5.1光的干涉 同步练习 （Word版含解析）

鲁科版 （2019）选择性必修一 5.1 光的干涉 同步练习
一、单选题
1．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
2．下列说法正确的是（　　）
A．单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小
B．当光从空气射入玻璃时，蓝光比红光更容易发生全反射
C．同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大
D．两束频率不同的光，可以产生干涉现象
3．如图所示为双缝干涉的原理图，一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近，挡板右侧放置有光屏。则（　　）
A．在光屏上得到两个亮斑
B．在光屏上得到中央宽、两边窄的明暗条纹
C．仅增大、两缝中心之间的距离d，可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大
D．仅增大挡板到光屏的距离L，可使光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大
4．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，利用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，已知“散斑对”的间距d与待测物体的速度v、二次曝光的时间间隔Δt之间满足关系式d=KvΔt，其中K为常数。实验中可以测得二次曝光的时间间隔Δt和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹的间距Δx。若所用激光的波长为λ，则利用该实验确定物体速度的表达式是（　　）
A． B． C． D．
5．在双缝干涉实验中，中间明条纹（零级明条纹）到双缝的路程差为零，那么从双缝到第三级明条纹之间的路程差是（　　）
A．1.5λ B．2.5λ C．2λ D．3λ
6．用双缝干涉实验测量光的波长时，测得第1条亮纹中心到第6条亮纹中心的距离为。已知双缝间距为，双缝到毛玻璃屏的距离为，则所测光的波长为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，某同学得到了红光的双缝干涉图样，若要增大相邻亮条纹之间的距离，下列做法中正确的是（　　）
A．改用蓝色滤光片 B．增大双缝间的距离
C．增大屏到双缝的距离 D．增大红光的强度
8．用白炽灯通过双缝干涉实验装置得到彩色干涉条纹，若在光源与单缝之间加上红色滤光片后（　　）
A．干涉条纹消失 B．中央条纹变成红色
C．中央条纹变成暗条纹 D．彩色条纹中的红色条纹消失
9．某小组用图甲装置进行双缝干涉实验，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是（　　）
A．装置中的双缝沿水平方向放置
B．仅向右移动单缝，使之靠近双缝，干涉条纹间距将变大
C．仅更换双缝间距更小的双缝，干涉条纹间距将变大
D．仅将红色滤光片换为绿色滤光片，干涉条纹间距将变大
10．在暗室中用氦氖激光器发出的激光，经反射镜反射后照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上可以观察到
A．单色的不均匀条纹
B．单色的均匀条纹
C．彩色的不均匀条纹
D．彩色的均匀条纹
11．关于杨氏实验，下列说法中错误的是（　　）
A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的狭缝可作为振动情况总是相同的波源
B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者削弱，屏上出现暗条纹
C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹
D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，屏上出现暗条纹
12．双缝干涉时测得相邻两条亮纹中心的距离为2.372mm。已知双缝间距为，双缝到屏的距离为0.800m，则光的波长为（ ）
A．593nm B．653nm C．693nm D．723nm
13．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，某同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。下列改动可能会实现这个效果的是（　　）
A．仅将滤光片向右移动靠近单缝
B．仅减小双缝间的距离
C．仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
14．a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射向某种玻璃中，光路如图所示，关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　）
A．该种玻璃对a光的折射率较大
B．b光在该玻璃中传播时的速度较大
C．两种单色光从该玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
D．用同一装置进行双缝干涉实验，屏上的干涉条纹的间距a光较大
15．如图，某同学观察肥皂膜干涉现象。将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。下列说法正确的是（　　）
A．条纹形状是相互平行的竖直线
B．从上向下，条纹的间距越来越小
C．紫光的条纹数比黄光要少一些
D．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的
二、填空题
16．在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距相比______ （填“＞”、“＜”或“＝”）．若实验中红光的波长为，双缝到屏幕的距离为，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为，则双缝之间的距离为______．
17．如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上P点出现第三条暗条纹（从中央亮条纹往上数），已知光速为c，则P点到双缝的距离之差应为______。
18．判断下列说法的正误。
（1）用白光做双缝干涉实验时屏幕各处均是彩色条纹。( )
（2）频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定。( )
（3）用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹。( )
（4）用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹。( )
（5）在双缝干涉实验装置一定的情况下，光的波长越长，条纹间距越大。( )
（6）水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。( )
三、解答题
19．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？
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．频率为6×1014Hz的激光从S1和S2投射到屏上，若屏上的点P到S1与到S2的路程差为3×10－6m，那么点P处是亮条纹还是暗条纹？设O为到S1和S2的路程相等的点，则PO间有几条暗条纹、几条亮条纹？(不含O、P两点处)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【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。
2．A
【详解】
A．根据可知，可知单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小，故A正确；
B．光从空气射入玻璃时不可能发生全反射现象，故B错误；
C．根据双缝干涉条纹间距公式可知，蓝光的波长小于红光的波长，同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的小，故C错误；
D．根据光的干涉的条件可知，两束频率不同的光不能产生干涉现象，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
AB．一束单色光投射到一个有两条狭缝和的挡板上，狭缝和相距很近，发生双缝干涉，则在挡板右侧放置有光屏上形成等间距明暗相间的条纹，故AB错误；
CD．光屏上相邻两个亮条纹的中心间距
则仅增大、两缝中心之间的距离d，光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变小，仅增大挡板到光屏的距离L，光屏上相邻两个亮条纹的中心间距变大，故C错误，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
依题意可得，双缝间距为
d=KvΔt
双缝干涉条纹间距公式
联立解得
故选C。
5．D
【详解】
因为明条纹到双缝的路程差等于波长的整数倍，所以第三级明条纹到双缝的路程差等于3λ。
故选D。
6．C
【详解】
根据公式
可得
故ABD错误C正确。
故选C。
7．C
【详解】
根据条纹间距表达式
可知
A．改用蓝色滤光片，则波长变小，则相邻亮条纹之间的距离减小，选项A错误；
B．增大双缝间的距离，则相邻亮条纹之间的距离减小，选项B错误；
C．增大屏到双缝的距离，则相邻亮条纹之间的距离变大，选项C正确；
D．增大红光的强度对条纹间距无影响，选项D错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．加上红色滤光片后，在双缝中得到是频率相同的红光，因此能发生干涉现象，干涉条纹仍然存在，故A错误；
B．加上红色滤光片后，发生干涉的是红光，故中央条纹变成红色，故B正确；
C．在中央条纹，满足光程差为零，则是明条纹，并不会变成暗条纹，故C错误；
D．得到白光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上红色滤光片，通过光缝的光是红光，由于红光的频率相同，则能发生干涉，但不是彩色条纹，而是明暗相间的红色条纹，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．根据图乙可知，装置中的双缝沿竖直方向放置，故A错误；
B．根据双缝干涉的条纹间距公式，仅向右移动单缝，条纹间距不变，故B错误；
C．仅更换双缝间距更小的双缝，d变小，干涉条纹间距将变大，故C正确；
D．仅将红色滤光片换为绿色滤光片，波长变小，干涉条纹间距将变小，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
用氦氖激光器发出的激光，经反射镜反射后照射金属挡板上的两条平行的狭缝，能产生干涉现象，则在挡板后面的屏上可以观察到单色的均匀条纹。
故选B。
11．B
【详解】
在杨氏实验中，两个狭缝的光源来自同一光源，频率、相位和振动方向均相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上出现亮条纹，波峰和波谷叠加的地方，光相互抵消或削弱，形成暗条纹，B错误，A、C、D正确。
故错误的选B。
12．A
【详解】
根据
解得
故选A。
13．D
【详解】
A．滤光片的作用是得到相干光源，靠近单缝和远离单缝不影响干涉，A错误；
BC．双缝干涉两相邻亮条纹的间距为
仅减小双缝之间的距离d或仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离，条纹间距都会变大，B错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片，滤光片射向双缝等的光的波长λ减小，根据
可知，条纹间距减小，D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．由图可得b光的折射角小于a光的折射角，b光的偏折程度大，根据折射定律得知：玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，故A错误；
B．由可知，折射率大的，传播速度较小，故b光在该玻璃中传播时的速度较小，故B错误；
C．由临界角公式分析得知，折射率越大，临界角越小，可知a光的全反射临界角较大，故C错误；
D．玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，则b光的频率大于a光的频率，而a光的波长大于b光的波长。由于在相同的条件下，干涉条纹间距与波长成正比，所以用同一干涉装置可看到a光的干涉条纹间距比b光大，故D正确。
故选D。
15．B
【详解】
A. 条纹形状是相互平行的水平线，A错误；
B. 肥皂膜在重力作用下，从上向下肥皂膜的厚度越来越厚，根据，d越来越大，条纹的间距越来越小，B正确；
C. 根据，波长越短，条纹越窄，条纹数越多，因为紫光的波长比黄光的波长短，所以紫光的条纹数比黄光要多一些，C错误；
D. 干涉条纹是由膜的前后两个表面反射的两列光叠加产生的，D错误。
故选B。
16． ＞
【详解】
双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大，即
>．条纹间距根据数据可得，根据可得．
【点睛】
双缝干涉实验的条纹间距公式熟记，对于从红光到紫光的波长频率折射率全反射临界角等等要认清变化趋势．
17．
【详解】
双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹对应的距离之差为
18． 错误 错误 正确 错误 正确 错误
【详解】
略
19．暗，亮
【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
20．(1)1mm；(2)0.75mm
【详解】
(1)由公式可得
Δx＝λ＝m＝1×10－3 m＝1mm
(2)由题意可得
λ′＝＝＝4500
则
Δx′＝λ′＝m＝0.75mm
21．
【详解】
根据
代入数据得
22．亮条纹，6条暗条纹，5条亮条纹
【详解】
单色光的波长
路程差为3×10－6m，
即路程差是半波长的偶数倍，P点出现亮条纹，而O点处为中央亮条纹。所以在PO间有5条亮条纹，6条暗条纹。
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