粤教版高中物理选择性必修第一册课时练23光的干涉含答案（教师用）

课时素养评价23　光的干涉
(分值：60分　单选4分　多选6分)
A组　知识点分组练
1．两个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．两个灯亮度不同
B．灯光的波长太短
C．两个光源的频率不稳定，是非相干光源
D．周围环境的漫反射光太强
解析：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的频率不稳定，振动情况也往往不同，是非相干光源，C正确．
答案：C
2．一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，其原因是(　　)
A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同
B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同
C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同
D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同
解析：各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹，A正确．
答案：A
3．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，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大
D．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
解析：用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错误；用红光作为光源，屏上将呈现红色明条纹与暗条纹(即黑条纹)相间的条纹，B正确；将红光改为紫光，λ变小，由Δx＝λ知Δx变小，C错误；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，D错误．
答案：B
4．(多选)用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是(　　)
A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹
B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象
C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹
D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象
解析：频率相同、相位差恒定是产生干涉现象的条件，红光和蓝光频率不同，不能产生干涉现象，不会产生干涉条纹，A、C错误，B、D正确．
答案：BD
5.如图为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的竖直放置的金属线圈，由于重力作用，形成上薄下厚的楔形，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉现象，若实验中将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是(　　)
A．干涉条纹保持不变
B．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°
C．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°
D．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°
解析：在转动金属线圈的过程中，由于两层薄膜的厚度不变，故反射光形成的路程差也不会发生变化，故产生的干涉条纹仍保持原来的状态不变，A正确．
答案：A
6．关于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　)
A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前、后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等
D．观察薄膜干涉条纹时，人应在入射光的另一侧
解析：薄膜前、后两个面反射的光波的路程差不同，一些地方，波峰(波谷)与波峰(波谷)相遇，相互加强，出现明条纹；在另一些地方，波峰(波谷)与波谷(波峰)相遇，相互削弱，出现暗条纹．干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜是理想的劈，膜的厚度不相等．人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因此人应与入射光在同一侧，A正确．
答案：A
7.(多选)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻明条纹的位置，c为中央明条纹，则(　　)
A．O到达a、b的路程差为零
B．M、N到达b的路程差为λ
C．O到达a、c的路程差为4λ
D．M、N到达e的路程差为2λ
解析：振动一致的两光源在空间发生干涉，得到明条纹的条件满足双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0，1，2，3…)，故B、D正确．
答案：BD
8．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．他改变的实验条件可能是(　　)
A．减小光源到单缝的距离
B．减小双缝之间的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源
解析：改变条件后，相邻明条纹之间的间距变大，由Δx＝λ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错误；减小双缝之间的距离d，B正确；换用波长更长，即频率更低的单色光源，D错误；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错误．
答案：B
B组　促思提能训练
9.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．在双缝前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，以下说法正确的是(　　)
①如果屏的正中央仍是明条纹，说明B中的气体与A中的气体成分相同，不含瓦斯
②如果屏的正中央是暗条纹，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，可能含有瓦斯
③如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
④只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
解析：若B中气体含有瓦斯，光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达屏正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以屏的正中央可能是明条纹，也可能是暗条纹，故屏的正中央为明条纹时，B中气体可能含有瓦斯，也可能不含瓦斯，①错误；如果屏的正中央是暗条纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，可能含瓦斯，②正确；如果屏上干涉条纹不停地移动，说明光程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不稳定，③正确；无论用单色光还是白光照射单缝时，都能在屏上出现干涉条纹，④错误．
答案：B
10.(12分)在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，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3×10－6 m，如图所示．
(1)P点是明条纹还是暗条纹？
(2)设O为到S1、S2路程相等的点，则PO间还有几条明条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹)．
解析：(1)由波长计算公式得λ＝＝5×10－7 m，
n＝＝＝6，
由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点为暗条纹．
(2)O点路程差为0，也是暗条纹，OP间还有5条暗条纹，6条明条纹．
答案：(1)暗条纹　(2)5条暗条纹，6条明条纹
11．(8分)用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差δ＝1.5×10－6 m，当单色光波长λ1＝0.5 μm时，P点将形成明条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6 μm呢？此时在中央明条纹和P点之间有几条暗条纹？
解析：由题意知，P到双缝的路程差δ＝λ1＝3λ1，满足波长的整数倍，在P点形成明条纹．当单色光波长λ2＝0.6 μm，δ＝λ2＝λ2，满足半波长的奇数倍，在P点形成暗条纹，在0～λ2范围内λ2和λ2满足半波长的奇数倍，出现暗条纹，此时在中央明条纹和P点之间有两条暗条纹．
答案：明条纹　两条
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