四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：5.1光的干涉 达标作业（含解析）

5.1光的干涉
1．如图所示，竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成（
）
A．彩色的水平干涉条纹
B．彩色的竖直干涉条纹
C．黑白相间的水平干涉条纹
D．黑白相间的竖直干涉条纹
2．在白光照射下，能在竖直放置的肥皂膜上看到（
）
A．彩色的水平条纹
B．彩色的竖直条纹
C．黑白的水平条纹
D．黑白的竖直条纹
3．下列与原子核内部变化有关的现象是
A．粒子散射现象
B．天然放射现象
C．光电效应现象
D．光的干涉现象
4．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为，双缝到像屏的距离为，调整实验装置合得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（
）
A．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹间距将变小
B．若将像屏向右平移一小段距离，屏上的干涉条纹间距将变小
C．若将双缝间的距离减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D．若将双缝间的距离减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离不变
5．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上点距双缝和的距离相等，点是距点最近的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上及其上方的干涉条纹的情况是（
）
A．点是红光的暗条纹
B．点是蓝光的暗条纹
C．红光的第一条亮条纹在点的下方
D．蓝光的第一条亮条纹在点的下方
6．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的（
）
A．频率不同
B．强度不同
C．振动方向不同
D．传播速度不同
7．如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知____．
A．射出c板后的两束单色光与入射光平行
B．射到P点的光在玻璃中的折射率较大
C．射到P点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长
D．若稍微增大入射角θ，光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射
E.
若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光
8．下列关于光的说法中，正确的是_________
A．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为人射光可增大干涉条纹的间距
B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射
C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深
D．水中蓝光的传播速度比红光大
E.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不同
9．下列说法中正确的是（
）
A．振源的振动频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
B．1905
年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的
C．调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程
D．寒冷的冬天，当人们在火炉旁烤火时，人的皮肤正在接受红外线带来的温暖
E.照相机等的镜头涂有一层增透膜,
其厚度应为入射光在真空中波长的1/4
；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
10．如图所示，一束光射向一块半球形玻璃砖底面中心O点，经折射后分成a、b两束光．则下面结论正确的是_____________．
A．在真空中a光的波长小于b光的波长
B．在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
D．a光的频率大于b光的频率
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
11．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6
μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？
12．在杨氏双缝干涉实验中，光屏上某点p到双缝和的路程差为，如果用频率的黄光照射双缝，试通过计算分析P点出现的是亮条纹还是暗条纹．
13．用波长为660nm的红光做双缝干涉实验，相邻两亮条纹间距为4.8nm，
①如果实验装置不变，改用波长为440nm的紫光，相邻两亮条纹间距为多少？
②如果相邻两亮条纹间距是4nm，则实验所用单色光波长为多少？
参考答案
1．A
【解析】
太阳光照射肥皂膜，因为太阳光是复色光，在膜的前后表面反射光在前表面叠加发生干涉，形成彩色水平干涉条纹．故A正确，BCD错误．
2．A
【解析】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，所以从肥皂薄膜上可看到彩色的水平干涉条纹，故A正确，BCD错误。
3．B
【解析】
A项：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A错误；
B项：天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故B正确；
C项：光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C错误；
D项：光的干涉现象是两列频率相同的波叠加，并没有涉及到原子核的变化，故D错误．
点晴：解决本题关键理解天然放射现象是原子核内部自发的放射出α粒子或电子的现象；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出；α粒子散射现象是用α粒子打到金箔上，受到原子核的库伦斥力而发生偏折的现象．
4．A
【解析】
由于干涉条纹的间距，若将像屏向左平移一小段距离，L减小，屏上的干涉条纹间距将减小，故A正确；若将像屏向右平移一小段距离，L增大，屏上的干涉条纹间距将变大，故B错误；所以若将双缝间距离减小，d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离会变大，故CD错误．
5．D
【解析】
点距离双缝的路程差为，该点为明条纹，当用红光或蓝光照射时，产生红光的亮条纹或蓝光的亮条纹，故A
B错误；根据双缝干涉条纹间距公式得，红光的波长大于绿光，红光的条纹间距大于绿光的条纹间距，所以红光的第一条亮条纹在P点的上方，故C错误；蓝光的波长小于绿光的波长，则蓝光的条纹间距小于绿光的条纹间距，所以蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，故D正确．
6．A
【解析】
白光包含各种颜色的光，它们的频率不同，则波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹．A正确；故选A.
7．ABE
【解析】试题分析：根据光的偏折程度比较光的折射率的大小，从而比较出波长的大小，根据比较出光在介质中的传播速度大小，根据双缝干涉条纹的间距公式比较间距的大小．
光线经过平行玻璃板时出射光线和入射光线平行，则最终从c板射出的两束单色光与入射光仍然平行，A正确；射到P点的光偏折程度比射到P点的光偏折程度厉害，知射到Q点的光在玻璃中的折射率较大，B正确；射到P点的光折射率较大，根据知，在玻璃中传播的速度较小，折射率大，则频率大，波长小，C错误；光从b板上表面射入到其下表面时的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，光线不可能在下表面上发生全反射，D错误；根据知，条纹间距较小的光波长小，则频率大，折射率大，偏折厉害，为射到P点的光，即蓝光，E正确．
8．ACE
【解析】
A．在双缝干涉实验中，根据可知，因红光的波长大于黄光，则用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距，选项A正确；
B．发生全反射时，光必须是从光密介质射向光疏介质，则光从空气射入玻璃时不可能发生全反射，选项B错误；
C．岸边观察前方水中的一条鱼，根据视深h′=h/n，则有鱼的实际深度比看到的要深．故C正确；
D．蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v=c/n
知水中蓝光的传播速度比红光慢；故D错误；
E．白光通过双缝后产生的干涉，因波长不一，导致干涉条纹间距不同，从而出现彩色条纹，故E正确；
故选ACE.
9．ACD
【解析】
由可知，振源的振动频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短，A正确；1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的，B正确；调制是发射过程中应有的过程，而在接收时要进行调谐，C错误；寒冷的冬天，当人们在火炉旁烤火时，人的皮肤正在接受红外线带来的温暖，D正确；增透膜可以使光线更多地进入镜头；而偏振片的作用是为了减少反射光的干扰，E错误．
10．BCE
【解析】
ACD项，由题图可知b光在经过玻璃砖的偏折程度大，故玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光的频率大于a光的频率，则由得在真空中a光的波长大于b光的波长，故AD错；C对；
B、b光的折射率大于a光的折射率，由
得在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度，故B正确
E、a光的波长大于b光的波长，所以分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上进行实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故E正确；
故选BCE
11．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹
【解析】
如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．
频率为f1的单色光波长
λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm
频率为f2的单色光波长
λ2＝＝＝0.4×10－6
m＝0.4μm
可见
Δr＝λ1，Δr＝λ2
可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．
12．暗条纹
【解析】
试题分析：根据题中的信息可得：，所以，即路程差是半波长的整数倍，所以P点是暗条纹
考点：考查了双缝干涉
点评：当光程差是波长的整数倍时，出现亮条纹，当光程差是半波长的整数倍时，出现暗条纹
13．①3.2nm②550nm
【解析】
由公式，因为
L、d不变；
所以
Δx2=λ2Δx1/λ1=3.2nm；
②
λ3=Δx3λ1/Δx1=550nm．