4.3光的干涉 同步练习（含解析）

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．如图是、两种色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，下列说法中不正确的是（）A．同种均匀介质对光的折射率比光的大B．在同种均匀液体材料中进行传播时，光的传播速度更大C．由、色光组成的复色光通过三棱镜时，光的偏转角度更小D．、两种色光从同种均匀液体材料射入真空发生全反射时，光的临界角更小2．在杨氏双缝干涉实验中，如果（）A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大C．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是（）A．增大光源到单缝的距离 B．增大双缝之间的距离C．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源4．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5．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，某同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。下列改动可能会实现这个效果的是（）A．仅将滤光片向右移动靠近单缝B．仅减小双缝间的距离C．仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片6．在研究缸体材料C的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，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上表面间形成一个楔形的空气膜，现在用波长为的单色光垂直照射，同时改变C的温度，在B上方观察到移动的干涉条纹，则（）A．出现干涉条纹是由于B的上表面和A的上表面反射光叠加形成的B．若发现条纹向左移，可判定C在降温C．若C的温度由t1变为t2，发现有n个条纹通过D点（B上表面上的点，图中未画出），则C的高变化了D．温度变化前后观察到的条纹数目相同7．如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成ab、b两束光，则（）A．a是黄光，b是紫光B．a、b两束光分别通过相同的单缝，只有b能发生衍射现象C．a在玻璃砖中的传播速度小于b在玻璃砖中的传播速度D．用同一装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距较大8．下列说法中正确的是（）A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用了光的干涉B．通过两支夹紧的笔杆缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象C．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的衍射现象D．利用光的干涉原理可以检查光学平面的平整程度9．两块标准平面玻璃板形成一个劈形空间，内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗相间的干涉条纹。若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将（）A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定10．如图所示，一条红色光线和一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（）A．光线是红光，光线是紫光B．光线比光线穿过玻璃柱体所需时间长C．将光线顺时针转动到与光线重合，O点的透射光线一定会变为两条D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由光线变为光线，相邻干涉亮条纹间距变小11．从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条靠得近的平行狭缝、，如图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则（）A．干涉条纹是黑白的，O点是亮点B．干涉条纹是黑白的，O点是暗点C．干涉条纹是彩色的，O点是亮点D．干涉条纹是彩色的，O点是暗点12．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是（）A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大二、填空题13．如图，为双缝干涉实验示意图，已知SS1=SS2．当S为λ=0.6μm的单色光源时，恰在屏上P点处形成第三级暗条纹，则S1、S2到P点的路程差△s=m；当S换用另一单色光源时，在P点处恰形成第三级亮条纹（中央亮纹为第0级亮条纹），则这一光源的波长λ=m．14．如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光．则下面结论正确的是_____________．A．在真空中a光的波长小于b光的波长B．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率D．a光的频率大于b光的频率E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距15．在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的黄光，在距双缝1m的屏上形成干涉条纹。已知双缝间距为1.68×10-4m，则相邻两明条纹中心间距为_____m。若改用氦氖激光器作光源（发出红光），其它条件不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的_____（选填“大”或“小”）。16．如图所示，在双缝干涉实验中，激光的波长为，屏上点距双缝和的路程差为，则在这里出现的应是________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。17．如图所示，某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束，光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na：nb=__________；若复合光的入射角增大至37°，则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为__________；若用a、b两束光照射同一双缝干涉装置，测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为△xa：△xb，a、b两束光的频率之比fa：fb=__________。三、解答题18．同一实验装置，用不同的色光来做双缝干涉实验，所产生的干涉条纹是不同的。如图是由三种色光产生的干涉条纹，请比较它们有什么异同，并说明原因。谈谈你的认识，并与同学讨论交流。19．如图所示，一束频率为f=6×1014Hz的绿光从截面为等腰直角三角形的三棱镜AB面射入棱镜，从AC面射出，方向平行于BC。已知三棱镜对绿光的折射率为n=，不计二次反射。（光在真空中的速度c=3×108m/s）（1）通过计算在图上作出光束在射出三棱镜前的光路图；（2）求光束在射出三棱中传播的速度；（3）用出射光做双缝干涉实验，通过计算判断光屏上到两缝距离之差为Δr=7.5×10-7m的某点处出现的是明条纹还是暗条纹?20．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为，屏上点距双缝和的路程差为．则在这里出现的什么条纹？现改用波长为的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将如何变化？21．在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6m，如图所示，则：(1)P点是亮条纹还是暗条纹？(2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？（不包括O、P两处的条纹）22．如图所示，在静止海面上航行的船，从距海面高为l的天线上发射电磁波，岸上距海面高为h的天线接收电磁波，当船行到距离岸为L的某一位置时，电磁波消失了，若电磁波在空中传播，经海面反射，反向时相位改变，试回答下列问题：(1)说明产生这种现象的原因；(2)若L比h和l大得多，引起这种现象时，L、h、l、之间应满足什么关系？(3)若，，，电磁波消失，那么再近或再远一点的距离是多少时，也会引起这种现象？答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．B【解析】【详解】A．由图可知a光的相邻亮条纹间距更小，根据可知a光的波长较小，频率较大，同种均匀介质对光的折射率比光的小，故A错误；B．同种均匀介质对光的折射率比光的小，根据光的传播速度更大，故B正确；C.同种均匀介质对光的折射率比光的小，由、色光组成的复色光通过三棱镜时，光的偏转角度更大，故C错误；D．根据、两种色光从同种均匀液体材料射入真空发生全反射时，光的临界角更大，故D错误。故选B。2．C【解析】【详解】A.用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A错误；B.若仅将入射光由红光改为紫光，波长变短，则条纹间距一定变小，B错误；C.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹，C正确；D.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，红光和紫光的频率不同，不能发生干涉，屏上不会呈现彩色条纹，D错误。故选C。3．C【解析】【详解】BCD．通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度表达式有因此可能使缝屏距l变大了，双缝间距d减小了，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项BD错误；选项C正确；A．条纹间距与光源到单缝的距离无关，故选项A错误。故选C。4．B【解析】【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。5．D【解析】【详解】A．滤光片的作用是得到相干光源，靠近单缝和远离单缝不影响干涉，A错误；BC．双缝干涉两相邻亮条纹的间距为仅减小双缝之间的距离d或仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离，条纹间距都会变大，B错误；D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片，滤光片射向双缝等的光的波长λ减小，根据可知，条纹间距减小，D正确。故选D。6．D【解析】【详解】A．出现干涉条纹是由于B的下表面和A的上表面反射光叠加形成的，A错误；B．若C在降温，楔形的空气膜变薄，B的下表面距离A的上表面更近，B板上同一位置光程差变小，条纹将向右移动，B错误；C．当路程差等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，出现暗条纹，若C的温度由t1变为t2，发现有n个条纹通过D点，则说明同一位置光程差变化了故C的高变化了，C错误；D．劈尖干涉条纹间距取决于入射光线的波长和楔形空气薄膜的顶角即入射光线的波长和楔形空气薄膜的顶角均不变，故温度变化过程中条纹间距不变，由于B板的宽度一定，所以温度变化前后观察到的条纹数目相同，D正确。故选D。7．C【解析】【详解】A．由光路图可知，ab两束光入射角相同，但是a束光只有反正光线没有折射光线，发生了全反射，故a束光全反射临界角小于b束光。由可知故a束光是紫光，b束光是黄光，ab束光是黄光和紫光。A错误；B．a、b两束光分别通过相同的单缝，ab光均能发生衍射现象，观察到的是ab衍射图样叠加后的效果。B错误；C．由折射率与波速的关系可知，折射率与光在玻璃砖中的传播速度成反比，故C正确；D．双缝干涉时有又因为紫光的波长小于黄光，即故用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距关系为D错误。故选C。8．D【解析】【详解】A．用光导纤维束传送图像信息是利用光在纤维中不停地发生全反射而进行传递信息的，故A错误；B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；C．白光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不属于干涉现象，故C错误；D．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干涉现象，故D正确。故选D。9．A【解析】【详解】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，相邻亮条纹之间的距离同理加入水后由于在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变小。故选A。10．B【解析】【详解】A．由图看出，两束光在O点的折射出空气的折射角相同，A光的在玻璃中的入射角小于B光再玻璃中的入射角，由折射定律分析得知，玻璃对AO光的折射率大于对BO光的折射率，则AO光线是紫光，BO光线是红光，A错误；B．由可知，AO光线在玻璃中传播速度较小，所以AO光线较BO光线穿过玻璃砖所需时间长，B正确；C．由可知，紫光的临界角小于红光，故将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合时，紫光可能发生全反射，则出射光线只有一条，C错误；D．根据双缝干涉条纹间距公式若L和d不变时，入射光由波长较短的紫光改为波长较长的红光，干涉条纹间距变大，D错误。故选B。11．C【解析】【分析】【详解】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。12．C【解析】【详解】A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误。故选C。13．1.5×10-65×10-7【解析】【详解】在双缝干涉中，当光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，在P处出现第三条暗条纹，则由公式△s=2＝2.5×0.6μm＝1.5μm=1.5×10-6m；在P点处恰形成第三条亮纹（光屏正中央的亮纹记为第0条），则光程差：△x=3λ′，可得λ′=5×10-7m。14．BCE【解析】【详解】光线a的偏折程度小，根据折射定律公式可知a光的折射率小；a光的频率小，根据，a光在真空中的波长较长，故AD错误，C正确；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度大，故B正确；光线a在真空中的波长较长，根据双缝干涉条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故E正确。故选BCE．15．

3.51×10-3

大【解析】【详解】[1]由公式代入数据得[2]由磁波谱可知，红光波长比黄光的长，由公式可知，红光波长比黄光的长，则红光相邻两明条纹中心间距比黄光的大。16．亮条纹【解析】【分析】【详解】屏上点距双缝和的路程差为，则有即点距双缝和的路程差为半波长的偶数倍，故在点出现亮条纹。17．

37°

【解析】【详解】[1]．根据可得则[2]．a光的临界角为可知若复合光的入射角增大至37°，则a光束已经发生全反射，此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°；[3]．根据则18．见解析【解析】【分析】【详解】不同点：根