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．下列说法中正确的是（　　）
A．浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下呈现各种不同颜色，这是光的干涉形成的现象
B．光学镜头上镀有一层增透膜可以增强透射光的强度，这是利用光的衍射原理
C．雨后空中出现的彩虹，这主要是由于光的干涉形成的现象
D．用光照射标准平面与待测器件表面之间的空气薄层所形成的明暗条纹，可检查器件表面的平整程度，这是利用光的衍射现象
2．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉条纹，下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹是光在薄膜前、后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．若明暗相间的条纹相互平行，说明薄膜的厚度是均匀的
C．用紫光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距大
D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的
3．如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成ab、b两束光，下列说法正确的是（　　）
A．ab束光是黄光和紫光，b束光是紫光
B．a、b两束光分别通过相同的单缝，可能只观察到a的衍射现象
C．a在玻璃砖中的传播速度大于b在玻璃砖中的传播速度
D．用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距
4．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
5．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝S0、屏上的P0点位于双缝S1和S2的中垂线上，双缝与屏之间的介质先后为空气与矿泉水，屏上的干涉条纹间距分别为Δx1与Δx2。当介质为矿泉水时，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹（不包括P0点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，则（　　）
A．Δx2大于Δx1
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自S1和S2的光传播到P点处的时间差为
D．仅将S0水平向左移动的过程中，P点处能观察到暗条纹
6．小红利用如图所示的实验装置测量紫光的波长，实验中观察发现像屏上出现了清晰但条纹数偏少的干涉条纹。为观察到更密的条纹，可以（　　）
A．将单缝向双缝靠近
B．使用间距更小的双缝
C．将屏向靠近双缝的方向移动
D．转动手轮，移动分划板
7．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为（　　）
A．各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同
B．各色光的速度不同，造成条纹间距不同
C．各色光的强度不同
D．各色光通过双缝的距离不同
8．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
9．如图是、两种色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，下列说法中不正确的是（　　）
A．同种均匀介质对光的折射率比光的大
B．在同种均匀液体材料中进行传播时，光的传播速度更大
C．由、色光组成的复色光通过三棱镜时，光的偏转角度更小
D．、两种色光从同种均匀液体材料射入真空发生全反射时，光的临界角更小
10．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
11．在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差，如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，则（　　）
A．P点出现明条纹，Q点出现暗条纹
B．Q点出现明条纹，P点出现暗条纹
C．两点均出现明条纹
D．两点均出现暗条纹
12．一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　）
A．真空中单个a光光子的能量大于b光光子的能量
B．a光从空气射入玻璃砖后速度变小，频率变小，波长变长
C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光
D．若用a、b分别在空气中做双缝干涉实验，同等条件下，光屏上得到的相邻两条干涉条纹的间距a光大于b光
13．将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图所示，则从上往下可看到（　　）
A．间距相等的平行条纹
B．内疏外密的平行条纹
C．间距相等的环状条纹
D．内疏外密的环状条纹
14．不平行玻璃砖的截面如图所示，a、b两束单色光从空气垂直于玻璃砖上表面射入，在下表面上反射和折射情况如图所示，则a、b两束光（　　）
A．在同种均匀介质中传播时，b光的传播速度小
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较大
C．在真空中，a光的波长大于b光的波长
D．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的大
15．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
二、填空题
16．实验过程
（1）观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示：
②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光；
③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿______到达光屏；
④安装单缝和双缝，尽量使缝的______位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝______，二者间距约为5～10cm；
⑤在单缝和光源间放上______，观察单色光的干涉条纹；
（2）测定单色光的波长
①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹；
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的______，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的______，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n条亮条纹；
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l（d是已知的）；
④改变双缝间的距离d，双缝到屏的距离l，重复测量。
17．频率为6×1014Hz的单色光从S1和S2投射到屏上，并且S1与S2振动相同．则这种色光的波长为________；若屏上的点P到S1与P到S2的路程差为3×10-6m，问P点是_____(亮条纹还是暗条纹）
18．如图所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图1），游标卡尺的示数如图（3）所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图2），游标卡尺的示数如图（4）所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图（3）中游标卡尺的示数为_____mm，可得相邻两明条纹的间距x=_____mm，所测单色光的波长为____m．

三、解答题
19．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图）.从仪器注明的规格可知，双缝屏上的双缝间距d=0.3mm，像屏与双缝屏间的距离l=1.2m.在像屏上用测量头测出，第1个亮条纹到第10个亮条纹的中心间距a=22.78mm.求：
(1)相邻两个亮条纹间的距离 ；
(2)这种单色光的波长.（最后结果保留两位有效数字）
20．用白光做双缝干涉实验时，多数亮纹都是彩色的，为什么中间的一条亮条纹是白色的
21．科学研究中常用光的干涉法来测量物体的微小形变。如图所示，在研究材料A的热膨胀特性时，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现用波长为的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，当温度为时，第1次在B板上方观察到最暗；随着温度的升高，B板的亮度发生周期性变化，当温度升高到时，亮度第5次回到最暗。温度由升高到的过程中，求A升高的高度h。
22．用波长为0.75 m的红光做双缝干涉实验，双缝间的距离是0.05mm，缝到屏的距离是1m，相邻两条纹间的距离是多大
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下，油膜上下表面形成两列频率相同的光发生干涉，因为不同颜色的光波长不同，导致条纹间距不同，则呈现各种不同颜色，A正确；
B．光学镜头上的增透膜的厚度等于绿光在该介质中波长的 ，绿光被膜的两个表面反射后发生干涉，相互抵消，增加了绿光的透射强度，这是光的干涉现象，B错误；
C．夏天雨后的天空出现美丽的彩虹，是光的色散现象，C错误；
D．用光照射标准平面与待测器件表面之间的空气薄层所形成的明暗条纹，可检查器件表面的平整程度，是空气薄膜的两个表面反射的两列光发生干涉出现彩色条纹，这是薄膜干涉现象，D错误。
故选A。
2．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．干涉条纹是光在薄膜前、后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果，故A正确；
B．若明暗相间的条纹相互平行，说明肥皂液薄膜的厚度变化是均匀的，故B错误；
C．由于紫光的波长比红光的小，故用紫光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距小，故C错误；
D．薄膜上的干涉条纹基本上是水平的，故D错误。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
A．由光路图可知，ab两束光入射角相同，但是a束光只有反正光线没有折射光线，发生了全反射，故a束光全反射临界角小于b束光。由
可知
故a束光是紫光，b束光是黄光，ab束光是黄光和紫光。A错误；
B．a、b两束光分别通过相同的单缝，ab光均能发生衍射现象，观察到的是ab衍射图样叠加后的效果。B错误；
C．由折射率与波速的关系
可知，折射率与光在玻璃砖中的传播速度成反比，故
C错误；
D．双缝干涉时有
又因为紫光的波长小于黄光，即
故用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距关系为
D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【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。
5．C
【解析】
【详解】
A．设入射光在矿泉水中的波长为，由
可知，干涉条纹间距正比于波长，因
故Δx2小于Δx1，A错误；
B．根据公式可得
B错误；
C．设入射光在矿泉水中的波长为，矿泉水的折射率为n，则有
由第三条亮条纹对应路程差为
但光在介质中的传播速度我
时间差为
C正确；
D．仅将S0水平向左移动对观察结果没有影响，D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
由于相邻明（暗）干涉条纹的宽度为
要增加观察到的条纹个数，即减小，需要增大或者减小，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，ABD错误，C正确。
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
ABC．根据双缝干涉的条纹间距公式
可知，条纹间距与光的波长、缝宽及缝与屏的间距有关，与光的速度及强度无关，对同一个双缝干涉装置，l、d都相同，各种色光的波长λ不同，因此不同，故A正确，BC错误。
D．同一个装置，各色光出发点相同，通过双缝的距离是一定的，故D错误。
故选A。
8．A
【解析】
【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。
9．B
【解析】
【详解】
A．由图可知a光的相邻亮条纹间距更小，根据
可知a光的波长较小，频率较大，同种均匀介质对光的折射率比光的小，故A错误；
B．同种均匀介质对光的折射率比光的小，根据
光的传播速度更大，故B正确；
C. 同种均匀介质对光的折射率比光的小，由、色光组成的复色光通过三棱镜时，光的偏转角度更大，故C错误；
D．根据
、两种色光从同种均匀液体材料射入真空发生全反射时，光的临界角更大，故D错误。
故选B。
10．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。
11．B
【解析】
【详解】
由c＝λf知黄光的波长为
λ＝＝m＝0.5 μm
到P点的光程差与黄光的半波长相比为：
＝＝3
即为半波长的奇数倍，所以P点出现暗条纹．
到Q点的光程差与黄光的半波长相比为：
＝＝6
即为半波长的偶数倍，所以Q点出现明条纹．
故选B。
12．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图示光路图看，在球面上，b光偏折程度厉害，根据光的折射定律可知b光的折射率较大，则频率也较大，根据光子的能量可知b光光子的能量较大，故A错误；
B．由可得a光从空气射入玻璃砖后速度变小，在不同的介质中光的频率不变，从空气射入，波长变短，故B错误；
C．由可知折射率较大的b光对应的全反射的临界角小，所以a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光，故C错误；
D．在双缝干涉实验中，由相邻两个亮（暗）条纹的间距公式可知频率小、波长长的a光在实验中得到的相邻条纹间距大，故D正确；
故选D。
13．D
【解析】
【详解】
从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；因从中心到边缘肥皂膜的厚度不等，所以干涉条纹疏密不均匀，从里到外相同的水平距离光的路程差越来越小，则干涉条纹越来越密集，即内疏外密的环状条纹。
故选D。
14．B
【解析】
【详解】
A．a、b两束单色光从上表面射入到下表面时，它们的入射角相同，而a光发生了全发射，b光没有，说明a光的临界角小，所以a光的折射率大，根据
在介质中传播速度小，A错误；
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射率小，根据
则b光的折射角较大，B正确；
C．a光的折射率大，a光的频率大，根据
所以a光的波长短，C错误；
D．因为a光的波长短，故a、b光分别通过同一双缝干涉装置，根据
a光的相邻亮纹间距比b光的小，D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【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。
16． 遮光筒轴线 中点 平行 滤光片 中央 中央
【解析】
【详解】
（1）③[1] 调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏；
④[2][3] 安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10cm；
⑤[4]在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹；
（2）②[5][6]②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第n条亮条纹；
17． 510-7m 亮条纹
【解析】
【详解】
[1]根据
激光的波长
；
[2]光程差是波长的整数倍时，形成明条纹。屏上的点P到S1与P到S2的光程差为
n为整数，则P处出现亮条纹。
18． 11.5 1.3 6.510-7
【解析】
【详解】
［1］游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数，10分度精确度为0.1mm，图3中游标尺第5刻线与主尺刻线对齐，故读数为
11mm+0.1m×5=11.5mm
［2］图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐，故读数为
16mm+0.1m×7=16.7mm
可得相邻两明条纹的间距
x=mm=1.3mm
［3］实验时测量多条干涉条纹的目的是为了减少测量的误差，根据双缝干涉条纹间距公式x=λ，可得单色光的波长
==1.310-3m=6.510-7m
19．（1）2.5×10-3m；（2）6.3×10-7m
【解析】
【详解】
(1)相邻两个亮条纹间的距离
(2)由
则光的波长
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，依据双缝干涉条纹间距公式
可知，波长越长的条纹间距越大，因此相同的色光发生干涉，在光屏上出现干涉条纹间距不同，因不同色光都在中央亮纹叠加，从而出现白光，而向两边则会出现彩色干涉条纹。
21．
【解析】
【详解】
B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，当光程差（即空气膜厚度的2倍）等于半波长的奇数倍时出现暗条纹。当温度为时第1次在B板上方观察到最暗，当温度升高到时第5次观察到最暗，则
解得A升高的高度为
22．
【解析】
【详解】
根据双缝干涉实验条纹间距公式
则
【点睛】
本题关键能够根据双缝干涉实验条纹间距公式列式求解．
答案第1页，共2页
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