4.3光的干涉综合训练-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（解析版）

4.3光的干涉一、选择题（共13题）1．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色2．取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是A．这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果B．这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光相干涉的结果C．这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果D．这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果3．某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距，若双缝间距为，双缝到屏的距离为，则光波的波长为（

）A． B．C． D．4．已知某玻璃对黄光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（

）A．在该玻璃中传播时，黄光的速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，黄光折射角较大C．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D．用同一装置进行双缝干涉实验，黄光的相邻条纹间距较大5．如图所示,在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，则（

）A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置不变C．仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置略上移D．仍可产生干涉条纹,其中央亮条纹的位置略下移6．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正确的是（）A． B．C． D．7．由a、b两种光组成的复色光从玻璃射入空气时形成如图所示的光路图，已知出射光线只有b光。下列说法正确的是（）A．反射光线中只包含a光B．a光的折射率大于b光的折射率C．a光在真空中的传播速度小于b光在真空中的传播速度D．a、b两种光经同一装置完成双缝干涉实验，a光形成的干涉条纹间距大于b光形成的干涉条纹间距8．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9．如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹中心，现换用波长为400nm的紫色光照射单缝S，则（）A．P和P1处都为亮条纹B．P和P1处都为暗条纹C．P处是亮条纹，P1处是暗条纹D．P处是暗条纹，P1处是亮条纹10．如图所示，下列说法不正确的是（）A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定能产生电磁波D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射11．“牛顿环”又称“牛顿圈”，如图甲所示。牛顿环的上表面是半径很大的玻璃球冠的平面，下表面是球冠的凸面，其工作原理为“薄膜干涉”。可以用来判断透镜表面曲率半径和液体折射率等。把牛顿环与玻璃面接触，在日光下或用白光照射时，可以看到明暗相间的彩色圆环；若用单色光照射，则会出现一些明暗相间的单色圆环，如图乙所示。它们是由球面和被检测面上反射的光相互干涉而形成的条纹，这些圆环的分布情况与球冠半径及被测物品的表面情况有关。以下分析正确的是A．圆环的间距大小与球冠半径大小无关B．球冠的半径越大，圆环的间距越小C．若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的D．被检测的面必须是平的12．下列高中物理教材上插图涉及到光的干涉原理的是（

）A． B．C． D．13．一束由、两单色光组成的复色光从空气射向由玻璃材料制成的棱镜，经三棱镜折射分离成两束单色光、，如图所示，则下列说法正确的是．A．光在玻璃中的传播速度小于光在玻璃中的传播速度B．光在真空中的波长大于光在真空中的波长C．光在玻璃中的频率小于在真空中的频率D．光从玻璃射向空气的临界角大于光从玻璃射向空气的临界角E．、两束光分别通过同一双缝干涉试验仪，光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距二、填空题14．白光干涉中央亮纹旁边是颜色是______，红色和紫色的亮纹间距大的是______。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，其发出的红光波长比黄光的___________（选填“长”或“短”），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．如图所示中的两幅图是研究光的波动性时拍摄到的．这属于光的____________现象；如果图中（A）、（B）分别是用红光和紫光在相同条件下得到的，则_________________是用红光得到的．三、综合题17．相对机械波的干涉实验而言，光的干涉实验的难度更大，英国物理学家托马斯·杨成功地在实验室里做出了双缝干涉实验，该实验的主要困难是什么？托马斯·杨用什么办法巧妙地解决了这个难题？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．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7m，如果用频率为6.0×1014Hz的黄光照射双缝，试问：(1)该黄光的波长是多少？(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹？20．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？参考答案：1．D【详解】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，ABC错误；2．B【详解】光照射到两块玻璃板之间的空气膜，在上下表面发生反射，产生叠加，形成干涉条纹，属于薄膜干涉，故B正确，A、C、D错误；故选B．3．B【详解】条纹间距，由，可得．A.，选项A不符合题意；B.，选项B符合题意；C.，选项C不符合题意；D.，选项D不符合题意；4．C【详解】试题分析：由关系式可知，折射率大的黄光速度小，故A错．由折射定律可知，以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，折射率越大，折射角越小．黄光折射率大，折射角反而小．故B错．有公式，折射率越大的黄光，临界角反而小，故C对．用同一装置进行双缝干涉实验，则双缝的间距及双缝到屏的距离相同，相邻条纹间距，波长较大的红光的条纹间距较大，故D错．故选C．5．D【详解】在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过S1、S2到S的路程差任等于0．SS1＜SS2，SS1+S1P=SS2+S2P那么S1P＞S2P，中央亮纹P的位置略向下移，ABC错误D正确．6．C【详解】试题分析：由图看出a光的干涉条纹大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式可知，a光的波长大，则同一介质对a的折射率小，对b光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，光线经过两次折射后从玻璃射出的出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，故A错误．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，即ab应该都与入射光平行，故B错误．由分析可知，a光的临界角较大．当光从棱镜射入空气中时，若b发生全反射，则a光可能不发生全反射，能从棱镜射出，但光线在棱镜右侧面仍有反射，反射光则为复色光，故C正确．若a光发生全反射，则b光一定发生全反射，两光束都不能从棱镜射出，故D错误．故选C．7．B【详解】A．反射光线中包含a光和b光，A错误；BC．由光路图可知b光的临界角大于a光的临界角，根据可得，a光的折射率大于b光的折射率。无论何种光，在真空中的传播速度均为c，C错误B正确；D．a光的折射率大于b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，双缝干涉条纹实验中，条纹间距公式为可得a光形成的干涉条纹间距小于b光形成的干涉条纹间距，D错误。故选B。8．C【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。9．C【详解】缝S1、S2到光屏中央P点的距离相等，无论什么色光，其相干光的路程差均为0，故P处都是亮条纹。对于波长为600nm的橙色光，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1个波长，则换用波长为400nm的紫色光时，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1.5个波长，因此紫色光照射时在P1处是暗条纹；故C正确，ABD错误；故选C。10．C【详解】A．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，A正确；B．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距△x与双缝间距离d及光的波长λ的关系式，可知只减小屏到挡板间距离L，两相邻亮条纹间距离△x将减小，B正确；C．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场周围产生稳定磁场，不能产生电磁波，周期性变化的电场周围才一定能产生电磁波，C错误；D．红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射，D正确。故选C。11．C【详解】AB．设透镜的曲率半径为R，由暗条纹的条件和几何关系可知第k级暗条纹的半径对上式求导得为晶环间距即圆环的间距大小与球冠半径大小有关且半径越大，圆环的间距越大，产生的干涉条纹各环的间距内疏外密。选项A、B错误；CD．牛顿环实验不仅可以测平面还可以测球面。若观察到的是规则圆环，则被检测的面是均匀、对称的，选项C正确，D错误。故选C。12．BC【详解】A．图中用到的光导纤维，采用的是全反射的原理，故A错误；B．全息照相利用的是光的干涉原理，故B正确；C．镜头玻璃的颜色利用的是薄膜干涉原理，故C正确；D．图象中是光的衍射现象，故D错误；13．BDE【详解】A．由图可知,通过三棱镜后,a光的偏折角小于b光的偏折角,故说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,根据v=c/n分析可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，故A错误；B．a光的折射率小于b光的折射率，说明a光的频率小于b光的频率，由c=λf知，a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长，故B正确；C．光的频率由光源决定，与介质无关，所以a光在玻璃中的频率与在真空中的频率相等，故C错误；D．a光的折射率小于b光的折射率,根据全反射临界角公式sinC=1/n分析知，a光的临界角比b光的大，故D正确．E．a光的波长大于b光,由双缝干涉条纹间距公式可知，a光的干涉条纹大于b光的干涉条纹，故E正确．故选BDE．14．

紫色

红色【详解】根据双缝干涉条纹的间距公式知，红光的波长比紫光长，则亮条纹间距较宽，因此白光干涉中央亮纹旁边的颜色是紫色。15．

3.51×10－3（3.50×10－3或3.5×10－3也可）

长

大【详解】由公式代入数据得由磁波谱可知，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．

干涉

（B）【详解】(1)两幅图呈现的是明暗相间的条纹，且条纹间距相等，这是光的干涉产生的现象；(2)根据干涉的条纹间距公式，因，则红光的干涉条纹间距较宽，即为图B的图样.17．可见光的波长很短，要得到满足相干条件的两个独立的光源是非常困难的。托马斯·杨用双缝装置即将单缝射出的光波通过双缝分为两列光波，巧妙的解决了相干光源的问题。18．不同点：根据图可知，对于单色光，不同的波长的光，在双缝干涉时得到的条纹间距不同，由于可知红光的条纹间距大于蓝光，白光是复色光，其中不同的波长的单色光条纹之间的距离不同，所以白光呈现彩色条纹。相同点：都会出现明暗相同的条纹。19．(1)5×10-7m；(2)暗条纹【详解】(1)根据可得λ＝＝