4.3光的干涉同步课时训练（二）（含解析）高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

高中物理4.3光的干涉同步课时训练（二）
一、单项选择题
1．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，下面不可选用的方法是（　　）
A．改用蓝色激光 B．改用红色激光
C．减小双缝间距 D．将屏幕向远离双缝的位置移动
2．如图，某同学观察肥皂膜干涉现象。将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。下列说法正确的是（　　）
A．条纹形状是相互平行的竖直线
B．从上向下，条纹的间距越来越小
C．紫光的条纹数比黄光要少一些
D．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的
3．随着科技的发展，夜视技术越来越成熟。一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里“红外监控”、“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（　　）
A．镀膜的目的是尽可能让入射的红外线反射
B．镀膜的目的是尽可能让入射的所有光均能透射
C．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的四分之一
D．镀膜的厚度应该是红外线在薄膜中波长的二分之一
4．光的干涉现象技术中行许多应用。图甲是利用干涉检查平面平整度装置，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C．若图丙为俯视图甲装置看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷而导致不平整
D．如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃。让单色光垂直从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环
5．激光作为单色性极好的光源而得到广泛应用。如图所示，用频率为的激光照射双缝干涉实验装置，光屏上出现明暗相间的干涉条纹。图中的P点为第14级暗条纹的位置。已知真空中的光速为c，则P点到双缝的距离之差为（　　）
A． B． C． D．
6．在利用双缝干涉实验测波长时，用波长为的单色光实验，屏上的P点为中央亮条纹，Q点为第一级亮条纹，如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．用波长为的光实验时，P、Q一定为亮条纹
B．用波长为的光实验时，第一级亮纹向下稍微移动一些
C．用波长为的光实验时，Q点仍为亮条纹
D．用波长为的光实验时，P、Q间没有亮条纹
7．《梦溪笔谈》是中国科学技术史上重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两种单色光在真空中的传播速度不同
B．水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
C．a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
D．在水滴中a光的频率小于b光的频率
8．如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向平行玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是（　　）
A．若增大入射角i，则B光先消失
B．在玻璃中A光的速度比B光的小
C．无论如何改变入射角，光束A、B始终是平行的
D．用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距比B光的小
9．一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是（　 ）
A．a光的频率大于b光的频率
B．出射光束a、b不一定相互平行
C．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大
D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
二、多项选择题题
10．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　）
A．改用红色激光
B．改用蓝色激光
C．减小双缝间距
D．将光源向远离双缝的位置移动
11．关于光的干涉，下列说法中正确的是（　　）
A．肥皂泡看上去五彩缤纷，是光的干涉现象
B．彩虹看上去五彩缤纷，是光的干涉现象
C．在杨氏双缝干涉实验中用普通灯泡作为光源，如果不加滤光片，就不能获得干涉条纹
D．在杨氏双缝干涉实验中用普通灯泡作为光源，加紫色滤光片得到的条纹比加红色滤光片得到的条纹更窄
12．如图所示，甲、乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一个双缝干涉装置形成的干涉图样，下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率比b光的频率低
B．在真空中，a光的速率比b光的速率小
C．在同一介质中，a光的速率比b光的速率小
D．在同一介质中，a光的临界角比b光的临界角小
13．如图所示，扇形为透明柱状介质的横截面，圆心角，两束平行于角平分线的单色光a和b由面射入介质，经面折射的光线相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于，以下说法正确的是（　　）
A．该介质对a光的折射率为
B．a光的折射光线在面发生全反射
C．在同一介质中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
14．如图所示，ΔOMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面，a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN（两束可见单色光关于 OO′对称），在棱镜侧面 OM、ON 上反射和折射的完整光路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．若光束从玻璃棱镜中射向空气，则光束b更容易发生全反射
B．在玻璃棱镜中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．若保持b光入射点位置不变，将光束b顺时针旋转，则NO面可能有光线射出
D．用a、b光在同样的装置做“双缝干涉”实验，a光的条纹间距大
15．如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源S，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设光的折射率为，则下列说法正确的是（　　）
A．在水中，光的波长比光的大
B．在水中，光的传播速度比光的小
C．复色光圆形区域的面积为
D．在同一装置的双缝干涉实验中，光的干涉条纹相邻亮条纹间距比b光的窄
三、填空题
16．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝的路程差为，如果用频率为的黄光照射双缝，该黄光的波长是________m；P点出现________（填“亮条纹”或“暗条纹”）；若保持双缝之间的距离以及双缝到屏的距离保持不变，将黄光换成波长为的红光，则光屏上条纹的宽度________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．如图所示，MN是一条通过透明半球体球心的直线，现有一束由两种单色细光束组成的复色光AB平行MN射向球体，经透明半球体的作用后分裂为两束，其中a光束与MN的夹角为30°，b光束与MN的夹角为15°，已知AB与MN间的距离为半径的一半。则该透明半球体对a光的折射率为______。若让这两束单色光分别通过同一双缝干涉装置后，条纹间距较宽的是______ （填“a”或“b”）光。
四、解答题
18．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？它在真空中的波长为多少？
(2)假如把整个装置放入折射率为的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？
19．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点与和距离之差为，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，在下列条件下，P点是亮条纹还是暗条纹？
（1）已知A光在折射率为的介质中波长为；
（2）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。
20．研究光的干涉现象原理图如图所示。光源到双缝、的距离相等，、连线平行于光屏，点为、连线中垂线与光屏的交点。光源发出单色光，经、传播到光屏上点，垂直于光屏，为某亮条纹中心，之间还有条亮条纹，光由、传播到点的时间差为。现紧贴放置厚度为的玻璃片，光由垂直穿过玻璃片传播到点与光由直接传播到点时间相等。已知光在真空中的速度为，玻璃对该单色光的折射率为，不考虑光在玻璃片内的反射，求：
（1）单色光在真空中的波长；
（2）玻璃片的厚度。
参考答案
1．A 2．B 3．C 4．C 5．A 6．C 7．C 8．C 9．A
10．AC 11．AD 12．CD 13．AD 14．ACD 15．AC
16． 暗条纹 变大
17． b
18．【解析】
(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
19．【解析】
（1）设A光在空气中波长为，在介质中波长为，由
得
根据路程差
所以
由此可知，从和到P点的路程差是波长的2.5倍（半波长的奇数倍），所以P点为暗条纹。
（2）根据临界角与折射率的关系得
由此可知，B光在空气中波长
所以
可见，用B光作光源，从和到P点的路程差是波长的3倍（波长的整数倍），所以P点为亮条纹。
20．【解析】
（1）由题意，为第级亮条纹中心，则有
又
解得
（2）由题意，设光在玻璃中的传播速度为，则
且
解得