4.3光的干涉课堂限时训练（Word版含解析）

光的干涉
必备知识基础练
1.(多选)下列关于双缝干涉实验的说法正确的是(　　)
A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C.频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列单色光能够发生干涉现象
D.照射单缝的单色光的波长越小,光屏上出现的条纹宽度越宽
2.(2021河北博野中学高二开学考试)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,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中,放置在双缝与光屏之间(可视为双缝与光屏之间全部为矿泉水),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距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。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.x2=x1
B.x2>x1
C.该矿泉水的折射率为
D.该矿泉水的折射率为
3.
如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P点到双缝距离之差S2P-S1P应为(　　)
A. B. C. D.
4.某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中,A为单缝屏,B为双缝屏,C为像屏。当他用一束阳光照射到A上时,屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后,C上出现一亮斑。分析实验失败的原因,最大的可能是(　　)
A.单缝S太窄
B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不等
D.太阳光不能作光源
5.
(多选)(2021北京八中高二期末)如图所示,把一个凸透镜A(上表面为平面)和标准的平板玻璃B叠放在一起。用平行单色光由上向下照射,在A的上方向下观察,会看到一圈圈明暗相间的同心圆环状的干涉条纹,这种干涉条纹叫牛顿环,它是检查透镜质量的一种方法。分别用a﹑b和c﹑d表示透镜A和平板玻璃B的上﹑下两个表面,下列说法正确的是(　　)
A.两束相干光是由a、b面反射形成的
B.两束相干光是b、c面反射形成的
C.干涉条纹是疏密均匀的同心圆
D.干涉条纹不是疏密均匀的同心圆
关键能力提升练
6.
右图是用薄膜干涉法检查平面的平整程度的示意图。其中AB是透明的标准样板,CD是被检查的平面。用单色光从上面竖直地照射下来,从AB上方观察到有明暗相间的条纹,这是由两束反射光叠加形成的。下列说法正确的是(　　)
A.两束反射光分别是从AB的上表面和AB的下表面反射的
B.两束反射光分别是从AB的上表面和CD的上表面反射的
C.两束反射光分别是从AB的下表面和CD的上表面反射的
D.如果将右边BD间垫的薄片变薄些,观察到相邻亮条纹间的距离将减小
7.
(多选)双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝S的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点到两缝的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条
纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较,红光的波长最长,蓝光的波长最短,那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹情况,下列叙述正确的是(　　)
A.O点出现红光的亮条纹
B.红光的第一条亮条纹在P点的上方
C.O点不出现蓝光的亮条纹
D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
8.
(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示,调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是(　　)
A.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
B.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
C.若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
D.若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
参考答案：
必备知识基础练
1.(多选)下列关于双缝干涉实验的说法正确的是(　　)
A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C.频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列单色光能够发生干涉现象
D.照射单缝的单色光的波长越小,光屏上出现的条纹宽度越宽
解析在杨氏双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,故选项A错误,B正确;频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象,选项C正确;由Δx=λ可知,波长越短,条纹间距越窄,选项D错误。
答案BC
2.(2021河北博野中学高二开学考试)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,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中,放置在双缝与光屏之间(可视为双缝与光屏之间全部为矿泉水),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距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。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.x2=x1
B.x2>x1
C.该矿泉水的折射率为
D.该矿泉水的折射率为
解析根据n=和v=fλ可知光在水中的波长小于在空气中的波长,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ可知填充矿泉水后的干涉条纹间距x2小于填充前的干涉条纹间距x1,所以A、B错误;根据n=和v=fλ可得n=,又由x1=λ1和x2=λ2得n=,故C正确,D错误。
答案C
3.
如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P点到双缝距离之差S2P-S1P应为(　　)
A. B. C. D.
解析单色光的波长为λ=,又P点出现第3级暗条纹,即S2P-S1P=5×,选项D正确。
答案D
4.某同学自己动手利用如图所示的器材,观察光的干涉现象,其中,A为单缝屏,B为双缝屏,C为像屏。当他用一束阳光照射到A上时,屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后,C上出现一亮斑。分析实验失败的原因,最大的可能是(　　)
A.单缝S太窄
B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不等
D.太阳光不能作光源
解析本实验中,单缝S应非常窄,才可看作“理想线光源”,也才能成功地观察到干涉现象,移走B屏后,在C上出现一亮斑,说明单缝S太宽,故B正确,A错误;S到S1和S2距离不等时,也能出现干涉条纹,但中央不一定是亮纹,C错误;太阳光可以作光源,屏上将出现彩色条纹,D错误。
答案B
5.
(多选)(2021北京八中高二期末)如图所示,把一个凸透镜A(上表面为平面)和标准的平板玻璃B叠放在一起。用平行单色光由上向下照射,在A的上方向下观察,会看到一圈圈明暗相间的同心圆环状的干涉条纹,这种干涉条纹叫牛顿环,它是检查透镜质量的一种方法。分别用a﹑b和c﹑d表示透镜A和平板玻璃B的上﹑下两个表面,下列说法正确的是(　　)
A.两束相干光是由a、b面反射形成的
B.两束相干光是b、c面反射形成的
C.干涉条纹是疏密均匀的同心圆
D.干涉条纹不是疏密均匀的同心圆
解析由题图可知,两束干涉光是题图中b、c面反射形成,A错误,B正确;空气薄层厚度不是均匀增加,而是越向外越厚,所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆,C错误,D正确。
答案BD
关键能力提升练
6.
右图是用薄膜干涉法检查平面的平整程度的示意图。其中AB是透明的标准样板,CD是被检查的平面。用单色光从上面竖直地照射下来,从AB上方观察到有明暗相间的条纹,这是由两束反射光叠加形成的。下列说法正确的是(　　)
A.两束反射光分别是从AB的上表面和AB的下表面反射的
B.两束反射光分别是从AB的上表面和CD的上表面反射的
C.两束反射光分别是从AB的下表面和CD的上表面反射的
D.如果将右边BD间垫的薄片变薄些,观察到相邻亮条纹间的距离将减小
解析AB是等厚的透明样板,CD是不透明的,发生干涉现象是由两者之间的空气膜造成的。明确薄膜干涉的成因后,可知本题选项C正确。垫片变薄后,在同一位置,两束反射光的光程差变小,而相邻亮条纹的光程差是一个波长,由于AB倾角变小,因此相邻亮条纹间的距离应增大。
答案C
7.
(多选)双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝S的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点到两缝的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条
纹。已知红光、绿光和蓝光三种色光比较,红光的波长最长,蓝光的波长最短,那么如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹情况,下列叙述正确的是(　　)
A.O点出现红光的亮条纹
B.红光的第一条亮条纹在P点的上方
C.O点不出现蓝光的亮条纹
D.蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
解析中央O点到S1、S2的路程差为零,所以换不同颜色的光时,O点始终为亮条纹,选项A正确,C错误;波长越长,条纹间距越宽,所以红光的第一条亮条纹在P点上方,蓝光的第一条亮条纹在P点下方,选项B正确,D错误。
答案AB
8.
(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示,调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是(　　)
A.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
B.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
C.若将像屏向上平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
D.若将像屏向上平移一小段距离,屏上的干涉条纹将不会发生变化
解析双缝干涉发生后,并不只在有光屏处有干涉图样,而是在双缝右侧的空间,只要通过双缝后两列光在相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象,并且在新的位置仍很清晰,A、C、D正确。
答案ACD