四川省合江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：5.1光的干涉 同步练习（含解析）

5.1光的干涉
1．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光．比较a、b、c三束光，可知
A．当它们在真空中传播时，c光的波长最大
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最小
D．对同一双缝干涉装置，a光干涉条纹之间的距离最小
2．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上绿色滤光片后
A．干涉条纹消失
B．彩色条纹中的绿色条纹消失
C．中央条纹变成暗条纹
D．中央条纹变成绿色
3．．下面关于光现象以及原理的叙述中正确的是（
）
A．雨后天空出现彩虹，是光的干涉现象
B．阳光照在肥皂泡上出现的彩色花纹是干涉现象
C．用光导纤维传播信号，是利用了光的折射原理
D．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的偏振现象
E.
用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
F.
用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象
4．下列说法不正确的的是(??
)
A．“隔墙有耳”是声波的衍射现象
B．靠近我们的汽车鸣笛时,我们听到的声音更“尖”,是因为汽车靠近我们时发出的声波频率会变高
C．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．双缝干涉实验中,如增加双缝间的宽度,则条纹间距变小
5．利用图示装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是（
）
A．将滤光片由红色的换成蓝色的，干涉条纹间距变窄
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．换一个两缝之间距离较小的双缝，干涉条纹间距变宽
D．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽
6．下列说法正确的是（
）
A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小
D．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
E.机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
7．一般认为激光器发出的是频率为的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δ
(也称频率宽度)，其中
+
Δ，
和-Δ分别记为“上限频率”和“下限频率”．如图所示，某红宝石激光器发出的激光（其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为a光和b光）由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成θ角．则下列说法正确的是（
）
A．逐渐减小θ角，a光在液膜下表面先发生全反射
B．a光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大
C．b光更容易发生明显的衍射现象
D．相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较小
8．下列事例哪些应用了光的全反射现象(　
　)
A．光导纤维通讯
B．用三棱镜观察太阳光谱
C．用白光照肥皂膜看到彩色条纹
D．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°
9．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是(　　)
A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹
B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹
C．彩色条纹水平排列
D．彩色条纹竖直排列
10．(多选)以下说法中正确的是(　　)
A．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的色散现象
B．肥皂泡上呈现彩色条纹是光的干涉现象
C．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果
D．水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜的上下两表面反射光叠加的结果
11．如图，三角形ABC为某种透明均匀介质制成的直角三棱镜的横截面，∠A＝30°，BC边长为d，—束包含a、b两种单色光的细光束平行于AC边照射到AB边的某点，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光，a单色光经面AC反射后垂直于BC边中点射出．光在真空中传播速度为c．下列结论正确的是____（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分．选对3个得5分，选错1个扣3个，最低得分0分）．
A．在该介质中．单色光a的传播速度比单色光b的传播速度大
B．单色光a在介质中发生全反射的临界角为C，且sinC＝
C．若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置．单色光a的条纹间距比单色光b的小
D．光从该介质射向空气中．单色光a的临界角比单色光b的临界角大
E.单色光a在三棱镜中的传播时间为
12．如图所示，双缝干涉实验中用频率f=5×1014Hz的单色光照射双缝，若屏上一点P到双缝的距离之差为0.9μm，则P点处将出现_____条纹．若在折射率n=2的介质中作上述实验，则P点处将出现______条纹．（填写“亮”或“暗”）
13．让一束光线沿半径方向射向半圆形玻璃砖，结果在玻璃砖底面上的人射角为θ，经折射后射出分为a、b两束光线．由此可以判定：
(1)在玻璃中，a光的传播速度________b光的传播速度(填“大于”、“小于”或“等于")；
(2)若改变光束的人射方向使0角逐渐变大，则折射光线________首先消失(填“a”、或“b”)；
(3)分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的千涉条纹间距_______b光的干涉条纹间距(填“大于”、“小于”或“等于”)．
参考答案
1．C
【解析】
A．由光路图可知，c光的偏转程度最大，则c光的折射率最大，频率最大，根据知，c光的波长最小，故A错误；
B．c光的折射率最大，根据知，c光在玻璃中传播的速度最小，故B错误；
C．根据知，c光的折射率最大，则c光发生全反射的临界角最小，故C正确；
D．?a光的频率最小，则波长最长，根据知，a光干涉条纹之间的距离最大，故D错误；
故选C．
【点睛】
根据光线的偏折程度比较出各种色光的折射率，从而得出频率的大小，根据得出波长的大小，根据比较在三棱镜中的传播速度大小，根据比较发生全反射的临界角大小；根据波长的大小，结合比较干涉条纹间的间距大小．
2．D
【解析】
在光源与单缝之间加上绿色滤光片，只能透过绿光，则能发生干涉，中央条纹变成绿色，故D正确，ABC错误；
故选D．
3．B
【解析】雨后天空出现彩虹，是光的色散现象，选项A错误；阳光照在肥皂泡上出现的彩色花纹是干涉现象，选项B正确；用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，选项C错误；通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的衍射现象，选项D错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象，选项E错误；用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，选项F错误；故选B.
4．B
【解析】
“隔墙有耳”是声波的衍射现象，选项A正确；靠近我们的汽车鸣笛时，我们听到的声音更“尖”，这叫做多普勒效应，而汽车靠近我们时发出的声波频率并没有变化，故B错误；光导纤维运用光的全反射，所以内芯的折射率大于外套的折射率．故C正确．双缝干涉实验中，条纹间距△x=λ，增加双缝宽度d，则条纹间距表小，D正确；此题选项不正确的选项，故选B.
5．AC
【解析】
A．将滤光片由红色的换成蓝色的，波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式知条纹间距变窄，故A正确；
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误；
C．换一个两缝之间距离较小的双缝，d变小，根据双缝干涉条纹的间距公式知干涉条纹间距变宽，故C正确；
D．将屏移近双缝，L变小，根据双缝干涉条纹的间距公式知条纹间距减小，故D错误；
故选AC．
【点睛】
根据双缝干涉条纹的间距公式比较干涉条纹的间距变化．
6．BCE
【解析】
A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生色散形成的，选项A错误；
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，选项B正确；
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为紫光，因紫光的波长小于红光，根据可知，则相邻亮条纹间距一定变小，选项C正确；
D．用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，选项D错误；
E．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播，选项E正确；
故选BCE。
7．BC
【解析】
试题分析：频率越大，介质对这种色光的折射率越大，通过平行液膜后侧移越大；根据光路可逆性分析光线能否在液膜下表面发生全反射；波长越大，波动性越强，越容易发生衍射现象；干涉条纹的间距与波长成正比．
由于平行液膜的上表面与下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性得知，两种光都不可能在液膜下表面发生全反射，A错误；a光的频率大于b光的频率，液膜对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光通过平行液膜后偏移的距离较大，B正确；a光的频率大于b光的频率，由波速公式得知，b光的波长大于a光的波长，b光的波动性较强，更容易发生明显的衍射现象，C正确；干涉条纹的间距与波长成正比．所以相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较大，D错误．
8．AD
【解析】
由于光导纤维能全反射，故用来传输光信号、图象信号，故A正确；用三棱镜观察太阳光谱，是利用光的折射率不同，属于光的色散现象．故B错误；用白光照肥皂膜看到彩色条纹是薄膜干涉现象，选项C错误；某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路，是利用光的全反射现象．故D正确；故选AD．
9．BC
【解析】
前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹．因为路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故BC正确，AD错误．故选BC．
点睛：解决本题的关键知道光波干涉的条件，知道什么情况下出现明条纹，什么情况下出现暗条纹．
10．BD
【解析】
白光从肥皂泡的内外表面反射后，在不同的位置相互加强，发生干涉，从而肥皂泡看起来是彩色的，故选项A错误，B正确．水面上的油膜呈现彩色条纹，是光经膜的上下两表面反射后叠加的结果，故C错误，D正确；故选BD．
11．BCE
【解析】
根据图象的偏折程度可知，a光的折射率大于b光的折射率，根据可知，在该介质中．单色光a的传播速度比单色光b的传播速度小，所以A错误．根据几何知识可知，，所以,B正确．因为，所以，再根据
，可得单色光a的条纹间距比单色光b的小，所以C正确．因为，所以光从该介质射向空气中．单色光a的临界角比单色光b的临界角小，D错误．单色光a在三棱镜中的传播路程为，，所以传播时间为，所以E正确．故选择BCE.
【点睛】
先根据偏折程度得到折射率的关系，再结合几何知识计算出a的折射率，结合
，，，以及几何知识得到结论．
12．
暗
亮
【解析】频率f=5×1014Hz的单色光的波长为：λ=c/f=（3×108）/（5×1014=6×10?7）m
P到双缝的距离之差与波长的比值为：N=（9×10?7）/（6×10?7）=1.5，即路程差为半波长的奇数倍，P处出现暗条纹；
在折射率n=2的介质中波长为：λ′=λ/2=（6×10?7）/2=3×10?7m
则此时距离之差与波长的比值为N′=（9×10?7）/（3×10?7）=3，即路程差为波长的整数倍，P点出现亮条纹。
点睛：双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，路程之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹．
13．小于
a
小于
【解析】
（1）[1]．光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，θ是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式v=c/n，知a光在玻璃中的传播速度小；
（2）[2]．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°，故a光先发生全反射，折射光线先消失；
（3）[3]．光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式△x=λ，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距；
点睛：本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公式、光速公式v=c/n、双缝干涉条纹间距公式△x=λ．要注意公式的条件条件是光从真空射入介质折射．