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．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
2．以下说法正确的是（　　）
A．单摆的周期公式是由伽利略研究并确定的
B．根据多普勒效应可知：当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变小
C．托马斯·杨利用光的双缝干涉实验，有力的证明了光是一种波
D．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率
3．一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
4．如图是某同学用“双缝干涉法”做测定某单色光的波长实验示意图。图中，单缝到双缝的距离为L1，双缝到墙壁的距离为L2，双缝间距为d，墙壁上的干涉图样及尺寸如图，则该单色光的波长为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，一条红色光线和一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿方向射出，下列说法正确的是（　　）
A．光线是红光，光线是紫光
B．光线比光线穿过玻璃柱体所需时间长
C．将光线顺时针转动到与光线重合，O点的透射光线一定会变为两条
D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由光线变为光线，相邻干涉亮条纹间距变小
6．下列说法错误的是（　　）
A．海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的
B．防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉作用，将有害蓝光的波段进行反射
C．光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质
D．汽车在通过等距的减速带时，车速越快越容易发生共振
7．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
8．如图所示，在一个空长方体箱子的左侧壁刻上双缝，当把一个钠光灯照亮的狭缝放在箱子左边时，在箱子的右侧内壁上产生干涉条纹。如果把箱子用透明的油灌满，条纹的间距将（　　）
A．保持不变 B．减小
C．可能增加 D．增加
9．关于光现象及其应用，下列说法不正确的有（　　）
A．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
B．光导纤维传输信号是利用光的全反射现象
C．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
D．玻璃内气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射出的原因
10．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示内疏外密的同心圆环状条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（　　）
A．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．若凸透镜的曲率半径增大，则会造成相应条纹间距减小
D．若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距减小
11．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
12．一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后分成两束单色光a和b，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．在玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
B．在玻璃砖中，a光全反射的临界角比b光大
C．两束光射入玻璃砖后频率变小
D．用同一装置进行双缝干涉实验时，a光的干涉条纹比b光更密
13．每年夏季，我国多地都会出现日晕现象，如图甲所示。由于日晕现象不是很常见，常常引起人们的误解。实际上日晕就是一种光学现象，简单说是一种太阳光通过卷云层时，受到冰晶折射或反射而形成。如图乙所示，、为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（　　）
A．光的折射率大于光折射率
B．在冰晶中光传播速度小于光传播速度
C．从冰晶中射入空气发生全反射时光的临界角较小
D．让、光分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距比光的大
14．为研究光的干涉规律，小明用激光做双缝干涉实验。他用频率为f的红色激光垂直照射双缝，观察到了干涉条纹。光速为c，下列说法正确的是（　　）
A．实验中若将入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变大
B．如果将双缝的间距变大，则相邻两个亮条纹的间距将变大
C．在光屏的P点出现第三条暗条纹，则P点到双缝的距离之差为
D．如果将整个装置放到水中做实验，相邻两个亮条纹间距将变大
15．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到屏的距离为l，用红色激光照射双缝，调整实验装置使得屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹，下列说法正确的是（　　）
A．若只将屏向右移动一小段距离，屏上条纹会变得模糊不清
B．若只将屏向右移动一小段距离，屏上相邻两亮纹间的距离变小
C．若只将双缝间的距离减小，屏上相邻两亮纹间的距离变大
D．若只将红色激光变为绿色激光，屏上相邻两亮纹间的距离变大
二、填空题
16．如图所示利用激光完成“双缝干涉”实验，双缝的作用是______________，观察到的现象是______________．
17．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率__________，振动方向___________，具有恒定的________。激光散斑测速应用了光的干涉原理，二次曝光照相获得的散斑对相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，已知二次曝光时间间隔为△t，双缝到屏的距离为L，相邻两条纹间距为△x，激光波长为λ，则运动物体的速度表达式为_____。
18．在研究光的干涉实验中，当保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹的间距__________；当保持光屏到缝的距离不变，双缝的间隙越小，屏上条纹的间距__________．
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．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5×10-7m，如果用频率为6.0×1014Hz的黄光照射双缝，试问：
(1)该黄光的波长是多少？
(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹？
21．在杨氏双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝和的路程差为，如果用频率的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹。
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．D
【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。
2．C
【详解】
A．伽利略最早发现了摆的等时性原理，后来惠更斯得出了单摆的周期公式，故A错误；
B．根据多普勒效应可知：当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变大，故B错误；
C．托马斯·杨利用光的双缝干涉实验，有力的证明了光是一种波，故C正确；
D．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，故D错误。
故选C。
3．A
【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。
4．C
【详解】
由图可知干涉条纹间距为
解得该单色光的波长为
故选C。
5．B
【详解】
A．由图看出，两束光在O点的折射出空气的折射角相同，A光的在玻璃中的入射角小于B光再玻璃中的入射角，由折射定律分析得知，玻璃对AO光的折射率大于对BO光的折射率，则AO光线是紫光，BO光线是红光，A错误；
B．由
可知，AO光线在玻璃中传播速度较小，所以AO光线较BO光线穿过玻璃砖所需时间长，B正确；
C．由
可知，紫光的临界角小于红光，故将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合时，紫光可能发生全反射，则出射光线只有一条，C错误；
D．根据双缝干涉条纹间距公式
若L和d不变时，入射光由波长较短的紫光改为波长较长的红光，干涉条纹间距变大，D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．海市蜃楼是由于光的折射和全反射而产生的，故A正确，不符合题意；
B．防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，通过对有害波段的蓝光发射，通过薄膜干涉减弱蓝光的通过率，故B正确，不符合题意；
C．全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光学现象，光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，故C正确，不符合题意；
D．当汽车的固频率等于减速带产生的驱动力频率时，汽车会发生共振，振动最强烈，并不是车速越快越容易发生共振，故D错误，符合题意。
故选D。
7．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。
8．B
【详解】
箱子灌满油时，折射率增大，根据
v=
可知光速减小，根据
v=λf
可知光的波长减小，根据干涉条纹间距公式
Δx=λ
可知条纹间距减小，故ACD错误，B正确。
故选B。
9．D
【详解】
A．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，A正确；
B．光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，B正确；
C．根据知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，C正确；
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，D错误。
故选D。
10．B
【详解】
AB．凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A错误，B正确；
C．若平薄凸透镜的圆弧面曲率半径增大，则空气膜厚度变小，圆环状干涉条纹的间距将变大，故C错误；
D．若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。
故选B。
11．C
【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。
12．D
【详解】
A．依题意，单色光a的偏折程度大于单色光b的偏折程度，即
根据
可知在玻璃砖中，a光的传播速度比b光小，故A错误；
B．根据
可知在玻璃砖中，a光全反射的临界角比b光小，故B错误；
C．两束光射入玻璃砖后频率保持不变，故C错误；
D．根据
可知用同一装置进行双缝干涉实验时，a光的相邻明条纹间距小于b光的，所以a光的干涉条纹比b光更密，故D正确。
故选D。
13．C
【详解】
A．太阳光射入冰晶时，光的折射角大于光的折射角，由折射定律可知光的折射率小于光的折射率，A错误；
B．由折射率与光在介质中传播速度关系可知，折射率越大，光传播的速度越小，故光在冰晶中的传播速度大于光的传播速度，B错误；
C．由临界角公式可知，折射率越大，发生全反射的临界角越小，故从冰晶射入空气发生全反射时光的临界角大于光，C正确；
D．光的折射率小于光的折射率，可知光的频率小于光的频率，由知光的波长大于光的波长。又双缝干涉中相邻亮条纹的间距，当、光分别通过同一双缝干涉装置时，波长越长，条纹间距越大，故光的相邻亮条纹间距比光的大，D错误。
故选C。
14．C
【详解】
AB．将入射光由红光换成紫光，则波长变短，根据双缝干涉条纹间距公式
可知，波长变短，相邻亮条纹间距变小；若将双缝的间距变大，相邻亮条纹间距变小，A、B错误；
C．光屏上P点出现第三条暗条纹，P点到双缝的矩离之差为
C正确；
D．真空（或空气）中波长为λ的光，在折射率为n的水中波长变为
光线到水中时波长变短，相邻亮条纹间距变小，D错误。
故选C。
15．C
【详解】
双缝干涉相邻条纹间距公式为
AB．若只将屏向右移动一小段距离，即l增大，屏上依然可以看到清晰的干涉条纹，且相邻两亮纹间的距离变大，故AB错误；
C．若只将双缝间的距离减小，则d减小，则屏上相邻两亮纹间的距离变大，故C正确；
D．若只将红色激光变为绿色激光，则λ减小，屏上相邻两亮纹间的距离变小，故D错误。
故选C。
16． 得到频率相等的两束光 明暗相间、等宽等亮的条纹
【详解】
[1]利用双缝得到两束频率相等的光；
[2]光屏上可以看到明暗相间、等宽等亮的条纹。
17． 相同 相同 相位差
【详解】
[1][2][3]．要产生干涉必须满足一定条件，两列光的频率相同，振动方向相同，具有恒定的相位差。
[4]．根据条纹间距表达式
可得双缝间距
由于待测物体运动速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距，即：
可得
18． 越大 越大
【详解】
[1][2]由可知，光当保持双缝的间隙不变，屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹的间距越大，当保持光屏到缝的距离不变，双缝的间隙越小，屏上条纹的间距越大。
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．(1)5×10-7m；(2)暗条纹
【详解】
(1)根据
可得
λ＝＝5×10－7m
(2)由于
Δx＝7.5×10－7m＝1.5λ
所以是暗条纹。
21．暗条纹
【详解】
根据题中的信息可得黄光的波长为
所以
即路程差是半波长的奇数倍，所以P点是暗条纹。
22．
【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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