4.4光的干涉 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修一 4.4 光的干涉
一、单选题
1．在杨氏双缝干涉实验中，如果（　　）
A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光作为光源，屏上将呈现彩色条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
2．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
3．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
4．劈尖干涉是一种薄膜干涉．如图所示，将一块标准平板玻璃放置在另一块待检测平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当一束平行光从上方入射后，从上方可以观察到如图所示的明暗相间的条纹，对此下面的说法正确的是（　　）
A．该条纹为光在标准玻璃的上表面和待检玻璃的下表面反射后叠加形式的
B．该条纹为光在标准玻璃的下表面和待检玻璃的下表面反射后叠加形式的
C．若抽掉一张纸，条纹间距会变小
D．若图中某一条纹向左弯曲时说明待测玻璃板此处有凹陷
5．在下列情况下，发生的是光的哪一种现象，说法错误的是（　　）
A．通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象
B．通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色，是光的色散现象
C．阳光下，水面上的油膜会出现彩色花纹，是偏振现象
D．增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减至最小的
6．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样（黑线为暗纹），那么障碍物应是（　　）
A．很小的不透明的圆盘
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆盘
C．很大的不透明圆盘
D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆盘
7．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
8．如图所示，在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝S1、S2距离相等，则屏上中央亮条纹位于图中O处。现将光源S向下移动到示意图中的S′位置，则（　　）
A．中央亮条纹向下移动，且条纹间距不变
B．中央亮条纹向上移动，且条纹间距不变
C．中央亮条纹向下移动，且条纹间距增大
D．中央亮条纹向上移动，且条纹间距增大
9．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
10．教室内两盏相同的普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为（　　）
A．两盏灯亮度不同
B．灯光的波长太短
C．两灯光的振动频率不同
D．电灯发出的光不稳定
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．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
13．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
14．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
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．如图所示，两束单色光、从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光，用同一双缝干涉实验装置分别以、光做实验，光的干涉条纹间距______（填“大于”或“小于”）光的干涉条纹间距，若光与光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是______（“”光或“”光）。
17．在观察光的干涉现象的实验中，将两刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝．
①保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________（选填“越大”或“越小”）；
②在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用 不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验时屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________（选填“大”或“小”）．
18．水平放置的单色线光源S发出的光有一部分直接射到竖直光屏上，一部分通过水平放置的平面镜反射后射到屏上，这两列光相遇时发生干涉形成明暗相间的条纹。若将屏向右平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）；若将线光源S向下平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
三、解答题
19．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一同学经调节后使单缝与双缝在竖直方向相互平行。若该同学先后分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝完成实验，其他条件不变，你认为观察到的单色光的干涉条纹是下面哪些图像 其中对应双缝间距d1的是下面哪个图像
20．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，将装置放入折射率为的某种油中来进行干涉实验，测得双缝间距离，双缝到屏的距离，已知氦氖激光器发出的红光在空气中的波长为，问这时屏上的条纹间距是多少？
21．在双缝干涉实验中，已知双缝间的距离是0.2 mm，双缝到光屏的距离为80 cm．某单色光的干涉图样中第一条亮纹中央到第四条亮纹中央的距离为7.80 mm，据此求单色光的波长是多少．
22．在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10-6m，如图所示，则：
(1)P点是亮条纹还是暗条纹？
(2)设O为到S1、S2路程相等的点，则P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？（不包括O、P两处的条纹）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，故A错误；
B．用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B错误；
C．红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错误；
D．紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，故D正确。
故选D。
2．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。
3．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。
4．D
【详解】
AB．该条纹为光在标准玻璃的下表面和待检玻璃的上表面反射后叠加形式的，选项AB错误；
C．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为△x=2d，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差△x=2d=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差λ，显然抽掉一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹条纹变疏，故C错误。
D．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。若图中某一条纹向左弯曲时，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知该处凹陷，选项D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，属于单缝衍射，是光的衍射现象。故A正确，与题意不符；
B．通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色，是光的色散现象。故B正确，与题意不符；
C．阳光下，水面上的油膜会出现彩色花纹．是薄膜干涉现象。故C错误，与题意相符；
D．增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减至最小的。故D正确。与题意不符。
故选C。
6．D
【详解】
圆盘衍射和圆孔衍射的图样对比如下表所示：
种类 异同点 圆盘衍射 圆孔衍射
不同点 中心亮斑 较小。 较大。
亮（暗）环间距 随环的半径增大而减小。 随环的半径增大而增大。
背景 明亮。 黑暗。
相同点 均为明暗相间圆环，中心均有亮斑
由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D项正确。
圆盘衍射中央有较大黑斑，在黑斑中心有一个很小的亮斑，这个亮斑叫泊松亮斑。
7．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。
8．B
【详解】
在双缝干涉实验中，若把单色光源S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向下移动，通过双缝S1、S2的光仍然是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过S1、S2到S的路程差仍等于0。由于
中央亮纹的位置略向上移，根据公式
条纹间距不变
故选B。
9．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。
10．C
【详解】
一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况才是相同的，因此两个普通白炽灯发出的光相遇时，振动频率不同，不符合干涉产生的条件，故C正确，ABD错误。
故选C。
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．C
【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。
13．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。
14．A
【详解】
根据
解得
故选A。
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． 大于 b
【详解】
[1]由折射光路可知，a光的折射率小于b光的折射率，因此a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据
可知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距；
[2]折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射，则若a光和b光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光。
17． 越大 小
【详解】
①[1]．保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙d越小，由△x=λ可知，屏上明暗相间的条纹间距越大．
②[2]．在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，蓝光的波长λ比红光的波长短，由△x=λ可知，用蓝色光做实验时屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时小．
【点睛】
解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式，了解公式△x=λ个物理量的含义，会应用该公式进行相关的计算和定性的分析．
18． 增大 增大
【详解】
[1][2]．光路如图；
如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”；根据可知，若将屏向右平移，则l变大，则相邻明条纹间距增大；若将线光源S向下平移，则d减小，则相邻明条纹间距增大。
19．c和d，c
【详解】
由于单色光的干涉条纹与单缝和双缝都平行，应沿竖直方向，分划板中心刻度应对准干涉条纹的中心，故在测量头内观察到单色光的干涉条纹是c和d。
根据干涉条纹的间距与双缝间距成反比，可知对应双缝间距d1的是c图像。
20．
【详解】
设光在这种油中的波长为，由
解得
而光的频率与介质无关，则有
又因
联立以上各式解得
则实验中干涉条纹间距为
21．6.1 cm
【详解】
Δx=mm=2.60 mm
l=80 cm=800 mm
由Δx=λ
得λ=mm=6.5×10–4 mm=650 nm
所以此时空气柱长度=6.1 cm
22．(1)暗条纹；(2)5条暗条纹，6条亮条纹
【详解】
(1)光的波长为
路程差为
由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点出现暗条纹；
(2)O点的路程差为0，也是暗条纹，OP间还有5条暗条纹，6条亮条纹。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页