4.3光的干涉专项测试 （word版含答案）

4.3、光的干涉
一、单选题
1．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是（　　）
A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象
B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象
C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧
2．氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光．则
A．在同一双缝干涉装置进行实验，用a光照射时相邻亮纹间的距离比用b光照射时的大
B．若用a光照某金属不能发生光电效应，则用b光照该金属也不能发生光电效应
C．在同一种玻璃介质中，a光发生全反射的临界角比b光的小
D．在同一种玻璃介质中，a光传播速度比b光的小
3．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
4．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
5．某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数，以下措施可行的是（　　）
A．增大单缝到双缝的距离 B．换用间距更大的双缝
C．换用更长的遮光筒 D．换用红色的滤光片
6．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分为a、b两束。则下列说法错误的是（　　）
A．a、b两束光相比较，在真空中a光的波长较长
B．在水中a光的速度与b光的一样大
C．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b光先消失
D．用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验，a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距
7．用a、b、c、d表示四种不同颜色的单色点光源，若：① 将a、b、c放在水中相同深度处，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大② 分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大③ a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大；则推断同种介质对a、b、c、d发出的光的折射率正确的是（　　）
A．nb＜nd＜nc＜na B．nb＜na＜nd＜nc
C．na＝nb＝nc＝nd D．nb＝na＜nd＝nc
8．图示中用刀片在涂有墨汁的玻璃片上划出有很小间隙的双缝。双缝的作用是当激光照射它时（　　）
A．在双缝处形成明暗相间等间距的条纹
B．形成相干光并在光屏上出现中间宽两边窄的条纹
C．形成两束增强的光并进行叠加形成明暗相间的条纹
D．形成振动情况相同的两束光并在光屏上形成明暗相间等间距的条纹
9．ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC．由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光（　　）
A．a光的频率比b光的频率大
B．在棱镜内，a光的传播速度比b光小
C．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小
10．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则（　　）
A．在玻璃中，a光的传播所用时间小于b光的传播所用时间
B．在真空中，a光的波长小于b光的波长
C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
11．关于薄膜干涉，下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹的产生是光在薄膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗条纹是光在薄膜的前后两表面反射形成的两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等
D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧观察
12．如图所示是双缝干涉实验装置图，以下可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离（ ）
A．增大双缝与光屏之间的距离
B．增大单缝与双缝之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
13．如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是（　　）
A．d光的频率最高
B．a光在棱镜中的速度最大
C．a光产生的干涉条纹宽度最大
D．d光产生的干涉条纹宽度最大
二、多选题
14．在研究A物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平行的玻璃板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜．现用波长为的单色光垂直照射玻璃板B，同时给A缓慢加热，在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到时，亮度再一次增到最亮，则（　　）
A．出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强
B．出现最暗时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
C．温度从升至过程中，A的高度增加
D．温度从升至过程中，A的高度增加
15．平行单色光射向一横截面为半圆形的玻璃柱体,射向其圆弧面的光只有图中所示圆心角为的一段圆弧上有光射出(不考虑光在玻璃内的多次反射)．已知当入射光为a光时,,当入射光为b光时，，则（ ）
A．该玻璃对a光的折射率为2
B．该玻璃对b光的折射率为
C．在玻璃中a光的速度比b光的速度大
D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距小
16．如图所示，a、b两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入，入射点均在玻璃砖底边圆心O的左侧，两束光进入玻璃砖后都射到点，垂直于底边，下列说法正确的是（　　）
A．从点射出的光有可能是单色光
B．若这两束光为红光和蓝光，则b光是蓝光
C．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距较大
D．在玻璃中，b光的速度小于a光
三、填空题
17．干涉图样中条纹间距的计算：在双缝间的距离d和双缝到光屏间的距离l不变的条件下，单色光产生的干涉条纹间距Δx（相邻两条亮条纹中心或相邻两条暗条纹中心间的距离）跟光的波长λ成______，即Δx=______。
18．如图所示，竖直放置的肥皂膜上呈现的彩色条纹正确图示应该是图__________（选填“A”或“B”）．
19．如图所示，登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为ν＝8.1×1014 Hz.
(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是________．
(2)这种“增反膜”的厚度至少是多少________？
(3)以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )．
A．薄膜干涉说明光具有波动性
B．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行
C．干涉条纹一定是彩色的
D．利用薄膜干涉也可以“增透”
20．两束单色光A、B垂直射入同一长方体玻璃砖的上表面，单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面。则玻璃砖对单色光_______。 （选填“A”或“B” ）的折射率较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到单色光__________（选填“A”或“ B”）产生的条纹间距较大。
四、解答题
21．如图所示，双缝干涉测波长的实验中，双缝、的间距，双缝到光屏的距离，光屏上的P点到、的距离之差，现用某单色光在空气中做双缝干涉实验，测得两条相邻亮条纹的中心间距，光在空气中的传播速度。
（1）求单色光的波长和频率；
（2）判断P处是亮条纹还是暗条纹（写出判断依据）。
22．我国非常注重太阳能的开发和利用，太阳能热水器的产量和使用量均为世界第一。光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能、如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成内能，这种镀膜技术的物理依据是什么？请查阅相关资料后与同学分享所得。
23．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
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
ABC．当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹，这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现。当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象，如果是单色光照射，若满足振动加强的条件，整个薄膜前方都是亮的，否则整个薄膜的前方都是暗的，故ABC错误；
D．观察薄膜干涉条纹时，是两列频率相同的反射光在薄膜上出现的现象，因此在入射光的同一侧，故D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知a光的频率小于b光的频率．则a光的波长大于b光的波长，根据双缝干涉的条纹间距公式知，a光照射的产生干涉的条纹间距大．故A正确．
由于a光频率小于b光频率，则a光照射金属不能发生光电效应，则用b光照射可能产生光电效应．故B错误．
根据知，a光的频率小，则折射率小，临界角大．故C错误．
根据v= 知，a光的折射率小，则光在介质中传播的速度大．故D错误．
故选A．
3．C
【解析】
【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。
4．C
【解析】
【详解】
在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，故A错误．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象，故B错误．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，故C正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D错误．故选C．
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
若要增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，根据
可知，增大单缝到双缝的距离对条纹间距无影响；换用间距更大的双缝可减小条纹间距；换用更长的遮光筒可增大条纹间距；红光的波长大于绿光，则换用红色的滤光片条纹间距变大。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
B．由图可知，b光的偏折程度较大，故水对b光的折射率较大，由可知，在水中b光的速度较小，B错误，符合题意；
A．b光的折射率较大，频率较高，由可知，在真空中b光的波长较短，A正确，不符合题意；
C．由于b光的折射角总是较大，若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，b光先消失，C正确，不符合题意；
D．a光波长较长，由
可知，用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验，a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距，D正确，不符合题意。
故选B。
7．A
【解析】
【详解】
将a、b、c放在水中相同深度处，在水面上方同等条件下观测发现b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大，说明na、nb、nc相比，nb最小，nc＜na；分别用b、c和d发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b光的亮条纹间距最大，说明在b、c、d三种光中，b光的波长最长，频率最小，故nb、nc、nd相比，nb最小；a、c和d发出的光在同种玻璃中传播，d光的传播速度最大，说明na、nc、nd相比，nd最小；综上可知，nb＜nd＜nc＜na。
故选A。
8．D
【解析】
【详解】
A．在双缝处形成振动情况相同的两束光，故A错误；
BC．形成相干光并在光屏上出现明暗相间等间距的条纹，故BC均错误；
D．双缝的目的在于产生双缝干涉现象，使后面的光屏上形成明暗相间的等间距的条纹，所以D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题可知a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的频率比b光的频率小，则A错误；
B．由 可知，在棱镜内，a光的传播速度比b光大，所以B错误；
C．由 可知以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小，所以C正确；
D．由于a光的波长大于b光的波长，根据可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大，所以D错误；
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
AC．由图可知，光线a的偏折程度大，根据折射定律公式
知玻璃对a光的折射率大；根据公式
可知，a光在玻璃中的传播速度小，在玻璃中传播的时间为
可知，a光在玻璃中的传播时间长，故AC错误；
B．光线a的折射率大，说明光线a的频率高，根据
可知光线a在真空中的波长较短，故B正确；
D．光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式
分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D错误。
故选B。
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．薄膜前后两个面反射的光波的光程不同，在一些地方，波峰（波谷）与波峰（波谷）相遇，相互加强，出现亮条纹，在另一些地方，波峰（波谷）与波谷（波峰）相遇，相互削弱，出现暗条纹，故A正确，B错误；
C．干涉条纹是等间距的平行线时，说明薄膜是理想的劈尖干涉，即薄膜厚度是均匀变化的，故C错误；
D．人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因此人应与入射光在同一侧观察，故D错误。
故选A。
12．A
【解析】
【详解】
A．根据公式可得增大双缝与光屏之间的距离L，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故A正确；
B．与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故B错误；
C．绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；
D．增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误。
故选A。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由光路图可知，a光通过三棱镜的偏折程度最大，则折射率最大，故a光的频率最大，d光的折射率和频率最小，故A错误；
B．由
a光折射率最大，所以a光在棱镜中的速度最小，故B错误；
C．因为a光的频率最大，则波长最短，根据
可知，a光产生的干涉条纹宽度最小，故C错误；
D．同C选项， d光频率最小，则波长最长，干涉条纹宽度最大，故D正确。
故选D。
14．BD
【解析】
【详解】
AB．出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A错误，B正确；
CD．温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加，故C错误，D正确。
故选BD。
15．AD
【解析】
【详解】
A．由图知该玻璃对a光的折射率
故A正确；
B．该玻璃对b光的折射率
故B错误；
C．根据折射定律可知b光的折射率较小，根据
v=
所以在玻璃中a光的速度比b光的速度小，故C错误；
D．b光的频率较小，则波长较大，用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，根据
可知a光的条件间距小，故D正确.
故选AD.
16．BD
【解析】
【详解】
A．两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从O′点射出时折射角都等于射入玻璃砖底边时的入射角，而在玻璃砖底边两光束平行射入，入射角相等，所以从O′点射出时折射角相同，两光束重合，则从O′点射出的一定是一束复色光，故A错误；
B．根据光路图可知，玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，则a光为红光，b光为蓝光，选项B正确；
C．由于条纹间距为，所以a光的条纹间距大于b光的条纹间距，故C错误；
D．根据可知，在玻璃中b光的速度小于a光，故D正确。
故选BD。
17． 正比
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]单色光产生的干涉条纹间距Δx跟光的波长λ成正比，即Δx=。
18．B
【解析】
【详解】
竖直放置的肥皂膜在重力作用下变成上薄下厚的楔形膜，且在同一水平线上膜厚相等，故干涉条纹为水平的，正确图示为图（B）．
19． 使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱 1.23×10－7 m AD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱。
(2)[2]路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即
因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的，紫外线在真空中的波长是
在膜中的波长是
故膜的厚度至少是1.23×10－7 m
(3)[3] A．薄膜干涉说明光具有波动性，散射说明光具有粒子性，A正确；
B．无论薄膜厚度是否相同，产生的干涉条纹都是平行的，由公式
知条纹间距不同，B错误；
C．白光的干涉条纹是彩色的，因为白光由七种色光组成，如果用单一颜色的色光照射，则条纹不是彩色的，C错误；
D．当膜的厚度为波长的四分之一时就可以实现“增透”， D正确。
故选AD。
20． B A
【解析】
【详解】
[1]单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面，则单色光A在玻璃砖中的传播速度较大，由
可知，玻璃砖对单色光A的折射率较小,对单色光B的折射率较大；
[2]玻璃砖对单色光A的折射率较小,单色光A的频率较小，由
c=λf
可知，单色光A的波长较长，双缝干涉条纹间距
用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，单色光A产生的条纹间距较大。
21．（1），；（2）暗条纹，判断依据见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（1）据干涉实验相邻亮条纹间距公式可知
根据波长频率公式可知
代入数据得
，
（2）P到、的距离之差
单色光的波长
由此可知
所以P点为暗条纹。
22．见解析
【解析】
【详解】
光照在薄膜两表面上被反射回去，在叠加处由于光程差使得两束反射光出现振动减弱，导致相互抵消，从而增强光的透射能力，这是依据光的干涉原理。
23．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
答案第1页，共2页
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