同步课时精练（十八）5.1光的干涉（后附解析）

同步课时精练（十八）5.1 光的干涉（后附解析）
一、单选题
1．如图所示，、为两束不同频率的单色光，以的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面，直线与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于点，入射点、到点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的点，则下列说法正确的是（　　）
A．在真空中，光的传播速度大于光的传播速度
B．在玻璃中，光的传播速度小于光的传播速度
C．同时增大入射角（入射角始终小于），则光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽
2．用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为9.375×10-7m，如图乙所示，已知真空中的光速为3×108m/s，如果用频率为4.8×1014Hz的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（　　）
A．该橙光的波长是5.25×10-7m
B．P点出现亮条纹
C．仅将橙光换成红光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大
D．仅将橙光换成紫光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变
3．在下列自然现象之中，可以用光的干涉理论解释的是（ ）
A．天上的彩虹 B．阳光在树林地面上形成圆形光斑
C．肥皂泡上的彩色花纹 D．水中十分明亮的空气泡
4．如图所示为双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏。用单色光从左侧照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C．若换作波长更长的单色光照射，干涉条纹间的距离减小
D．若换作白光照射，光屏上不出现条纹
5．如图，利用平面镜也可以实现杨氏双缝干涉实验的结果，下列说法正确的是（　　）

A．光屏上的条纹关于平面镜M上下对称
B．相邻亮条纹的间距为
C．若将平面镜向右移动一些，相邻亮条纹间距不变
D．若将平面镜向右移动一些，亮条纹数量保持不变
6．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。则他改变的实验条件可能是（　　）
A．减小光源到单缝的距离 B．增大双缝到光屏之间的距离
C．增大双缝之间的距离 D．换用频率更高的单色光源
7．利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像（图甲），其中有一种“彩虹”雪花，中间部分有一个夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹（图乙），这是由于（　　）
A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．小孔成像
8．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，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。当某单色光垂直入射后，从上往下看到亮暗相间的干涉条纹如图乙所示。下面关于条纹的说法正确的是（　　）
A．任意相邻暗条纹所对应的薄膜厚度差随其厚度增加而增大
B．任意一条亮条纹所在位置对应的空气薄膜厚度不一定相等
C．若仅在图甲装置中抽去一张纸片，则图乙所示干涉条纹将变密
D．若仅减小垂直入射的单色光频率，则图乙所示干涉条纹将变疏
二、多选题
9．有关光现象的下列说法中正确的是（ ）
A．折射光与入射光的传播方向总是不同的
B．在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象
C．在光的双缝干涉实验中，只将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
D．折射现象的出现说明光是纵波
10．下列说法正确的是（　　）
A．简谐运动的周期与振幅无关
B．物体做简谐运动时的回复力表达式为F=-kx，其中F为运动物体所受的合外力
C．波在介质中传播时，质点的振动速度与波的传播速度无关
D．在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄
E．在观察水波的单缝衍射现象实验中，狭缝宽度越大，观察到的衍射现象越明显
11．在水面下同一深处有两个光源A、B，它们分别发出单色光a、b，在水面上观察到光源A在水面下的深度大于B光源。以下说法正确的是（　　）
A．单色光a的频率大于单色光b
B．单色光a在水中的波长大于单色光b在水中的波长
C．单色光a在水中的传播速度大于单色光b在水中的传播速度
D．让单色光a和单色光b通过同一双缝干涉装置，单色光a产生的条纹间距小于单色光b产生的条纹间距
12．某同学利用双缝干涉实验装置研究光的干涉现象，保持双缝到屏的距离不变，他先用红光和蓝光在双缝间距为时进行实验，得到了如图a、b所示图样（未按实验顺序排列），然后用红光在双缝间距为d2时进行实验，得到了如图c所示图样，则下列说法中正确的是（　　）
A． B．
C．图a为蓝光干涉图样 D．图b为蓝光干涉图样
三、解答题
13．在明亮的光线下以一定角度观察眼镜镜片，能观察到什么现象？分析出现这种现象的原因。
14．冬奥会雪上项目的运动员都佩戴有护目镜，护目镜上附有一层“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害。制作护目镜时需要测量紫外线的波长。假设利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中亮条纹间距。求：
（1）被测紫外线的频率；
（2）若选用薄膜材料的折射率为，则制作“增反膜”眼镜时，“增反膜”的最小厚度是多少？
15．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为，屏上点距双缝和的路程差为．则在这里出现的什么条纹？现改用波长为的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将如何变化？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：A．各种光在真空中的速度相同，故A错误；
B．根据题图，入射角相同，光的折射角较大，所以玻璃砖对光的折射率较小，由光在介质中的光速
得，光在介质中的传播速度较大，故B错误；
C．玻璃砖上下表面平行，、光在玻璃砖下表面均不会发生全反射现象，故C错误；
D．根据公式
可知，由于a光的波长大于b光波长，对同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距宽，故D正确。
答案：D。
2．C
解析：A.橙光的波长为
故A错误；
B.由于
故Р点是振动减弱点，P点出现暗条纹，故B错误；
C.根据
在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大，故C正确；
D.由C项分析知，在其他条件不变的情况下，光的波长减小，相邻两亮条纹的中心间距变小，故D错误；
答案：C。
3．C
解析：A．天上的彩虹是因为光的反射与折射原因形成的，A错误；
B．阳光在树林地面上形成的光斑是由于光沿直线传播形成的，B错误；
C．肥皂泡上的彩色花纹，是由于光的干涉形成的，C正确；
D．水中十分明亮的空气泡是由于全反射形成的，C错误。
答案：C。
4．B
解析：A．根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距增大，选项A错误；
B．根据双缝干涉条纹的间距公式知，增大双缝到屏的距离，即L增大，干涉条纹间距增大，选项B正确；
C．根据双缝干涉条纹的间距公式知若换作波长更长的单色光照射，干涉条纹间的距离增大，选项C错误；
D．换作白光照射，光屏上将出现条纹彩色条纹，选项D错误。
答案：B。
5．C
解析：A．根据双缝干涉原理，当光程差为波长的整数倍时出现亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时出现暗条纹，可知，光屏上的条纹与镜面平行，并非关于平面镜M上下对称，故A错误；
B．根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式
其中，，所以相邻两条亮条纹之间的距离为
故B错误；
C．若将平面镜向右移动一些，不影响光源的像的位置和L的大小，相邻亮条纹间距不变，故C正确；
D．若将平面镜向右移动一些，射到平面镜边缘的两条光线射到屏上的位置向下移动，宽度减小，而条纹间距不变，亮条纹数量减少，故D错误；
答案：C。
6．B
解析：由图可知，改变条件后，条纹间距变大，则
A．条纹间距与光源到单缝的距离无关，A错误；
BCD．乙图中条纹的间距比甲图大，根据
其中是双缝到光屏之间的距离，是双缝之间的距离，是波长，因此他改变的实验条件可能是增大双缝到光屏之间的距离，减小双缝之间的距离，或者换用波长更长的单色光源，又
所以也可能是换用频率更低的单色光源，B正确，CD错误。
答案：B。
7．A
解析：薄冰中间所夹的空气薄层相当与一层薄膜，光在此空气薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色花纹。
答案：A。
8．D
解析：A．根据 任意相邻暗条纹所对应的薄膜厚度差不变，都是半波长，故A错误；
B．任意一条亮条纹所在位置对应的空气薄膜厚度一定相等，故B错误；
C．根据，若仅在图甲装置中抽去一张纸片，d变小，则图乙所示干涉条纹间距变大，条纹将变疏，故C错误；
D．根据，若仅减小垂直入射的单色光频率，波长增大，则图乙所示干涉条纹间距变大，条纹将变疏，故D正确。
答案：D。
9．BC
解析：A.当光垂直入射时，折射光与入射光传播方向相同，A错误
B.由于油膜表面各处与水平面的距离不尽相等，当光到油膜表面和水面的光进行反射叠加在一起时，就会在油膜表面的不同地方产生不同的光程差，所以就发生了干涉，形成彩色花纹．所以在太阳光照射下，水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象，B正确
C.条纹间距与波长成正比，黄光比绿光频率低，波长长，所以只将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽，C正确
D.光是一种横波，D错误
10．ACD
解析：A．简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振动幅度无关，故A正确；
B．物体做简谐运动时的回复力表达式为F=-kx，其中F为运动物体所受的回复力，故B错误；
C．波在介质中传播时，质点的振动速度与波的传播速度无关，故C正确；
D．在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄，因为紫光波长更小，而 ，故D正确；
E．在观察水波的单缝衍射现象实验中，狭缝宽度越小，波长越大，观察到的衍射现象越明显，故E错误。
答案：ACD。
11．BC
解析：A．由题意知单色光a在水中偏折程度比单色光b小，则单色光a在水中的折射率比单色光b小，单色光a的频率小于单色光b的频率，A错误；
B．单色光a的频率小于单色光b的频率，由知，在真空中单色光a的波长大于单色光b的波长，根据
得光在介质中波长
是光在真空中的波长，结合单色光a的折射率比单色光b的小，可知单色光a在水中的波长大于单色光b在水中的波长，B正确；
C．根据，知单色光a在水中的传播速度大于单色光b，C正确；
D．单色光a的波长大于单色光b的波长，而双缝干涉条纹的间距与波长成正比，所以单色光a条纹间的距离大于单色光b，D错误。
答案：BC。
12．AC
解析：CD．图中光照射产生的条纹间距小于图中光照射产生的条纹间距，由双缝干涉条纹的间距公式
可知，当双缝间距均为，双缝到屏的距离不变时，图中光的波长小于图中光的波长，故图为蓝光干涉图样，图为红光干涉图样。故C正确，D错误。
AB．双缝到屏的距离不变，只将双缝间距改为时，同样利用红光进行实验，因此相同，对比图和图可知，图中光照射产生的条纹间距小于图中光照射产生的条纹间距，故由双缝干涉条纹的间距公式可知，，故A正确，B错误。
答案：AC。
13．见解析
解析：在明亮的光线下以一定角度观察眼镜镜片，能观察到彩色条纹现象，产生这种现象的原因是由于在眼镜的表面镀有一层膜，入射光进入膜层后，在膜层的前后表面的反射光叠加发生了干涉现象，人在相应区域就能观察到干涉彩色条纹。
14．（1）；（2）
解析：（1）根据
解得被测紫外线的波长为
则被测紫外线的频率为
（2）当光程差等于光在薄膜中的波长的整数倍时，即
（，，……）
则出现明条纹，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的一半，紫外线在膜中的波长为
故膜的最小厚度为
15．暗条纹，条纹间距变宽
解析：根据路程差
故路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹
根据知，改用波长为的激光，则波长变大，条纹间距变宽．
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