观察到单色的均匀条纹。故选B。5．C【详解】A．由光路图可知，水对b光的偏折程度较大，则b光的折射率较大，则b光的折射率比a光大，A错误；B．根据可知在同种介质中，b光的传播速度小于a光的传播速度，B错误；C．因为可知，a光的临界角大于b光，则光和光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，则一定是b光发生了全反射，射出的一定是光，C正确；D．根据可知，因a光的波长大于b光，则分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中光相邻两个亮条纹中心的距离大于光相邻两个亮条纹中心的距离，D错误。故选C。6．A【详解】A．根据折射定律a光的折射角小，折射率大，频率的，所以a光的频率大于b光的频率，A正确；B．对a光，根据折射定律根据反射定律解得对a光，出射光线与法线的夹角等于θ，同理，对b光，出射光线与法线的夹角也等于θ，所以，出射光束a、b一定相互平行，B错误；C．根据折射率小的b光临界角大，C错误；D．根据用同一装置进行双缝干涉实验，a光的折射率大波长小，条纹间距小，D错误。故选A。7．B【详解】AB．凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A错误，B正确；C．若平薄凸透镜的圆弧面曲率半径增大，则空气膜厚度变小，圆环状干涉条纹的间距将变大，故C错误；D．若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。故选B。8．D【详解】A．由双缝干涉间距公式由图中甲光条纹间距大于乙光条纹间距可得由光子动量公式可知甲光子的动量小于乙光子的动量，故A错误；B．由光子能量公式知甲光子的能量小于乙光子能量，故B错误；C．由折射率公式即同种介质对甲光的折射率小于对乙光的折射率。故C错误；D．由折射率与传播速度关系式可得甲光在水中传播速度大于乙光在水中传播速度，故D正确。故选D。9．D【详解】A．海市蜃楼是由于光的折射和全反射而产生的，故A正确，不符合题意；B．防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，通过对有害波段的蓝光发射，通过薄膜干涉减弱蓝光的通过率，故B正确，不符合题意；C．全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光学现象，光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，故C正确，不符合题意；D．当汽车的固频率等于减速带产生的驱动力频率时，汽车会发生共振，振动最强烈，并不是车速越快越容易发生共振，故D错误，符合题意。故选D。10．D【详解】AB．由图可知，a光的偏折程度较小，根据折射率公式可得a光折射率小于b光折射率，当入射光以O点为轴顺时针转动，光屏上b光先消失，AB错误；C．光在真空中的传播速度相同，C错误；D．由于a光折射率小于b光折射率，所以a光的波长大于b光波长，由公式可知，a光产生的干涉条纹比b光宽，故D正确；故选D。11．A【详解】A．根据题意画出光路图如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，故A正确；BCD．该干涉可看成双缝干涉，设S与的距离为d，则S到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式可得可知越短，越小，条纹越窄；越大，越小，条纹越窄；改变距离l可以改变，可以改变条纹宽度；故BCD错误。故选A。12．C【详解】C．肥皂膜上条纹的形成是因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，是薄膜干涉，选项C正确；A．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，选项A错误；B．肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其前后两个面的侧视形状应是一个圆滑的曲面而不是梯形，选项B错误；D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，选项D错误。故选C。13．

反射

路程差

加强

削弱【详解】略14．错误【详解】阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，故题干说法错误。15．

白

彩【详解】[1][2]白光照射双缝，屏幕中央到双缝的间距相等，各种色光在屏幕中央均为亮条纹，叠加后为白色明纹，两旁为彩色条纹。16．

B

A【详解】[1]单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面，则单色光A在玻璃砖中的传播速度较大，由可知，玻璃砖对单色光A的折射率较小,对单色光B的折射率较大；[2]玻璃砖对单色光A的折射率较小,单色光A的频率较小，由c=λf可知，单色光A的波长较长，双缝干涉条纹间距用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，单色光A产生的条纹间距较大。17．

不变

变窄【详解】[1][2]劈尖的上表面向上平移，上下表面的反射光的光程增大，但变化情况相同，只是条纹平移了，条纹间距不变；劈尖角度增大时，则光程差变大的快了，因而条纹间距变窄。18．见解析【详解】当白光照射在油膜表面时，被油膜的前后表面反射的两列反射波叠加，形成干涉条纹；由于白光中的各色光的波长不同，干涉后的条纹间距不同，在薄膜上就会出现彩色条纹；由于薄膜的厚度不断变化，则彩色条纹会不断地运动变化。19．见解析【详解】当日光照射肥皂液膜时，前后表面的反射光在前表面发生叠加产生干涉，所以在薄膜上一侧出现条纹，由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜上出现彩色条纹。因为光程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，