2019人教版选择性必修第一册第四章光3光的干涉拔高练习（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第四章 光 3 光的干涉 拔高练习
一、多选题
1．在杨氏双缝干涉实验中，如果（　　）
A．用白光当光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光当光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．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
D．杨氏双缝干涉实验中的光源必须是相干光源
2．图示为双缝干涉实验的示意图，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，若要想减小干涉图样相邻亮条纹的间距，下列做法正确的是（　　）
A．用红光替换绿光 B．用紫光替换绿光
C．增大单缝屏到双缝屏的距离 D．减小双缝屏到光屏的距离
3．做光的双缝干涉实验时，其他条件未变的情况下只改变光源，已知甲光源的波长大于乙光源的波长，则由此可知(　　)
A．甲光的条纹间距大于乙光的条纹间距
B．这两种光如果是红光和紫光，则甲光是紫光
C．在同一种介质中，甲光的速度小于乙光的速度
D．两种光相比，乙光更容易发生全反射现象
4．如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　）
A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B．从真空a、b两光传播速度相同
C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射临界角小
D．在同种均匀介质中，a光的波长小于b光的波长
5．光的干涉现象在技术中有重要应用．例如,在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度．如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光从上面照射,在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹．如果被测表面是平整的,干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲),下列说法正确的是（ ）
A．这是空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉
B．空气层厚度相同的地方,两列波的路程差相同,两列波叠加时相互加强或相互削弱的情况也相同
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
二、单选题
6．两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（　　）
A．两个灯亮度不同 B．灯光的波长太短
C．两灯光的振动情况不同 D．电灯发出的光不稳定
7．用单色光完成 “杨氏双缝干涉实验”，光屏上形成的图样是
A． B． C． D．
8．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。他改变的实验条件是（　　）
A．减小双缝之间的距离
B．减小光源到双缝的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源
9．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为绿光进行实验的图样，乙为换用另一种单色光进行实验的图样，则以下说法中正确的是（ ）
A．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
10．如图所示的双缝干涉实验装置中，当使用波长为6×10﹣7m的橙光做实验时，光屏中心点P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹；若换用波长为4×10﹣7m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗纹情况是（　　）
A．P和P1都是亮纹
B．P是亮纹，P1是暗纹
C．P是暗纹，P1是亮纹
D．P和P1都是暗纹
11．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为，若分别用频率和的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（　　）
A．频率为和的单色光分别照射时，均出现明条纹
B．频率为和的单色光分别照射时，均出现暗条纹
C．频率为的单色光照射时出现明条纹，频率为的单色光照射时出现暗条纹
D．频率为的单色光照射时出现暗条纹，频率为的单色光照射时出现明条纹
12．如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法不正确的是( 　)
A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加
B．用蓝光照射产生的干涉条纹间距比黄光照射时产生的条纹间距窄
C．干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加减弱产生的
D．薄膜上干涉条纹基本上是水平的
13．有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品能使被照物品产生的热效应大大降低，从而被广泛应用．这种灯降低热效应的原理是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜（如氟化镁），该膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示红外线在真空中的波长，n表示薄膜对该红外线的折射率，则所镀薄膜的厚度最小应为（不计半波损失）（　　）
A． B． C． D．
14．如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(　　)
A．A、B、C三个位置都出现亮条纹
B．B位置处出现暗条纹
C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D．以上结论都不对
15．如图所示，甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是
A．a、b光在真空中的波长满足λa>λb
B．a、b光在玻璃中的折射率满足naC．若该两束光分别为红光和紫光，则a为红光
D．若a、b光分别从玻璃射入空气，则a光临界角较小
16．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到光照亮的水面区域P光大于Q光，以下说法正确的是 （ ）
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中的传播速度大于Q光
C．P光在水中传播的波长小于Q光在水中传播的波长
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光
17．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，放置在双缝与荧光屏之间（之前为空气），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和填充前的干涉条纹间距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．
B．
C．该矿泉水的折射率为
D．该矿泉水的折射率为
三、填空题
18．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹（从中央亮条纹往上数），已知光速为c，则P点到双缝的距离之差应为______。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
A．杨氏双缝干涉实验中，用白光当光源，屏上将呈现彩色条纹，故A错误；
B．用红光当光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确；
C．红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错误；
D．双缝干涉的条件是必须有相干光源，故D正确。
故选BD。
2．BD
【详解】
AB．根据条纹间距公式可知，用波长小的光可以减小条纹间距，紫光比绿光波长短，红光比绿光波长长，故A错误，B正确；
C．根据条纹间距公式可知，增大单缝屏到双缝屏的距离，不会改变条纹间距，故C错误；
D．根据条纹间距公式可知，减小双缝屏到光屏的距离L，增大与的间距d，都可以减小条纹间距，故D正确。
故选BD。
3．AD
【详解】
A．根据
Δx＝
可知，波长越长，条纹间距越大，所以甲光的条纹间距大于乙光的条纹间距，故A正确；
B．由
ν＝
可知，甲光的波长大，所以频率小，红光的频率小于紫光的频率，所以甲光应该是红光，故B错误；
C．光的频率小，则折射率小，根据
v＝
可知在同种介质中，甲光的速度大于乙光的速度，故C错误；
D．由
sin C＝
可知，甲光的折射率较小，所以甲光的临界角较大，所以甲光相比于乙光较不容易发生全反射，故D正确。
故选AD．
4．BCD
【详解】
A．根据公式和图像可知，b的波长长，根据，所以b的频率小，b的折射率小，根据，在同种介质中，b光的传播速度大，故A错误；
B．真空中光的传播速度相同，故B正确；
C．b的折射率小，根据可知，b光发生全发射的临界角大，a光全反射临界角小。故C正确；
D．在同种均匀介质中，b光的波长长，故D正确。
故选BCD。
5．ABC
【详解】
（1）在标准样板平面和被测平面间形成了很薄的空气薄膜，用单色光从标准平面上面照射，从空气薄膜的上下表面分别反射的两列光波频率相等，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；
（2）在空气层厚度d相等的地方，两列波的波程差均为2d保持不变，叠加时相互加强和削弱的情况是相同的，属于同一条纹，故薄膜干涉也较等厚干涉，B正确；
（3）薄膜干涉条纹，又叫等厚条纹，厚度相同的地方，应该出现在同一级条纹上．图中条纹向左弯曲，说明后面较厚的空气膜厚度d，在左面提前出现，故左方存在凹陷现象，C正确，D错误．
故本题选ABC
6．C
【详解】
一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
故选C。
7．A
【详解】
用单色光完成 “杨氏双缝干涉实验”，光屏上形成的图样是平行等距、明暗相间的条纹，故选A.
8．A
【详解】
ACD．由图可知，亮纹的宽度变大了，根据相邻两个亮（暗）纹间距
可知，若想增大亮纹宽度，可增大双缝到光屏之间的距离L，增大波长或减小两个双缝间的距离d，而根据
增大波长相当于减小光的频率，因此A正确，CD错误；
B．改变光源到双缝的距离，不会改变条纹的宽度，B错误。
故选A。
9．A
【详解】
乙图中条纹的间距比甲图大，根据双缝干涉的条纹间距公式知，乙图中光的波长较长，且比绿光的波长长．红光的波长比绿光长，紫光的波长比绿光短，A正确．
10．B
【详解】
根据形成明、暗条纹条件可知：无论换用哪种波长的色光
Δx＝PS1－PS2＝0
故P点总是明纹．橙色光在P1点形成第一级明条纹，有
Δx＝P1S2－P1S1＝nλ＝1×6×10－7 m＝6×10－7 m
这对紫光来说
P1S2－P1S1＝1.5λ紫
故P1为暗纹。综上分析B正确。
故选B。
11．C
【详解】
根据波的叠加可知，与两个狭缝的光程差是波长的整数倍处出现亮条纹，与两个狭缝的光程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。据可得
即
可知用频率为f1的单色光照射时，P点出现明条纹，用频率为f2的单色光照射时，P点出现暗条纹。
故选C。
12．C
【详解】
由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A说法正确；条纹间距与光的波长成正比，由于蓝光波长短，故蓝光条纹间距窄，故B说法正确；干涉条纹间的亮纹是由于两反射光叠加增强产生的，故C说法错误；薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故D说法正确．
13．C
【详解】
当薄膜前后表面反射光线的光程差为半波长的技术倍时，薄膜两个界面上的反射光相干涉后互相削弱，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，则
解得
故厚度d的最小值为，其中为红外线在薄膜中的波长，由题意可知
则
ABD错误，C正确。
故选C。
14．A
【详解】
点A是波峰和波峰叠加，为振动加强点，且振动始终加强；点C是波谷和波谷叠加，为振动加强点，且始终振动加强；点B到两个光源的光程差为零，故为振动加强点，且始终振动加强，故三个位置都出现亮条纹，A正确。
故选A。
15．D
【详解】
A.根据双缝干涉相邻条纹间距公式可得在其它条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知光的波长小于光的波长，故选项A错误；
C.由于光的波长小于光的波长，所以光的频率大于光的频率，若该两束光分别为红光和紫光，则光为红光，故选项C错误；
BD.由于对于同一种介质，频率越大，折射率越大，故光在玻璃中的折射率大于光在玻璃中的折射率，由知光的临界角小于b光的临界角，故选项D正确，B错误．
16．B
【详解】
由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q，所以P的折射率小于Q的，由v=c/n，那么P在水中的速度大于Q，P光的频率也小于Q光．故A错误，B正确；
因P在水中的速度大于Q，P光的频率也小于Q光，由，则P光的波长比Q长，故C错误；P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，根据可知，P光的相邻条纹间距大于Q．故D错误；
17．C
【详解】
AB．把空气换成矿泉水后，入射光的频率f不变，光在水中的传播速度减小，根据可知，波长减小．根据干涉的条纹间距公式
可知，对同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，则
故AB错误；
CD．根据双缝干涉条纹的间距公式
可得
所以
故D错误，C正确。
故选C。
18．
【详解】
双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹对应的距离之差为
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