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．从点光源L发出的白光，经过透镜后成一平行光束，垂直照射到挡光板P上，板上开有两条靠得近的平行狭缝、，如图所示，在屏Q上可看到干涉条纹，图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点，则（　　）
A．干涉条纹是黑白的，O点是亮点
B．干涉条纹是黑白的，O点是暗点
C．干涉条纹是彩色的，O点是亮点
D．干涉条纹是彩色的，O点是暗点
2．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
3．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
4．2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔物理学家高琨，以表彰他在光纤通信研究中的突出贡献。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维。以下物理现象或实验与光导纤维传播信号的原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
5．利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．干涉条纹是样板的上、下两个表面的反射光干涉形成的
B．当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小
C．当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变
D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的
6．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是（　　）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为
B．a、b在玻璃中的传播速度关系为
C．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D．由双缝干涉条纹宽度公式：可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光宽
7．煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是（　　）
A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大
8．光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能。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热能，这种镀膜技术的物理依据是（　　）
A．光的直线传播 B．光的粒子性 C．光的干涉 D．光的衍射
9．在杨氏干涉实验中，从两个狭缝到达屏上的某点的光走过的路程相等，该点即为中央亮条纹的位置（即k＝0对应的那条亮条纹），双缝屏上有上下两狭缝，设想在双缝屏后用一块极薄的透明玻璃片遮盖下方的缝，则屏上中央亮条纹的位置将（　　）
A．向上移动
B．向下移动
C．不动
D．可能向上移动，也可能向下移动
10．劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示，将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b上，在一端夹入两张纸片，当单色光从上方入射后，从上往下可以看到干涉条纹。则（　　）
A．干涉条纹是由a、b上表面反射的光叠加产生的
B．相邻的暗条纹对应位置下方的空气膜厚度差不同
C．若抽去一张纸片，条纹变密
D．若某亮条纹发生弯曲，该亮条纹对应位置的空气膜厚度仍相等
11．双缝干涉实验装置的截面图如图所示，O点为、连线中垂线与光屏的交点，光源发出的波长为的光，O点出现亮条纹。现在右侧垂直放置一块玻璃片，玻璃对该波长光的折射率为1.5，不计光在玻璃片表面的反射，要使O点仍出现亮条纹，则玻璃片的厚度可能是（　　）
A． B． C． D．
12．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
13．根据你学过的干涉原理，判断下列说法中正确的是（　　）
A．在真空中传播速度相等的两束光可以发生干涉现象
B．在双缝干涉实验中，用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现等间距的彩色条纹
C．其他条件不变的情况下，双缝的间距越大，光屏上产生的干涉条纹间距越小
D．在双缝干涉实验中，把其中一缝挡住，则干涉条纹与原来一样，只是亮度减半
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．如用所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成一个劈形空气薄膜，当紫光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是（　　）
A．条纹是光的衍射形成的
B．若抽去一张纸片，条纹变疏
C．把紫光换成红光，条纹变密
D．条纹是两玻璃上表面的反射光叠加形成的
二、填空题
16．在利用图所示装置进行杨氏双缝干涉实验时，用波长=7.7010-7m的红光照射双缝S1和S2，若屏上P点距双缝的路程差为1.54×10-6m，则P点将出现______（选填“亮条纹”或“暗条纹”）；现改用紫光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______（选填“变宽”“变窄”或“不变”）。
17．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”）．
18．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝的路程差为，如果用频率为的黄光照射双缝，该黄光的波长是________m；P点出现________（填“亮条纹”或“暗条纹”）；若保持双缝之间的距离以及双缝到屏的距离保持不变，将黄光换成波长为的红光，则光屏上条纹的宽度________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、解答题
19．如图，截面为等腰直角三角形ABC的玻璃砖，B=90°，一束频率为f=51014Hz的光线从AB面中点处垂直射入校镜，在AC面发生全反射，从BC面射出后，进入双缝干涉装置。已知AC长度l=0.15m，双缝间距d=0.2mm，光屏离双缝L=1.0m，光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求：
（1）玻璃砖的折射率的最小值n；
（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t；
（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
20．取两块平板玻璃，用手指把它们紧紧捏在一起，会从玻璃板面上看到许多彩色花纹，改变用力的大小，花纹的颜色和形状也随之改变，请试一试，并思考产生这一现象的原因。
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。
22．一束白光通过双缝后，可以在屏上观察到干涉条纹，除中央的白色条纹外，两侧还有彩色条纹．为什么中央的是白色条纹？离中央白色条纹最近的是什么颜色的干涉条纹？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
白光是复色光，通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹.由题意知
即路程差等于零，在O点振动加强，形成亮点.所以C正确，A、B、D错误。
故选C。
2．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。
3．A
【详解】
根据
解得
故选A。
4．C
【详解】
光导纤维传播信号的原理是光从光密介质向光疏介质传播时发生了全反射。
A．是光的折射现象，不是全反射，故A错误；
B．是光的色散现象，折射原理，不是全反射，故B错误；
C．是全反射现象，故C正确；
D．是光的干涉现象，不是全反射，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．干涉条纹是样板的下表面和被检查表面的上表面的反射光干涉形成的，故A错误；
B．如下图所示
当稍向右移动图甲中的薄片时，A、B两点之间的距离增大，根据
相当于双缝之间的距离d增大，条纹间距变小，故B正确；
C．根据
当换用频率更高的单色光照射时，波长λ变短，条纹间距变小，故C错误；
D．如下图所示
在A、B两点的光程差相等，经过A点的两列相干光产生的亮条纹与经过B点的两列相干光产生的亮条纹是同一条亮条纹，所以图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．由图象知a光偏折大，折射率大，即
na＞nb
故A错误；
B．根据传播速度，折射率大的波速小，即
va＜vb
故B错误；
C．根据临界角公式知折射率大的临界角小，a的临界角小，故C正确；
D．因为a折射率大，频率大，则波长小，所以可知，用同一双缝干涉装置实验时a光干涉条纹的间距比b光窄，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；
B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；
C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；
D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【详解】
双缝到屏上中央亮条纹O点的距离相等，当下方的狭缝用一块极薄的玻璃片遮盖住后，由于波在玻璃中传播的波长变小，因此下缝到O点的距离内的波长个数变多，所以屏上对应的到双缝波长个数相等的点下移，即屏上中央亮条纹的位置将向下移动。
故选B。
10．D
【详解】
A．干涉条纹是由于a下表面和b上表面反射光叠加产生的，故A错误；
BD．劈尖干涉条纹特点，任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，任意相邻的明条纹或者暗条纹对应的薄膜厚度差恒定，故B错误，D正确；
C．干涉条纹光程差
即光程差为空气层厚度的2倍，当满足
时，表现为亮条纹，故相邻亮条纹间的空气厚度为，若抽去一张纸倾角减小，故亮条纹之间距离增大，因此干涉条纹变疏，故C错误。
故选D。
11．A
【详解】
假设玻璃片的厚度为，从、向点传播的两列光，经过玻璃片和同样厚度的真空形成的时间差等于周期的整数倍，则点振动加强，形成亮条纹，光在玻璃中的传播速度为
根据题意有
（，，……）
联立解得
（，，……）
选项A正确，BCD错误；
故选A。
12．B
【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。
13．C
【详解】
A．光发生干涉的前提是两束光的频率相等、振动方向相同且相位差恒定。在真空中光的传播速度是相同的，但频率可能是不同的，故A项错误；
B．红光和紫光的频率不同，不能产生干涉现象，故B项错误；
C．根据可知，双缝的间距越大，光屏上产生的干涉条纹间距越小，故C项正确；
D．在双缝干涉实验中，把其中一缝挡住，双缝干涉条纹变成了单缝衍射条纹，亮度会改变，但不一定减半，并且条纹宽度也会改变，故D项错误。
故选C。
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．此为薄膜干涉现象，条纹是光的干涉形成的，故A错误；
B．若抽去一张纸片，同一位置的两反射光的光程差减小，观察到的条纹变疏，故B正确；
C．把紫光换成红光，波长变大，根据
则条纹变疏，故C错误；
D．干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加形成的，故D错误。
故选B。
16． 亮条纹 变窄
【详解】
[1]路程差为
则P点将出现亮条纹；
[2]根据
现改用紫光进行上述实验，保持其他条件不变，波长变短，则屏上的条纹间距将变窄。
17．B
【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）．
18． 暗条纹 变大
【详解】
[1]由
黄光的波长为；
[2]由于
P点是振动的减弱点，P点出现暗条纹。
[3]根据
在其他条件不变的情况下，随着波长的增大，条纹宽度变大。
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）设玻璃砖的折射率的最小值n
解得
（2）光线在玻璃砖中传播的最短时间t为
光在玻璃中传播的速度为
解得
（3）光屏上相邻亮条纹的间距Δx
解得
20．见解析
【详解】
将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生的。两块平玻璃片紧紧捏在一起，从而形成空气薄层，其表面出现频率相同的光，进行相互干涉，因波长的不同，导致条纹间距不同，则会从玻璃片面上看到许多彩色条纹。
21．
【详解】
根据
代入数据得
22．见解析
【详解】
双缝干涉屏上观察到的条纹，中央是亮条纹。用白光做实验，白光是七中单色光的复色光，所以条纹的中央对七种单色光来说都是亮条纹，那么中央七种单色光再复合就是白色的亮条纹了。
离中央白色条纹最近的是红色的干涉条纹，原因是干涉条纹的间距和光的波长由关，波长越长，条纹间距越大，复合成白光的七种单色光中红光的波长最长，所以它干涉形成的条纹间距最大，所以红光形成的亮纹最宽，其余颜色的单色光形成的亮纹窄，因此离中央白色条纹最近的是红色的干涉条纹。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页