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．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
2．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
3．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
4．某三角形的有机玻璃置于水平有机玻璃上，其截面如图所示，一束竖直方向的平行光射向三角形有机玻璃的水平底面。当底面受到图示竖直向下的压力时，三角形有机玻璃中的花纹将发生改变。则（　　）
A．花纹的形成是因为光的衍射
B．花纹的改变是因为入射平行光强度的变化
C．增大压力，花纹的形状和位置不会发生变化
D．通过研究受压后花纹的变化，可以推测物体各部位的受力情况
5．如图所示，在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光，把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜。通过这层液膜观察灯焰的像与下面的哪幅图相符（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（　　）
A．干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的
C．观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角，则条纹将变成竖直的
D．用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小
7．下列关于光现象说法正确的是（　　）
A．单色光从玻璃射入水中，光的波长不变
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的折射形成的
C．光的偏振现象说明光是纵波
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的缘故
8．下列说法正确的是（　　）
A．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
B．观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率小于波源频率
C．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
D．两束频率不同的光，可以产生干涉现象
9．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
10．如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（ 　）
A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度；
B．增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射；
C．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小；
D．用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应。
11．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
12．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
13．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
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．铁丝圈上附有肥皂沫，竖直放置时，可以观察到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（　　）
A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
B．肥皂膜前后两个面的侧视形状为上薄下厚的梯形
C．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动，条纹也会跟着转动
二、填空题
16．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是_________。光的双缝干涉实验中用双缝间距d和双缝到光屏的距离L及条纹间距计算单色光波长的公式是______________。
17．如图，在双缝干涉实验中，S1和S2为狭缝，P是光屏上的一点，已知双缝S1、S2和P点的距离差为m，用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝S1、S2距离相等，且A光频率为Hz。则P点处是___________（填“亮”或“暗”）条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗条纹___________ （填“均匀”或“不均匀”）分布。 （光在空气中的速度）
18．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”）。
三、解答题
19．用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点P到双缝的路程差，当用波长为的单色光照射时，P点将出现亮条纹还是暗条纹？若用波长为的单色光照射，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
20．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5mm，测得双缝到光屏的距离为1.0m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm。则：
（1）此红光的频率为多少？
（2）它在真空中的波长为多少？
21．如图所示，一束频率为f=6×1014Hz的绿光从截面为等腰直角三角形的三棱镜AB面射入棱镜，从AC面射出，方向平行于BC。已知三棱镜对绿光的折射率为n=，不计二次反射。（光在真空中的速度c=3×108m/s）
（1）通过计算在图上作出光束在射出三棱镜前的光路图；
（2）求光束在射出三棱中传播的速度；
（3）用出射光做双缝干涉实验，通过计算判断光屏上到两缝距离之差为Δr=7.5×10-7m的某点处出现的是明条纹还是暗条纹
22．如图所示，在双缝干涉实验中，和为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与、距离之差为，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
已知A光在空气中的波长为；
已知B光在某种介质中波长为，当B光从这种介质射向空气时，临界角为
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．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。
4．D
【详解】
A．花纹的形成是因为从两有机玻璃所夹的气体薄层上下表面反射回的两束光线发生干涉的结果，故A错误；
B．花纹的改变是因为底面受到图示竖直向下的压力时，从空气薄膜上下表面发射回的两束光的光程差发生变化导致，不是入射平行光强度变化导致，故B错误；
C．增大压力，会导致从空气薄膜上下表面发射回的光线的光程差发生变化，花纹的形状和位置都会发生变化，故C错误；
D．由BC中分析可知，通过研究受压后花纹的变化，可以推测物体各部位的受力情况，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
液膜上的像是液膜前后两个面反射的光形成的，此像由明暗相间的水平条纹组成。
故选D。
6．C
【详解】
A．由于重力的作用，肥皂薄膜形成了上薄下厚的形状，干涉条纹是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A说法正确；
BC．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，且薄膜干涉是等厚干涉，同一条纹对应的薄膜厚度相同，故条纹是水平的，B说法正确，C说法错误；
D．其他条件相同时，干涉条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长较长，故用黄光照射薄膜产生的干涉条纹间距较大，用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距较小，故D说法正确。
此题选择错误选项，故选C。
7．D
【详解】
A．单色光从玻璃射入水中，光的频率不变，波速变化，所以波长变化，故A错误；
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故B错误；
C．光的偏振现象说明光是横波，故C错误；
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的缘故，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．根据双缝干涉条纹间距公式
由于蓝光的波长比红光的波长小，可知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，A错误；
B．根据多普勒效应规律可知，观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率大于波源频率，B错误；
C．根据
解得
可得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，C正确；
D．根据光的干涉产生条件可知，两束频率不同的光，不可以产生干涉现象，D错误；
故选C。
9．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。
10．C
【详解】
A．在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，故A错误；
B．因为光线是从玻璃砖上表面经过一次折射到下表面的，所以增大入射角，a光在玻璃砖下表面不可能达到临界角，因此不可能发生全反射，故B错误；
C．两束光的入射角相同，a光的折射角较小，所以a光的折射率较大，则频率较大，波长短，根据
可知，a光条纹间距小，故C正确；
D．a光频率大，可以发生光电效应，b光频率小，可能小于极限频率，所以可能不发生光电效应，故D错误。
故选C。
11．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。
12．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。
13．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。
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】
C．肥皂膜上条纹的形成是因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，是薄膜干涉，选项C正确；
A．形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，选项A错误；
B．肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其前后两个面的侧视形状应是一个圆滑的曲面而不是梯形，选项B错误；
D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转90°，选项D错误。
故选C。
16．
【详解】
[1]由单摆的周期公
可求得当地的重力加速度
[2]根据双缝干涉条纹的间距公式
得
17． 暗 不均匀
【详解】
[1]设A光在空气中波长为λ，由得，光的路程差，所以
即从S1和S2到P点的光的路程差δ是波长λ的3.5倍，所以P点为暗条纹。
[2]将S2用遮光片挡住。光屏上得到的是衍射条纹，所以是不均匀分布的。
18． 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。
19．亮条纹；两条
【详解】
当时
故P点将出现亮条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条亮条纹
当时
故P点将出现暗条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹
20．（1）；（2）
【详解】
（1）根据题意计算相邻明条纹的间距
又因为
解得红光在真空中的波长
红光的频率
（2）红光在水中传播的速度
在水中的波长
则屏上相邻明条纹的间距
21．（1）见解析；（2）（3）暗条纹
【详解】
（1）设绿光在AC面上的折射角为α，则
得光在BC面上的入射角
r=30°
由几何关系可知，绿光在BC面上的反射角为75°。
因sin75°>，故绿光在BC面上发生全反射，则绿光在AB面上的折射角为30°，入射角为45°。光路图如图所示
（2）由解得
（3）绿光在空气中的波长
由Δr=1.5λ，可知该点出现的是暗条纹
22．暗条纹亮条纹
已知P点与和的距离之差，由出现亮暗的条件可判断是亮条纹或暗条纹根据，，频率f相等，求出A光在空气中的波长对于B光，根据临界角公式求出折射率，再用同样的方法求出B光在空气中的波长再判断是亮条纹还是暗条纹．
【详解】
两缝到P的路程之差为：，
所以有：
由此可知，从和到P点的路程差是波长的倍，所以P点为暗条纹．
根据临界角与折射率的关系有：
得：
由此可知，B光在空气中波长为：
路程差和波长的关系为：
可见，用B光作光源，P点为亮条纹．
【点睛】
解决本题的关键掌握形成明条纹或暗条纹的条件、折射率与波长的关系等等知识，注意正确的计算，及路程差的概念．
答案第1页，共2页
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