2019-2020学年粤教版选修3-4 4.4光的干涉 达标作业（解析版)

4.4光的干涉
达标作业（解析版)
1．一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中不正确的是
A．增大双缝到屏的距离，条纹间距变大
B．入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变
C．入射光频率变化时条纹间距跟着变化
D．在水里做该实验，同样条件下的条纹间距会变化
2．下列对光学现象的认识正确的是（ ）
A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
B．雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象
C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象
D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高
3．如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白光，射到水面上的O点后，折射光发生了折射照到器壁上a、b之间，对应a、b两种颜色的单色光，则（ ）
A．由A到O，a光的传播时间大于b光的传播时间
B．若发光点A不变而入射点O向左移，则b光可能发生全反射
C．光束a的临界角较小
D．用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽
4．在水面下同一深处有两个点光源P、Q，能发出不同颜色的光．当它们发光时，在水面上看到光照亮的水面区域P光大于Q光，以下说法正确的是 （ ）
A．P光的频率大于Q光
B．P光在水中的传播速度大于Q光
C．P光在水中传播的波长小于Q光在水中传播的波长
D．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光
5．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是
A．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．将上玻璃板平行下移，条纹向着劈尖移动
D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动
6．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是
A．当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率小于波源发出波的频率
B．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
C．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理
D．电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
7．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5,所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（ ）
A． B．
C． D．
8．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是(　　)
A．9.25×10－8 m B．1.85×10－7 m
C．1.23×10－7 m D．6.18×10－8 m
9．在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯，也会看到彩色条纹，这两种现象
A．都是光的衍射现象
B．都是光的干涉现象
C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象
D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象
10．用一束单色光做杨氏双缝干涉实验,经双缝后光照射到光屏上,可观察到的图象是图中的　(　　)
A． B． C． D．
11．用氦氖激光器发出的红外线进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中亮条纹的间距离是．
氦氖激光器发出的红光波长是多少？
如果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？
12．Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示．一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t.
13．如图为一摄谱仪的示意图：来自光源的光经过狭缝S和透镜L后，成为平行光射在三棱镜P上，为了在一照相底片MN上拍摄下清晰的光谱，在P与MN之间须放置一个________，黄、红、绿三种颜色光谱线在照相片上从M端到N端的次序为________。
14．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1_________Δx2(填“＞”“＝”或“＜”)。若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为__________mm。
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
A．根据，可得增大双缝到屏的距离L，条纹间距变大，故A正确。
B．入射光的强度与入射光的波长无关，故入射光的强度改变，但波长变短时，条纹间距减小。故B错误。
C．入射光的频率改变时，入射光的波长就发生改变，则条纹间距会随之发生改变，故C正确。
D．在水里做双缝干涉实验，使光的传播速度变小，由于光的频率不变，故波长变小，所以条纹间距变小，故D正确。
2．D
【解析】
阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，选项A错误；雨后天空中出现的彩虹是光的色散现象，选项B错误；用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，选项C错误；某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，由于光的折射，他看到灯的位置比实际位置高，选项D正确；故选D.
3．D
【解析】
【详解】
A、由图可知，两光在水中的入射角度相同，而光在空气中的折射角度较小，故可知光的折射率要小于光的折射率，由可知，光的传播速度要大于光，故到，光的传播时间小于光的传播时间，故选项A错误；
B、发光点不变而入射点向左移，则入射角减小，不会发生全反射，故选项B错误；
C、根据可知光的临界角较大，故选项C错误；
D、光的折射率小，频率小，波长长，由可得用光和光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，光的条纹间距较宽，故选项D正确。
4．B
【解析】
【详解】
由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q，所以P的折射率小于Q的，由v=c/n，那么P在水中的速度大于Q，P光的频率也小于Q光。故A错误，B正确；
因P在水中的速度大于Q，P光的频率也小于Q光，由，则P光的波长比Q长，故C错误；P光的波长比Q长，让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，根据可知，P光的相邻条纹间距大于Q．故D错误；
5．A
【解析】
【详解】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现干涉条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的。当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故A正确，B错误；将上玻璃板平行下移，导致满足亮条纹光程差的间距远离劈尖移动，因此出现条纹远离劈尖移动，故C错误；将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，故D错误。所以A正确，BCD错误。
6．D
【解析】
【详解】
根据多普勒效应可以知道,当波源靠近接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率高,故A错误；用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象,屏上出现中间宽,两侧窄,间距越来越大的衍射条纹;故B错误; 增透膜是利用了薄膜干涉的原理，而信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理，故C错误；声音由空气进入水中传播时,频率不变,波速变大,由公式,所以声音在水中的波长变成，而电磁波在水中传播速度变小，根据公式可知波长变短，故D正确；故选D
7．C
【解析】
【详解】
为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′(N=1,2,…)。因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/v=3.7×10?7?m，
在膜中的波长是λ′=λ/n=2.47×10?7?m，故膜的厚度至少是1.24×10?7?m，故C正确，ABD错误。
故选：C.
8．C
【解析】
为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差（大小等于薄膜厚度d的2倍）应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′（N=1，2，…）．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的．紫外线在真空中的波长是λ==3.7×10-7?m，在膜中的波长是λ′==2.47×10-7?m，故膜的厚度至少是1.23×10-7?m，故C正确，ABD错误．故选C．
点睛：本题题型新颖，考查了光的干涉，是典型的物理知识与生活实际相联系的题目，关键理解干涉的原理，明确反射光的光程差是光的波长的整数倍时振动加强．
9．C
【解析】
【详解】
在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹,这是薄膜干涉现象；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯，也会看到彩色条纹，这是单缝衍射现象．
A．都是光的衍射现象，与结论不相符，选项A错误；
B．都是光的干涉现象，与结论不相符，选项B错误；
C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象，与结论相符，选项C正确；
D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象，与结论不相符，选项D错误；
10．D
【解析】
【详解】
双缝干涉看到的干涉图样是平行等距、明暗相间的彩色条纹，故选D.
11．
【解析】
【详解】
根据，红光的波长为：
因为，所以
则红光进入水中的波长
所以
故屏上的明条纹间距是
【点睛】
解决本题的关键掌握波动和振动的关系，以及条纹间距公式
12．
【解析】试题分析：设光在鳞片中的折射角为γ，根据折射定律有：2分
根据折射率定义式可知，光在鳞片中传播的速度为v＝2分
由图中几何关系可知，光从a到b的过程中，在鳞片中通过的路程为：s1＝2分
在空气中通过的路程为：s2＝1分
所以光从a到b所需的时间为：t＝＋2分
联立以上各式解得：t＝3分
考点：光的折射、全反射。
视频
13． 凸透镜 红、黄、绿
【解析】为了在一照相底片MN上拍摄下清晰的光谱，在P与MN之间须放置一个凸透镜，绿光的折射率最大，所以偏折程度最大，其次是黄光和红光，所以从M端到N端的次序为次序为红黄绿。
14．> 0.300
【解析】
解：红光的波长大于绿光的波长，由公式△x=，可知红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比，△x1＞△x2，
λ=630nm=6.3×10﹣7m，x=10.5mm=1.05×10﹣2m
由公式△x=得：d===3×10﹣4m=0.300mm
故答案为：＞，0.300
【点评】对于该题，要熟练的掌握七种颜色的光之间的频率关系和波长的关系，了解公式△x=个物理量的含义，会应用该公式进行相关的计算和定性的分析，解答问题时，要注意单位的换算．