4.4光的干涉 综合训练（Word版含答案）

4.4光的干涉
一、选择题（共13题）
1．下列关于波的说法正确的是（　　）
A．有机械波必有机械振动，有机械振动必有机械波
B．相机镜头上的增透膜是惠更斯原理的应用
C．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们
D．“未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射
2．关于下列光学现象，说法正确的是　　
A．水中蓝光的传播速度比红光快
B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅
D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
3．下列说法中不正确的是（　　）
A．电子表的液晶显示用到了偏振光
B．光纤利用的是光的全反射
C．红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变
D．分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更窄
4．图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（　　）
A．增大单色光的频率
B．增大双缝屏上的双缝间距
C．增大双缝屏到光屏的距离
D．增大单缝屏到双缝屏的距离
5．如图所示，在一个空长方体箱子的左侧壁刻上双缝，当把一个钠光灯照亮的狭缝放在箱子左边时，在箱子的右侧内壁上产生干涉条纹。如果把箱子用透明的油灌满，条纹的间距将（　　）
A．保持不变 B．减小
C．可能增加 D．增加
6．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．他改变的实验条件可能是（　　）
A．增大光源到单缝的距离 B．增大双缝之间的距离
C．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源
7．下列说法不正确的是（　　）
A．未见其人先闻声，是因为声波波长较大，容易发生衍射现象
B．机械波在介质中的传播速度与波的频率无关
C．在双缝干涉实验中，同等条件下用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄
D．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越大
8．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光
A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大
C．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大
D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
9．如图所示，由a、b两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成两束，则（　　）
A．a光的波长小于b光的波长
B．a光的折射率大于b光的折射率
C．两束光a、b只要满足一定的条件可以发生干涉
D．若a光照射到某界面上时发生全反射，则b光也能发生全反射
10．如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法不正确的是（　　）
A．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B．a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
C．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距小于b光相邻的亮条纹间距
D．若a光能使某金属发生光电效应，则b光也一定能使该金属发生光电效应
11．如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点（黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽）可以得出的正确结论是（　　）
A．a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样
B．a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样
C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D．在同种介质中，形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大
12．如图所示，直线OO′与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，a、b为两束不同频率的单色光，分别以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点A、B到N点的距离相等，经折射后两束光相交于图中的P点．下列说法正确的是(　　)
A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C．同时增大入射角(始终小于90°)，则a光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
13．下列说法正确的是
A．简谐运动的周期与振幅无关
B．变化的电场一定能产生变化的磁场
C．太阳光经过三棱镜的两次折射后，会发散成彩色光带
D．电磁波传递信号可以实现无线通信，也可以通过有线传输
E．在双缝干涉实验中，保持入射光频率不变，增大双缝距离，则干涉条纹间距也增大
二、填空题
14．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽( )
15．关于黄光和蓝光的比较，下列说法正确的是_________
A．从玻璃到空气发生全反射时，蓝光的临界角小于黄光的临界角
B．同一种介质对蓝光的折射率大于对黄光的折射率
C．黄光在真空中的速度大于蓝光在真空中的速度
D．在同一种均匀介质中，黄光的波长大于蓝光的波长
E.在同一个杨氏双缝干涉装置中，黄光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
16．如图所示中的两幅图是研究光的波动性时拍摄到的．这属于光的____________现象；如果图中（A）、（B）分别是用红光和紫光在相同条件下得到的，则_________________是用红光得到的．
三、综合题
17．为了减少玻璃表面光的反射损失，在玻璃表面涂上一层折射率n=1.25的增透膜．设入射光在真空中的波长=700 nm，为使这种波长的反射光能最大限度地被减弱，所涂薄膜的最小厚度应是多少
18．利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题
(1)用图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？
(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度
19．激光已经深入到我们生活的各个方面。某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。
(1)如图所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖，激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为 d＝ cm，MN＝b＝2 cm。根据以上信息，求该玻璃砖的折射率 n；
(2)为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为 d 的双缝（每个缝的宽度很窄，宽度可忽略），在双缝后面距离为 L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为 a，求该激光的波长。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波，故A错误；
B．相机镜头上的增透膜利用的是光的干涉原理制成的，故B错误；
C．根据多普勒效应可知，在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可判断该星球正在远离地球，故C错误；
D．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象；而光波的波长比较短，不容易发生明显衍射现象，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A.蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v=c/n知水中蓝光的传播速度比红光慢，故A错误；
B.光从空气射入玻璃时是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故B错误；
C.在岸边观察前方水中的一条鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，故C错误；
D.条纹间距△x=λ，红光的波长较大，则条纹间距较宽，故D正确．
3．D
【详解】
A．电子表的液晶显示用到了偏振光，A正确；
B．光纤利用的是光的全反射，B正确；
C．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据
可知折射率变大，波长变短，C正确；
D．分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，因为，根据干涉条纹宽度公式可知用黄光时得到的条纹间距更宽，D错误。
本题选择不正确选项，故选D。
4．C
【详解】
A．增大单色光频率，则波长减小，根据公式可知，条纹间的距离减小，A不符合要求；
B．增大双缝屏上的双缝间距d，根据公式可知，条纹间的距离减小，B不符合要求；
C．增大双缝屏到光屏的距离L，根据公式可知，条纹间的距离增大，C符合要求；
D．根据公式可知，条纹间的距离与单缝屏到双缝屏的距离无关，D不符合要求。
故选C。
5．B
【详解】
箱子灌满油时，折射率增大，根据
v=
可知光速减小，根据
v=λf
可知光的波长减小，根据干涉条纹间距公式
Δx=λ
可知条纹间距减小，故ACD错误，B正确。
故选B。
6．C
【详解】
BCD．通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度表达式有
因此可能使缝屏距l变大了，双缝间距d减小了，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项BD错误；选项C正确；
A．条纹间距与光源到单缝的距离无关，故选项A错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．未见其人先闻声，是因为声波波长较大，容易发生衍射现象。故A正确，不符合题意；
B．机械波在介质中的传播速度只与介质本身有关。故B正确，不符合题意；
C．双缝干涉实验中，条纹间距与入射光波长成正比，故紫光条纹更窄，C正确，不符合题意；
D．根据单摆周期公式，周期只与摆长和重力加速度大小有关，故D错误，符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
A．由可知，蓝光在玻璃中的折射率大，蓝光的速度较小，故A错误；
B．以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，故B错误；
C．从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式可知，红光的折射率小，临界角大，故C正确；
D．用同一装置进行双缝干涉实验，由公式可知蓝光的波长短，相邻条纹间距小，故D错误．
9．D
【详解】
AB．由图可知，b光的偏折程度要大于a光的偏折程度，所以b光折射率大，则b光的频率大，波长小，故AB错误；
C．因为a、b两束光的频率不同，所以不能发生干涉，故C错误；
D．根据临界角公式
可知，折射率越大，发生全反射的临界角越小，由于a光的折射率小于b光的折射率，因此a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射时的临界角，因此若a光照射到某界面上发生全反射，则b光也能发生全反射，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．由图可知，水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，故A不符合题意；
B．由
可知，a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角，故B不符合题意；
C．由于水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，，则a光的频率大于b光的频率，由
可得a光的波长小于b波光的波长，由
可得a光相邻的亮条纹间距小于b光相邻的亮条纹间距，故C不符合题意；
D．由
可知若a光能使某金属发生光电效应，则b光不一定能使该金属发生光电效应，故D符合题意。
故选D。
11．B
【详解】
AB．双缝干涉图样的条纹是等间距的，而衍射条纹间距不相等，则知a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A错误，B正确；
C．根据可知，光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；
D．波长越长，频率越小，折射率越小；形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，则形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率小，故D错误。
故选B。
12．BD
【详解】
所有单色光在真空中的传播速度都相同，都是c＝3×108 m/s，选项A错误；在玻璃砖的上表面，a、b两束光的入射角相等，根据题图由几何知识可知，a光的折射角大，由折射定律n＝知，玻璃对a光的折射率小，由v＝知，a光在玻璃中的传播速度大，选项B正确；a光射到玻璃砖的下表面时，其入射角等于在上表面的折射角，根据光路的可逆性知，a光一定会从下表面射出，不可能发生全反射，选项C错误；a光的折射率小，频率小，波长长，由公式Δx＝λ知，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽，选项D正确；故选BD．
13．ACD
【详解】
A、简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振动幅度无关；故A正确.
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定的磁场；故B错误.
C、太阳光经过三棱镜的两次折射，因此折射率的不同，则会发散成彩色光带；故C正确.
D、利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输；故D正确.
E、在光的双缝干涉实验中，根据条纹间距公式，当只增大双缝间的距离，则条纹间距变小；故E错误.
故选ACD.
14．错误
【详解】
在双缝干涉实验中，光的频率越高，则波长越小，根据 可知，光屏上出现的条纹越窄，则此题说法错误。
15．ABD
【详解】
A、蓝光的折射率比黄光的折射率大，由可知蓝光的临界角小于黄光的临界角，故A正确；
B、对同一种介质而言，波长越长的，折射率越小，由于黄光的波长比蓝光长，因此黄光在其中的折射率小于蓝光在其中的折射率，故B正确；
C、所有光在真空中速度均相等，故C错误；
D、在同一种均匀介质中，黄光的波长大于蓝光的波长，故D正确；
E、根据公式，黄光的波长比蓝光长，则黄光的条纹间距大于蓝光的条纹间距，故E错误；
故选ABD.
16． 干涉 （B）
【详解】
(1)两幅图呈现的是明暗相间的条纹，且条纹间距相等，这是光的干涉产生的现象；
(2)根据干涉的条纹间距公式，因，则红光的干涉条纹间距较宽，即为图B的图样.
17．140 nm
【详解】
为了使玻璃表面的反射光最大限度地被减弱，要求在玻璃表面所涂的增透膜的厚度，恰好满足从薄膜前后两个表面反射的光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，其最小厚度应为光在薄膜中波长的．
设该光在真空中的波长为，频率为，则
n=
λ=m=5.6×10–7 m
增透膜的最小厚度
d=λ=1.4×10–7 m=140 nm
18．（1）b、c面反射光叠加形成的；（2）1×10－7 m
【详解】
(1)干涉图样是标准样板和被检查平面间空气膜即b、c面反射光叠加形成的；
(2)设绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：
n===
即
那么增透膜厚度
h=λ==m=1×10－7 m
19．（1）；（2） 。
【详解】
(1)由几何关系可知
解得
r=30°
根据光的折射定律可得
(2)5条亮条纹之间的距离为 a，可知条纹间距
根据解得
答案第1页，共2页