第四章 3 光的干涉同步检测（word版含答案）

2021人教版选择性必修第一册 第四章　3　光的干涉 同步检测
一、单选题
1．肥皂膜在太阳照射下出现彩色是由于光的：
A．色散 B．干涉 C．衍射 D．全反射
2．关于光学镜头增透膜，以下说法中错误的是( )
A．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度
B．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的四分之一
C．增透膜利用光的干涉原理
D．涂有增透膜的镜头，各种色光的反射光全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好
3．在双缝干涉实验中，中间零级明条纹到双缝的距离相等，那么从第四级明条纹到双缝的距离差是（　　）。
A．2λ B．2.5λ C．3λ D．4λ
4．下列说法中正确的是（ ）
A．托马斯·杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
B．自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在
5．一束单色平行光通过双缝后，在屏上得到干涉条纹，下列说法正确的是(　　)
A．相邻两条亮纹间距比相邻两条暗纹间距大
B．用红光做实验比用紫光做实验时，得到的亮条纹或暗条纹间的间距小
C．用白光做此实验不能形成条纹
D．用白光做此实验，屏上出现彩色条纹
6．如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，，经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的P点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮条纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则处的亮纹恰好是3号亮纹。当入射光的波长时，则处为（　　）
A．4号亮纹 B．4号暗纹 C．6号亮纹 D．6号暗纹
7．下列属于光的衍射现象的是( )
A． B．
C． D．
8．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
9．能产生干涉现象的两束光是（ ）
A．频率相同、振幅相同的两束光
B．频率相同、相位差恒定的两束光
C．两只完全相同的灯泡发出的光
D．同一光源的两个发光部分发出的光
10．两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则
A．在两波相遇的区域中会产生干涉
B．在两波相遇的区域中不会产生干涉
C．点的振动始终加强
D．点的振动始终减弱
11．如图所示，三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光比较a、b、c三束光，可知( )
A．a为波长较长的光
B．当它们在真空中传播时，a光的速度最大
C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小
D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
二、多选题
12．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（　　）
A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰
B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D．若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大
13．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　　)
A．减小S1与S2的间距
B．减小双缝屏到光屏的距离
C．将绿光换为红光
D．将整个装置放在水中
14．彩虹产生的原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中小水珠时的部分光路图，其中a、b为两种单色光，以下说法正确的是(　　)
A．a、b光在水珠中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
B．水珠对a光的折射率大于对b光的折射率
C．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距大于b光条纹间距
D．在水珠中a光的传播速度小于b光的传播速度
E．a、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射
15．下列说法正确的是________．
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．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偏振现象
C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象
D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性
16．下列说法正确的是（　　）
A．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
B．露珠呈现彩色是光的色散现象
C．紫外线在工业上可以检查金属零件内部缺陷
D．摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了增加光的透射强度
E．全息照相是利用了光的干涉原理
17．如图所示，下列四幅图对应的说法正确的是（ ）
A．图甲是研究光的衍射 B．图乙是研究光的干涉
C．图丙是利用光的偏振 D．图丁是衍射图样
18．如图所示，在双缝干涉实验中，S1 和S2 为双缝，P 是光屏上的一点，已知 P 点与 S1和S2 距离之差为 2.1×10-6m， 分别用 A、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，已知 A 光在折射率为 n=1.5 的介质中波长为 4×10-7m，B 光在这种介质中波长为 3.15×10-7m，当 B 光从这种介质射向空气时，临界角为 37°。以下说法正确的有（ ）
A．用A 光做双缝干涉实验时，P 点是亮条纹
B．用A 光做双缝干涉实验时，P 点是暗条纹
C．用B 光做双缝干涉实验时，P 点是亮条纹
D．用B 光做双缝干涉实验时，P 点是暗条纹
19．下列说法正确的是_________
A．当火车进站时，车站上的观察者听到光笛声尖锐刺耳，是因为观察者接收到的波源频率大于波源发出的频率
B．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越低传播速度越大
C．光的偏振说明光是一种横波
D．“海市蜃楼”是光的偏振现象的结果
E．两束单色光分别用同一装置进行双缝干涉实验时，频率小的光条纹间距大
20．做双缝干涉实验，用绿光照射两个单缝时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　）
A．减小两个单缝S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离
C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光
三、填空题
21．下列说法中正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，是属于光的衍射现象
C．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
D．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，在不改变其它条今年下，该同学可以采用红光作为入射光
E．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
四、解答题
22．如图所示为“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝和间距为，双缝到屏的距离为，波长为的单色平行光垂直入射到双缝和上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线上方第一条亮纹中心位置在处，第三条亮纹中心位置在处，现有1号、2号虫子分别从和同时出发，以相同速度沿垂直屏的方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，假定两只虫子爬行速度均为，则两只虫子运动的时间差为多少？
23．如下图所示，在某次双缝干涉实验中，Q处是中央亮条纹P往上数的第一条亮纹，已知从S1和S2发来的两束相干光到Q处的路程差是9×10-7m，则实验所用的单色光的频率是多少？第二条暗纹到两双缝的路程差为多少？
24．在双缝干涉实验中，用频率的单色光照射双缝，若屏上点到双缝距离之差为，则点将出现什么条纹？若将整个装置放入折射率的介质中进行上述实验，则点又将出现什么条纹？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
试题分析：肥皂膜在太阳照射下出现彩色是由于光的干涉，故选B
考点：考查光的干涉
点评：本题难度较小，肥皂膜在太阳照射下出现彩色是由于光在前后两个表面发生两次反射之后叠加而成的
2．D
【解析】
【详解】
ABC．增透膜是利用光的干涉原理制成的，当光程差为光在膜中波长的一半时，出现反射光减弱，减少光的反射损失，从而增加光的透射，则增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的1/4，故ABC正确，不符合题意；
D．在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，红色、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色，故D错误，符合题意．
故选D．
【点睛】
解决本题的关键是理解增透膜的原理：光的干涉原理，知道光程差为光在膜中波长的一半时反射减弱．
3．D
【解析】
【详解】
因为O到双缝的路程差为0，知O点出现亮条纹。根据双缝干涉的条纹原理可知，则第一级明条纹到双缝的距离差为，那么从第四级明条纹到双缝的距离差为，故D正确，ABC错误。
故选D。
【名师点睛】
当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，路程差是半波长的偶数倍时，出现明条纹。根据双缝干涉条纹的间距公式判断第一条亮条纹的位置。
4．B
【解析】
【详解】
试题分析：托马斯·杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故A错误；自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都是偏振光，故B正确；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，是波长变长，由条纹间距公式，可知干涉条纹间距变宽，故C错误；麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由赫兹用实验证实电磁波的存在，故D错误．
考点：光的干涉、衍射、偏振，麦克斯韦电磁场理论
5．D
【解析】
【详解】
干涉条纹的明纹和暗纹宽度是相等的，A错误；条纹间距与波长成正比，所以用红光做实验比用紫光做实验时，得到的明条纹或暗条纹间的间距大，B错误；用白光做此实验，屏上出现彩色干涉条纹，C错误，D正确．
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
入射光的波长为时，处的亮纹恰好是3号亮纹，则满足
当入射光的波长为时，则满足
则处为4号亮纹，A正确。
故选A。
7．A
【解析】
【详解】
光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射， A属于光的衍射现象，BCD属于光的干涉现象；
故选A．
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．根据出现明暗条纹的条件可知，点到双缝的路程差为零，一定出现亮条纹。用波长为600nm的橙色光照射时，在光屏上的点和点恰好形成两列相邻的亮条纹，则
解得nm，换用波长为400nm的紫光时有
可知P点是暗条纹，B正确、AC错误；
D．因橙光的波长大于紫光，则根据
可知，橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相邻亮条纹间距，D错误。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
由产生干涉的条件，可知A项错误，B项正确；即使是同一光源的两个部分发出的光，由于相位差随时间不同而改变，所以也不会发生干涉（激光光源除外）；通常把一束光一分为二来获得相干光源，故D项错误；对于C选项，也可以以日光灯为例来说明，日光灯下没有干涉现象的出现，说明不符合干涉条件．
10．B
【解析】
【详解】
试题分析：要判断能否发生稳定的干涉图样，主要是判定两列波的频率是否相同，根据在同一介质中不同的机械波的波速相等，而从图中看出，两列波的波长不同，从而判定频率不同故不能发生稳定的干涉图样．
从图中看出，两列波的波长不同，而在同一介质中不同的机械波的波速相等，根据，所以两列水波的频率不同，而只有两列波的频率相同时才能发生干涉现象，所以在两波相遇的区域中不会产生干涉，因为不能发生稳定的干涉现象，a点不能始终加强，当然也不能始终减弱，故B正确．
11．A
【解析】
【详解】
A．三种色光，a的偏折程度最小，知a的折射率最小，a的频率最小，根据，得a的波长最长，符合题意；
B．三种色光在真空中传播时，速度相等，都等于光速，不符合题意；
C．a的波长最长，再由双缝干涉的条纹间距：
知a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最大，不符合题意；
D． 根据全反射公式：
得：折射率越大，临界角越小，所以c光的临界角最小，不符合题意
12．BD
【解析】
【详解】
AB．根据
l变化，像屏上仍有清晰的干涉条纹，只是条纹间距发生变化，A错误，B正确。
CD．d减小时，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离Δx变大，C错误，D正确。
故选BD。
13．AC
【解析】
【详解】
A.根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距减大，故A正确；
B.根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝到屏的距离，即l减小，干涉条纹间距减小．故B错误；
C.根据双缝干涉条纹的间距公式知，将绿光换为红光，波长变长，则干涉条纹间距变大．故C正确；
D. 因为，所以
则光进入水中的波长
光进入水中波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式知，波长变短，则干涉条纹间距变小．故D错误．
14．BDE
【解析】
【详解】
根据公式v＝λf及，光在水珠中传播的波长小于光在真空中传播的波长，故A错误．根据光路图知，太阳光进入水珠时a光的偏折程度大，则a光的折射率大于b光的折射率，故B正确．折射率小，则频率小，波长大，则知a光的波长小于b光的波长，根据干涉条纹的间距公式知，a光干涉条纹的间距比b光干涉条纹的间距窄，故C错误；a光的折射率较大，由分析可知，在水珠中光线a的传播速度较小．故D正确．a、b光在同一介质中，因a光的折射率较大，依据，可知，a光的临界角较小，当以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射，故E正确．所以BDE正确，AC错误．
15．CD
【解析】
【详解】
A.拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，A错误；
B.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，B错误；
C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射，形成光的色散现象，C正确；
D.根据光的衍射与光的干涉特点，泊松亮斑是光的衍射现象，根据激光的应用可知，全息照相的拍摄利用了激光的相干性的特点，与干涉原理有关，D正确．
16．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．光纤纤维及医用纤维式内窥镜传输信号都是利用了光的全反射原理，选项A正确；
B．露珠呈现彩色是光的色散现象，选项B正确；
C．紫外线在工业上不能检查金属零件内部缺陷，因为紫外线只有杀菌消毒的作用，选项C错误；
D．摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了将偏振的反射光过滤，以增加拍摄的清晰度，选项D错误；
E．全息照相技术利用了光的干涉原理，选项E正确。
故选ABE。
17．ABD
【解析】
【详解】
A．图甲是光的单缝衍射，故A正确；
B．图乙是光的双缝干涉现象，故B正确；
C．图丙是检查表面的平整度，属于光的干涉现象，不是偏振现象，故C错误；
D．图丁是泊松亮斑，光的衍射，故D正确；
18．BC
【解析】
【详解】
AB．设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2
可得
λ1=nλ2=1.5×4×10-7m=6×10-7m
根据光程差
知A光在P点是暗条纹，故A错误，B正确；
CD．设B光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由
得
λ1=nλ2
又临界角C=37°所以
所以
根据光程差
δ=2.1×10-6 m=4λ1
可知B光在P点是亮条纹，故C正确，D错误。
故选BC。
19．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
根据多普勒效应，当火车进站时，火车与车站上的观察者靠近，车站上的观察者听到光笛声尖锐刺耳，是因为观察者接收到的波源频率大于波源发出的频率，选项A正确；简谐机械波在给定的介质中传播时，波速是不变的，与频率无关，选项B错误；光的偏振说明光是一种横波，选项C正确；“海市蜃楼”是全反射现象的结果，选项D错误；两束单色光分别用同一装置进行双缝干涉实验时，频率小的光波长较长，根据可知，条纹间距大，选项E正确；故选ACE.
20．AC
【解析】
【详解】
A．根据
减小两个单缝S1与S2的间距d，相邻条纹间距更大，A正确；
B．根据
减小双缝屏到光屏的距离L，邻条纹间距变小，B错误；
C．根据
将绿色光换为红色光，波长增大，则相邻条纹间距更大，C正确；
D．根据
将绿色光换为紫光，波长减小，则相邻条纹间距变小，D错误。
故选AC。
21．BCD
【解析】
【详解】
试题分析：光电子的最大初动能跟入射光的频率有关，与光强无关，选项A错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，是属于光的衍射现象，选项B正确；一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，频率不变，根据可知，波长变短，选项C正确；在双缝干涉实验中，条纹间距为，因红光的波长大于黄光，则某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，在不改变其它条今年下，该同学可以采用红光作为入射光，选项D正确；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，选项E错误；故选BCD．
考点：光电效应；双缝干涉；电磁波的发射
【名师点睛】
此题考查了光电效应、双缝干涉以及电磁波的发射等知识，都是易错点，尤其是光电效应问题，要理解光电效应方程，不能说最大初动能与入射光的频率成正比，而是随入射光频率的增加而增大；区别“调制”和“解调”的不同．
22．0.2s
【解析】
【详解】
相邻亮条纹的间距为
的间距为
的间距为
1号虫子爬行的时间为
2号虫子爬行的时间为
两只虫子飞行的时间相同，因此两只虫子运动的时间差为
23．3.3×1014Hz ，1.35×10-6 m
【解析】
【详解】
选第一条亮纹到双缝的路程差应等于光波的波长，故可知该单色光的波长λ＝9×10－7 m.
由波长、波速和频率的关系可知该单色光的频率
f＝＝Hz＝3.3×1014 Hz.
第一条暗纹到双缝的路程差等于，第二条暗纹到双缝的路程差等于λ，即1.35×10－6 m.
24．暗，亮
【解析】
【详解】
由得
即
故点出现暗条纹
放入的介质中，
由得
即
故点出现亮条纹
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