5.1光的干涉基础巩固-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册(word含答案)

5.1光的干涉基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，、为两束不同频率的单色光，以的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面，直线与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于点，入射点、到点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的点，则下列说法正确的是（　　）
A．在真空中，光的传播速度大于光的传播速度
B．在玻璃中，光的传播速度小于光的传播速度
C．同时增大入射角（入射角始终小于），则光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽
2．某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后射再到光屏上，如图为某一条光线的光路图则（　　）
A．光现象为偏振现象
B．光现象为衍射现象
C．光屏上的条纹与镜面平行
D．光屏上是明暗相间的彩色条纹
3．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中相邻两条亮纹间距较大的单色光比相邻两条亮纹间距较小的单色光（ ）
A．其光子的能量较大
B．在玻璃中传播速度较大
C．在真空中的波长较短
D．在玻璃中传播时，相邻两条亮纹间距较大的单色光在玻璃中折射率较大
4．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是(　 　)
A．玻璃三棱镜对c光的折射率最小
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大．
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角．从空气中射入某一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
5．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线在薄膜中的波长，用λ0表示此红外线在真空中的波长，则灯泡所镀薄膜的厚度最小应为（　　）
A．λ0 B．λ C．λ D．λ0
6．物理学原理在现代科技中有许多重要应用，可以利用波的干涉给飞机降落进行导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为和的无线电波，飞机降落过程中，当接收到和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是（　　）
A．两种无线电波的波速不同
B．导航的原理为两种波之间的干涉
C．跑道区域始终是两种电波各自的振动加强区
D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
7．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是　　
A．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
B．白光通过三棱镜后得到彩色图样是利用光的衍射现象
C．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
D．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
8．下列说法中正确的是（　　）
A．图甲∶全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
B．图乙∶医学上用光导纤维制成内窥镜来检查人体器官内部，这是利用光的衍射原理
C．图丙∶拍摄汽车玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个增透膜可以减少反射光的损失
D．图丁∶在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距变宽
9．在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮纹。其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A点是暗条纹位置，可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz，则入射光的波长可能是（　　）
A．8.0×10－7m B．4.8×10－7m C．4.0×10－7m D．3.4×10－7m
10．利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹是样板的上、下两个表面的反射光干涉形成的
B．当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小
C．当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变
D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的
11．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
12．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600nm的橙色光照射时，在光屏上的点和点上方的点恰好形成两列相邻的亮条纹。若用波长为400nm的紫光重复上述实验，则点和点形成的明暗条纹情况是（ ）
A．点和点都是亮条纹 B．点是亮条纹，点是暗条纹
C．点和点都是暗条纹 D．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
13．一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　）
A．真空中单个a光光子的能量大于b光光子的能量
B．a光从空气射入玻璃砖后速度变小，频率变小，波长变长
C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光
D．若用a、b分别在空气中做双缝干涉实验，同等条件下，光屏上得到的相邻两条干涉条纹的间距a光大于b光
14．一个半径较大的透明玻璃球体，截去上面的一大部分，然后将这—部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是( )
A．平行的亮暗相间的干涉条纹
B．环形的亮暗相间的干涉条纹
C．只能看到同颜色的平行反射光
D．一片黑暗
15．如图所示，虚线O'O垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，光线 a、b 平行虚线O'O从两侧对称入射，从玻璃砖下表面射出后与虚线O'O分别交于 P、Q，则下列说法正确的是（　　）
A．玻璃对两种光的折射率关系为naB．a 光比 b 光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长
C．a、b 光分别从该玻璃砖射向真空时，a 光发生全反射的临界角较大
D．在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比 b 光宽
二、填空题（共4题）
16．如图1是双缝干涉实验装置示意图．图2是用红光和紫光在同一装置做实验得到的干涉图样， a、b分别表示中央明条纹．回答下列问题：
（1）双缝的作用是__________________________
（2）甲、乙分别是_______光和__________光
17．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”）。
18．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30×10－7m的激光，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是__________（填“明条纹”或“暗条纹”）．
19．在“观察光的干涉现象”的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按如图所示的方法，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象。
（1）保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________（填“越大”或“越小”）。
（2）保持双缝的间隙不变，光屏到双缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________（填“越大”或“越小”）。
（3）在双缝间的距离和双缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________（填“大”或“小”）。
（4）在该实验中，若所用激光的波长为5.300×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为1.855×10－6 m，则在这里出现的应是________（填“亮条纹”或“暗条纹”）。
三、综合题（共4题）
20．两个狭缝相距0.3mm，位于离光屏50cm处，现用波长为6000 的光照射双缝，求：
(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少？
(2)若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗条纹间的距离是多少(水的折射率为4/3，1 ＝10－10m)
21．在双缝干涉实验中，光屏上某点到双缝和的路程差为，如果用频率为的光照射双缝，试问：
（1）该光的波长是多少？
（2）试通过计算分析点出现亮条纹还是暗条纹？
22．一般认为激光器发出的是频率为的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是（也称频率宽度）。让单色光照射到薄膜表面，一部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分光称为乙光），甲、乙两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间，理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：的最大值与的乘积近似等于1，即满足，才会观察到明显的稳定的干涉现象，已知某红宝石激光器发出的激光频率，它的频率宽度，让这束单色光由空气斜射到折射率为的薄膜表面，射入时与薄膜表面成角，如图所示；
（1）求从点射入薄膜中的光的传播方向（在图中画出）及传播速度；
（2）估算在图中的情境下，能观察到明显的稳定的干涉现象的薄膜的最大厚度。
23．杨氏双缝干涉实验中，双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，还能看到干涉现象吗？为什么？
参考答案
1．D
2．C
3．B
4．B
5．B
6．C
7．C
8．A
9．B
10．B
11．C
12．B
13．D
14．B
15．B
16．形成相干光源 紫 红
17．亮条纹
18．暗条纹
19．越大 越大 小 暗条纹
20．(1)1mm；(2)0.75mm
21．（1）（2）暗条纹
22．（1），；（2）
23．
不能看到干涉现象，因为只有当两束频率相等的光相遇时才会发生干涉现象．当双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，这时就变成一束绿光和一束黄光相遇，它们的频率不等，故它们相遇时不会发生干涉现象．