4.3光的干涉同步练习（Word版含答案）

4.3　光的干涉 同步练习
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．作受迫振动的物体的频率由它的固有频率来决定
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．在干涉图样中，振动加强点上质点的位移可能小于振动减弱点质点的位移
D．在干涉图样中的振动加强点上各质点的振动位移总是最大
2．在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光的现象，下列现象中不属于光的干涉的是( )
A．洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象
B．小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象
C．雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象
D．实验室用双缝实验得到的彩色条纹
3．在白炽灯的照射下，能从紧压在一起的两块玻璃板的表面看到彩色条纹。这是光的（　　）
A．双缝干涉现象 B．薄膜干涉现象 C．单缝衍射现象 D．色散现象
4．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
5．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为，若两次实验分别用频率为的单色光a和的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是（　　）
A．单色光a和b分别照射时，均出现明条纹
B．单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹
C．单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹
D．单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹
6．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中不正确的是（　　）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变
C．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽
7．先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中间距较大的那种单色光，比另一种单色光（　　）
A．在真空中的波长较短
B．在玻璃中传播的速度较大
C．在玻璃中传播时，玻璃对其折射率较大
D．其在空气中传播速度大
8．以下说法正确的是（　　）
A．增透膜是利用了薄膜干涉的原理，其厚度应为光在真空中波长的四分之一
B．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：
C．物体以接近光速运动，在物体与运动方向垂直方向的线度会缩短
D．一群处于量子数n=4的氢原子向低能级跃迁，一定能够释放出8种光子
9．在图示的双缝干涉实验中，光源S到缝S1、S2距离相等，P0为S1S2连线中垂线与光屏的交点。用波长为400nm的光实验时，光屏中央P0处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第3条亮条纹。当改用波长为600nm的光实验时，P处将呈现（　　）
A．第2条亮条纹 B．第3条亮条纹
C．第2条暗条纹 D．第3条暗条纹
10．如图为双缝干涉的示意图，有单色光照射单缝，S1、S2为双缝，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，Q1、Q2为暗条纹，P到S1、S2的距离相等，若已知P2到S1、S2的距离的差为ΔS，且光屏和双缝平行，则所用单色光的波长为（　　）
A．ΔS B． C． D．2ΔS
11．如图所示为氢原子能级图，现有大量处于n=3能级的氢原子，向n=1能级跃迁时，会辐射一些不同频率的光，分别标记为①、②、③，让这些光照射一个逸出功为2.29eV的金属板。下列说法正确的是（　　）
A．①比②的能量低
B．③比②的波长小
C．①、②、③都能发生光电效应
D．让①和②通过同一双缝干涉装置，①的条纹间距小于②的
二、多选题
12．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．如果要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，下列做法正确的是
A．减小S1与S2的间距
B．增大双缝到光屏的距离
C．增大单缝S到双缝S1S2的距离
D．将绿光换为蓝光
13．对于薄膜干涉，下列认识中正确的是（　　）
A．是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果
B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加
C．可以在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同
14．下列说法正确的是（ ）
A．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
B．光的偏振现象说明光是一种横波
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
D．简谐横波在给定的介质中传播时，频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
E．两列波叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
15．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是______________
A．当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率大于波源发出波的频率
B．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
C．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近
D．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理
E．电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
16．.关于红光和紫光的比较,下列说法正确的是( )
A．在同一介质中,红光的波长大于紫光的波长
B．红光在真空中的速度大于紫光在真空中的速度
C．从玻璃到空气发生全反射时,红光的临界角大于紫光的临界角
D．在同一杨氏双缝干涉装置中,红光的条纹间距小于紫光的条纹间距
17．下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦建立电磁场理论提出光是一种电磁波，并通过实验验证了电磁波的存在
B．白光通过三棱镜发生色散属于光的折射现象
C．通过细狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象
D．杨氏双缝干涉实验中，增大光屏到双缝间距离，可观察到干涉条纹间距变小
E．当偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振化方向会发生变化，这一现象可用来检测应力的分布情况
18．水平放置的单色线光源S发出的光有一部分直接入射到竖直光屏上，一部分通过水平放置的平面镜反射后射到屏上，这两列光相遇时会发生干涉，形成水平的明暗相间的条纹。则（　　）
A．将光屏向右平移，相邻条纹间距减小
B．将光屏向右平移，相邻条纹间距增大
C．将线光源S向下平移，相邻条纹间距减小
D．将线光源S向下平移，相邻条纹间距增大
19．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
20．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法错误的是（　　）
A．激光全息照相是利用激光的相干性
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．电视机遥控器是利用遥控器发出的红外线脉冲信号来换频道的
D．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到红灯距水面最近
E．电磁波与声波由空气进入水中时，波长都变短
三、解答题
21．在杨氏干涉实验中，波长为的激光射在间距为的双缝上，求距缝处光屏上所形成的干涉条纹的间距。
22．如图所示，在双缝干涉实验中，若用的光照射，屏上点是中央亮条纹，屏上点为第二级亮条纹所在处．若换用的光照射时，屏上点处是什么情况？屏上点处又是什么情况？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
作受迫振动的物体的频率由驱动力的频率来决定，与它的固有频率无关，选项A错误；产生多普勒效应的原因是观察者接收到的波源的频率发生了变化，而波源频率并没有发生变化，选项B错误；在干涉图样中，振动加强点上质点的振幅大于振动减弱点质点的振幅，但是振动加强点上质点的位移可能小于振动减弱点质点的位移，选项C正确；在干涉图样中的振动加强点上各质点的振幅最大，但是振动位移并不是总最大，选项D错误；故选C.
【点睛】
解答本题时要注意：频率相同的波在叠加时．当加强点时，质点的振幅最大，但质点的位置不是始终处于最大位置处，是随着时间不断变化．
2．A
【解析】
【详解】
洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象，这是光的色散现象，A正确；阳光下肥皂泡上出现的彩色条纹是由于肥皂泡的前后薄膜的反射光发生干涉形成的，是薄膜干涉，故B错误；马路上的油膜在阳光照射下呈现彩色，属于薄膜干涉，C错误 ；白光含有七种波长的光，发生干涉后条纹间距不同，故得到彩色条纹，D错误；
3．B
【解析】
【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。干涉现象说明光具有波动性。故B正确，ACD错误。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
A．光是一种电磁波，属于横波；故A错误；
B．光的不同介质中传播速度不同，频率相同的激光在不同介质中的波长不同；故B错误；
C．频率相同的光才能发生干涉现象；故C错误；
D．激光方向集中，也就是平行度好，可用于测量月球到地球的距离；故D正确．
5．C
【解析】
【详解】
双缝到光屏上P点的距离之差为半波长奇数倍时为暗条纹，光程差等于半波长偶数倍时为亮条纹
根据知，单色光a的波长
单色光b的波长
则
单色光a照射时，光程差为半波长偶数倍，为亮条纹
单色光b照射时，光程差为半波长奇数倍，出现暗条纹
故选C。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．将屏移近双缝，L变小，根据知，干涉条纹间距变窄，选项A正确；
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，选项B正确；
C．将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，干涉条纹间距变宽，选项C正确；
D．换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，干涉条纹间距变窄，选项D错误。
本题选不正确的，故选D。
7．B
【解析】
【详解】
A．根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式
用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大，A错误；
C．波长越大，则频率越小，折射率就越小，C错误；
B．在介质中的速度根据公式
折射率越小在介质中传播的速度越大，B正确；
D．在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速，D错误。
故选B。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．在薄膜干涉中，增透 是使对人眼敏感的光线全部进入，应是光程差=，则 厚度
最小厚度是在介质中的，故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子轰击氮核得到质子，该核反应方程式电荷数、质量数都守恒，故B正确；
C．根据爱因斯坦相对论，物体以接近光速运动时，在物体运动方向的线度会缩短，而与运动方向垂直的线度不会改变，故C错误；
D．处于量子数n=4的氢原子向低能级跃迁，释放的光子种数与能吸收到的能量大小有关，所以不一定是8种光子，故D错误。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
由公式可知
当改用波长为600nm的光实验时，则有
即
解得
即P处将呈现第2条亮条纹。
故选A。
10．B
【解析】
【详解】
由题意可知，屏上P、P1、P2为依次排列的亮条纹，P到S1、S2的光程差为0，则P2到S1、S2的距离的差为波长的2倍，即
2λ＝ΔS
解得
λ＝
故B正确，ACD错误。
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
ABC．氢原子由跃迁到辐射的光子能量
氢原子由跃迁到辐射的光子能量
氢原子由跃迁到辐射的光子能量
由此可知①比②的能量高，结合可知③比②的波长长，由于③的光子能量小于金属的逸出功，不能使金属发生光电效应，故A、B、C错误；
D．根据可知①的波长小于②的波长，结合亮条纹中心间距公式可知①的条纹间距小于②的，故D正确；
故选D。
12．AB
【解析】
【详解】
在波的干涉中，干涉条纹的间距：，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故要增大间距，应减小d，或增大双缝屏到光屏的距离，或增大光的波长，故AB正确，CD错误．
13．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A．薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线叠加而成，故A正确；
B．条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；
C．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧，故C正确；
D．用单色光做光源时，出现平行的明暗条纹，如满足
为明条纹，如满足
为暗纹，这说明整个膜的厚度不同。故D错误。
故选AC。
14．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．无论什么情况受迫振动的频率都等于驱动力的频率．A错误；
B．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象证明了光是横波．故B正确；
C．由公式

若仅将入射光由绿光改为红光，波长增大，则条纹间距变宽，C正确；
D．简谐机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,周期越短,波传播一个波长的距离所用的时间越短．故D正确；
E．两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点是指两列波振动步调一致，并不是位移总是最大，有时处于波峰有时处于平衡位置有时处于波谷，E错误；
故选BCD。
15．ACE
【解析】
【分析】
（1）当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高；（2）干涉条纹间距相等，而衍射条纹间距不相等；（3）根据折射率，从而确定视深与实际深度的关系；（4）拍摄玻璃橱窗内的物品时，镜头前加装一个增透膜，利用光的干涉原理．
【详解】
A.根据多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高，故A正确；
B.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹；故B错误；
C.光折射成像时，视深：，水底同一深度并列红、黄、绿三盏灯时，绿光的折射率最大，故绿灯视深最浅，故C正确；
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个增透膜，是利用光的干涉现象，故D错误；
E.由空气进入水中传播时，频率不变，波速变大，由公式，知电磁波的波长变短；声波的波速变大，频率不变，波长变大，故E正确；
故选ACE。
【点睛】
考查多普勒效应现象，掌握接收频率与波源频率的高低关系与间距大小有关，掌握干涉与衍射的原理，及条纹间距的不同，理解光的全反射现象，及水的视深与什么因素有关，最后注意电磁波与声波由空气进入水中时，两者波长如何变化．
16．AC
【解析】
【详解】
A．根据光的色散规律可知在同一介质中红光的折射率小而波速大，而红光的频率小，由v=λf知红光的波长要比紫光的波长长；A正确．
B．各种光在真空中的光速均相同，等于光速c=3×108m/s；B错误．
C．由全反射公式，而同一介质中红光的折射率小于紫光的折射率，故红光的临界角大于紫光的临界角，C正确．
D．因红光的波长大于紫光的波长，由双缝干涉的条纹间距可知，红光的条纹间距大于紫光的条纹间距；D错误．
故选AC．
【点睛】
可见光是复色光，同时得出在同一介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，红光的速度最大，紫光的速度最小．
17．BCE
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦建立电磁场理论提出光是一种电磁波，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，A错误；
B．白光通过三棱镜发生色散，光通过不同的介质，属于光的折射现象，B正确；
C．通过细狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象，C正确；
D．根据公式可知增大光屏到双缝间距离L，可观察到干涉条纹间距增大，D错误；
E．因为偏振光只能让某一方向振动的光通过，所以当偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振化方向会发生变化，这一现象可用来检测应力的分布情况，E正确。
故选BCE。
18．BD
【解析】
【详解】
如果S被视为其中一个缝，S经平面镜成像S’相当于另一个缝，根据
可知，若将光屏向右平移，则l变大，相邻条纹间距增大。若将线光源S向下平移，则d减小，相邻条纹间距增大。
故选BD。
19．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。
20．BDE
【解析】
【详解】
A．激光全息照相是利用了激光的频率相同，相位差稳定的特点，进行叠加干涉而形成的，故A正确，不符合题意；
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现象，属于薄膜干涉，故B错误，符合题意；
C．红外线可用来遥控电器，如电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的，故C正确，不符合题意；
D．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，由于绿光的折射率最大，绿光从水中射到水面时折射角最大，人逆着折射光线的方向看时，感觉绿灯距水面最近，红灯最远，故D错误，符合题意；
E．电磁波与声波由空气进入水中时，频率均不变，但电磁波波速变小，声波波速变大，故根据
可知电磁波波长变短，声波波长变长，故E错误，符合题意。
故选BDE。
21．
【解析】
【分析】
【详解】
根据
代入数据得
22．亮条纹 第三级暗条纹
【解析】
【详解】
从双缝到屏上O点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零．所以O点仍然是亮条纹；
从双缝到屏上A点的路程差：
，
用波长为的光照射时为第二级亮条纹，即
，
代入数据得
，
这个路程差是的2.5倍，即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹，由于
解得
，
当时为第一级暗条纹，所以当时应为第三级暗条纹．
【点睛】
当光屏上的点到双缝的光程差是波长的整数倍时，出现明条纹；当光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹．
答案第1页，共2页
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