第五章 第一节 光的干涉 第2课时 同步练习 (含部分答案解析)

第一节
光的干涉
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.在做双缝干涉实验时，若屏上某处发现亮条纹，则双缝和到屏上该处的距离之差可能为?（
）?
A.光波半波长的奇数倍B.光波半波长的偶数倍C.光波波长的奇数倍 D.光波波长的偶数倍
2.分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δ和Δ，则（
）
A.Δ＜Δ
B.Δ＞Δ
C.若双缝间距减小，而其他条件保持不变，则Δ增大
D.若双缝间距减小，而其他条件保持不变，则Δ不变
3.一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列判断正确的是（
）
A.改变双缝到屏的距离，条纹间距不变
B.双缝间距减小，条纹间距也减小
C.入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变
D.入射光频率变化时条纹间距跟着变化
4.在双缝干涉实验中，双缝的作用是（
）?
A.遮住过于强烈的光
B.形成两个振动情况相同的光源
C.使白光变成单色光
D.使光发生折射
5.图1为双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为绿光进行实验的图样，为中央亮条纹.乙为换用另一种单色光进行实验的图样，为中央亮条纹，则以下说法正确的是（
）?
图1
A.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长?
C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短?
D.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短?
6.（上海模拟）如图2所示为一演示薄膜干涉及现象的实验装置，是有肥皂膜的铁丝圈，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图样应是图3中的（
）
图2
图3
7.双缝干涉实验中观察到红光的干涉图样是（
）
A.一系列明暗相间的同心圆
B.一些杂乱无章的点
C.平行、等间距的明暗相间条纹
D.条纹中间宽，两边窄
8.用包括红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是（
）
A.紫色条纹
B.绿色条纹
C.红色条纹
D.都一样近
9.如图4甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，图8乙中(a)图是用绿光进行实验时，屏上观察到的条纹情况，为中央亮条纹，(b)图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，为中央亮条纹.则以下说法正确的是?（
）?
A.
(b)图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B.
(b)图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C.
(b)图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D.
(b)图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
图4
10.在双缝干涉实验中，设单缝宽度为，双缝距离为，双缝与屏距离为，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(
)
A.=1
cm，=0.1
mm，=1
m
B=1
mm，=0.1
mm，=10
cm
C.=1
mm，=10
cm，=1
m
D.=1
mm，=0.1
mm，=1
m
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.现有毛玻璃屏、双缝、白光、单缝和透红光的滤片等元件，要把它们放在图5所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
图5
(1)本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离.在操作步骤②时还应注意
.
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图6甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图7乙中手轮上的示数为
mm,求得相邻亮纹的间距Δ=
mm.
甲
乙
图6
(3)已知双缝间距为2.0×10-4
m，测得双缝到屏的距离为0.700
m,由计算式=
，求得所测红光波长为
m.
12.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图7），并选用缝间距=0.2
mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离=700
mm.然后，接通电源使光源正常工作.
图7
图8
图9
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度.某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图8（a）所示，图8（a）中的数字是该同学给各暗纹做的编号，此时图8（b）中游标尺上的读数为=1.16
mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图9（a）所示，此时图9（b）中游标尺上的读数为
mm.
(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Δ=
mm；这种色光的波长=
nm.
三、计算题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.(12分)在双缝干涉实验中，测得光波是波长为
m的红光，在屏幕上相邻两条明纹的间距与另一单色光（用相同装置）在屏幕上相邻两条明纹间距之比为3∶2，则另一单色光的波长为多少？

14.(12分)为什么白光双缝干涉图样的中央亮条纹是白色的？其他各级亮条纹中，为什么红色总在最外侧？
15.(12分)在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用双缝间距=2
mm，双缝到屏的间距=86.4
cm，手轮的初始读数为=2.12
mm，转动手轮，分划板中心刻线移动到第13条线时手轮读数=5.54
mm，求通过滤光片后光的波长.
16.(12分)用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距离=0.1
mm，双缝到屏的距离=6.0
m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8
cm，氦氖激光器发出的红光的波长是多少？假如把整个装置放入折射率是的水中，这时屏上的条纹间距是多少？

第一节
光的干涉
答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11．（1）
（2）
（3）
12.
（1）
（2）
三、计算题
13
14.
15
16.
第一节
光的干涉
参考答案
一、选择题
1.BCD
2.BC
解析：由 ， ＞ ，B正确.当双缝间距减小，其他条件不变时，条纹间距 应增大，故C项正确.
3.D
4.B
5.A?解析：因为条纹间距与波长成正比，题图乙中条纹间距大于题图甲，故乙图中照射光的波长长，可能为红光，故Ａ正确.
6.D
解析：肥皂膜在重力作用下，形成一个上薄下厚的薄膜，入射光在薄膜的前后两个表面反射后，互相干涉，形成水平方向的干涉条纹，选项D正确.
7.C
8.A
解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距可知：条纹间的间距与波长成正比，故A正确.
9.A
10.D
解析：根据可以得知，当较小、较大时，干涉条纹间距离明显，由此可以排除C、B.由于干涉光束是同频率的，故要小，才能得到同频率光，排除A，故选D.
二、填空题
11.（1）使单缝和双缝间距为510
cm使单缝与双缝相互平行
（2）13.870
2.310
(3)
6.6×10-7
解析：（1）应注意调节单缝与双缝间距，并使单缝与双缝平行以便能形成相干光源，发生干涉现象.
（2）螺旋测微器的读法是将固定刻度上的毫米数加上可变刻度上的读数，题图乙上的读数为13.5
mm+37.0×0.01
mm13.870
mm,图甲上的读数为(2.0+32.0×0.01)
mm2.320
mm, =
mm2.310
mm.
（3） =，所以×2.310×10-3
m=6.6×10-7
m.
12.(1)15.02
(2)2.31
660
解析：(1)＝15.02
mm
(2)
mm＝2.31
mm
，则
m=6.6×10-7
m=660
nm
三、计算题
13.5×10-7
解析：因为 ，
所以 =7.5×10-7×
m，
又因为，
即，
所以=5×10-7
m
则另一单色光的波长为5×10-7
m.
14.见解析
解析：如图10所示,自双缝透射的光到达点的距离总相等，则各种颜色的光在点都被加强，故点作为中央亮条纹是白色的.自双缝透射的光到达点，其路程差为某一色光的波长的整数倍时，点就为这种色光的颜色，由于红光的波长最长，而条纹间距，故红条纹间距最大，红色在最外侧.
图10
15.
m
解析:相邻亮条纹间的距离为:
=
mm0.285
mm
根据得
光波的波长为:
m≈m.
16.
m?
m?解析：由条纹间距?、双缝间距、双缝到屏的距离及波长的关系,可测光波的波长,同理知道水的折射率,可知该波在水中的波长,然后由?、的关系，可计算条纹间距.
由可以得出红光的波长为
m≈6.3×
m激光器发出的红光的波长是6.3×
m.
如果整个装置放入水中,激光器发出的红光在水中的波长为
m≈4.7×
m
这时屏上条纹的间距是
?
m≈2.8×10-2
m.