资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：5.1光的干涉 学业测评（含解析）

5.1光的干涉
1．在下列各组的两个现象中都表现出光具有粒子性的是(　　)
A．光的折射现象、偏振现象
B．光的反射现象、干涉现象
C．光的衍射现象、偏振现象
D．光的康普顿效应、光电效应现象
2．如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光,那么在荧光屏上将会看到(　　)
A．只有两条亮纹
B．有许多条明、暗相间的条纹
C．没有亮纹
D．只有一条亮纹
3．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(
)
A．改用红光作为入射光
B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离
D．增大双缝之间的距离
4．下列说法正确的是（______）
A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D．光的偏振特征说明光是横波
E.
水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
5．ΔOMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光(关于)对称，从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是
A．在玻璃砖中a光束的折射率小于b光束的折射率
B．在玻璃砖中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度
C．若a、b两光束从玻璃砖中射向空气，则b光束的临界角比a光束的临界角小
D．用同样的装置做双缝干涉实验，a光束的条纹间距小
E.
用a、b两光束照射同一狭缝，a光束衍射现象更明显
6．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。则这两种光(　　)
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大
7．下列说法中正确的是(
)
A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
B．做简谐运动的质点，经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅
C．变化的磁场可以产生稳定的电场，变化的电场可以产生稳定的磁场
D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变大
E.
声波从空气传人水中时频率不变，波长变长
8．如图所示，一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气斜射入某介质后的情况，则下列说法正确的是(　　)
A．在同种介质中a光传播的速度比b光的大
B．a光的光子能量比b光的大
C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的小
D．a光的波长比b光的大
E.
将两束光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大
9．在透明均匀介质内有一球状空气泡,
一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,
A为入射点,
之后a、b色光分别从C点、D点射向介质，如图所示．已知A点的入射角为30°，a色光的偏向角为45°
(C点出射光线与入射光线的夹角),
CD弧所对的圆心角为3°,
则下列结论正确的是
A．b色光的偏向角为43.5°
B．介质对a色光的折射率na=
C．b色光从介质射向空气的临界角正弦
D．若用a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，屏上的条纹间距Dxa
<
Dxb
10．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，下列说法正确的是（??
）
A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线b首先消失
E.
分别用a、b光在同一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
11．在双缝干涉实验中，用频率的单色光照射双缝，若屏上点到双缝距离之差为，则点将出现什么条纹？若将整个装置放入折射率的介质中进行上述实验，则点又将出现什么条纹？
12．某单色光波长为8
000?
(1)用该单色光照射双缝，两个狭缝相距0.4
mm，位于离屏60
cm处，求光屏上两条相邻暗条纹间的距离是△x多少？
(2)为了某种特殊的摄影，需要镜头能很好地通过这种波长的光，可以在摄影机的镜头上镀一种膜，已知这种膜的折射率为n=,求镀膜的最小厚度d(1
?＝10－10
m)
13．为了减少玻璃表面光的反射损失，在玻璃表面涂上一层折射率n=1.25的增透膜．设入射光在真空中的波长=700
nm，为使这种波长的反射光能最大限度地被减弱，所涂薄膜的最小厚度应是多少?
参考答案
1．D
【解析】光的折射现象体现粒子性而偏振现象则是波的特性．故A错误；光的反射现象是粒子性而干涉现象则是波的特性．故B错误；光的衍射现象表现的是波动性，故C错误；光电效应现象、康普顿效应均表现出光有粒子性．故D正确。所以D正确，ABC错误。
2．B
【解析】
任何运动的粒子都具有波粒二象性,那么离子源产生的大量粒子透过双缝就应该表现出波动性,即形成明、暗相间的多条干涉条纹,故B项正确．
【点睛】考查亮暗条纹的原理是到达同一位置机会的多少来确定，注意并不是双缝干涉现象．
3．AC
【解析】试题分析：光的干涉现象中，条纹间距公式，即干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比，红光波长大于黄光波长，则条纹间距增大，故A正确；蓝光波长小于黄光波长，则条纹间距减小，故B错误；增大双缝到屏的距离，条纹间距增大，故C正确；增大双缝之间的距离，条纹间距减小．故D错误．
考点：考查了双缝干涉实验
【名师点睛】根据双缝干涉条纹的间距公式判断如何增大干涉条纹的间距．
4．BDE;
【解析】
A、光在介质中传播的速度由介质本身，及频率共同决定，故A错误；
B、油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故B正确；
C、根据光的干涉条纹间距公式，可知，红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故C错误；
D、光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D正确；
E、玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确。
点睛：光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定；油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，光的偏振现象说明光是一种横波；根据光的干涉条纹间距公式，即可求解。
5．ACE
【解析】a、b两光在侧面上的入射角相同，但是b光发生全反射，说明b光的临界角小于a光的临界角，根据sinC=知，a光的折射率小，故AC正确．根据知，a光的折射率小，则a光在棱镜中的传播速度大．故B错误．a光的折射率小，其波长长，根据干涉条纹间距公式知，a光的干涉条纹宽度大，故D错误．a光的波长长，则容易发生衍射现象，用两束光照射同一狭缝时，a光衍射的明显，选项E正确；故选ACE．
点睛：解决本题的突破口在于通过折射的光路知道折射率的大小，从而得到全反射的临界角大小，知道折射率、频率以及在介质中传播的速度的大小关系．
6．BC
【解析】本题考查光电效应及光的全反射、折射、干涉等问题。由图象可知,用a光照射光电管时的遏止电压小于用b光照射光电管时的遏止电压,故a光的频率要小于b光的频率。据爱因斯坦光电方程Ek=hν-W0可知,照射该光电管时a光逸出的光电子的最大初动能较b小,故A错误;对于同一介质a光的折射率小于b光的折射率,由可知,a光的临界角大,所以通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度小,故B正确,D错误;由c=λf可知,a光的波长较长,由可知发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距大,故C正确。故选BC.
【点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关．
7．ACE
【解析】做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，加速度相同，选项A正确；
做简谐运动的质点，若从平衡位置振动或者从最高（低）点振动，则经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅，从其他位置开始计时经过四分之一个周期，所通过的路程不是一倍振幅，选项B错误；均匀
变化的磁场可以产生稳定的电场，均匀变化的电场可以产生稳定的磁场，选项C正确；根据
可知，
双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小，选项D错误；
声波从空气传入水中时频率不变，波速变大，根据
可知波长变长，选项E正确；故选ACE.
8．ADE
【解析】由图看出，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的折射率小于b光的折射率，由公式得
，则在同样介质中a光传播的速度比b光的大，故A正确．a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由光子能量公式E=hγ知，a光的光子能量比b光的小，故B错误．因为a光的折射率小，由公式知，a光的临界角大．故C错误．a光的频率小，由c=λf知，波长大，故D正确．a光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式知，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大．故E正确。所以ADE正确，BC错误。
9．CD
【解析】
画出光路图可知，b光的偏向角较小，由几何关系可知，b光的偏向角比a光的要小3°，为42°，A错；由a的偏向角为45°可知，光线a在Ｃ点入射角为75°，折射率为，B错；b光的折射率较小，频率较小，波长较长，由可知D对；
10．ACE
【解析】
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，故AC正确；a光的折射率大，说明a光的频率高，根据c=λf，a光在真空中的波长较短，故B错误；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，故D错误；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，故E正确；故选ACE。
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n=、光速公式v=c/n、双缝干涉条纹间距公式△x=λ．要注意公式n=的条件条件是光从真空射入介质折射．
11．暗，亮
【解析】
由得
即
故点出现暗条纹
放入的介质中，
由得
即
故点出现亮条纹
12．(1)1.2
mm
(2)
1500
?
【解析】(1)光屏上两条相邻暗条纹间的距离是△x:
△x===1.210-3m=1.2mm
(2)设单色光膜中的波长为，则
==6000
?
要很好地通过这种波长的光，须前后两次反射光应为振动削弱，即光的路程差为半波长，即
s=2d=/2
d=/4=1500
?
点睛：根据双缝干涉条纹宽度公式计算即可；要很好地通过这种波长的光，须前后两次反射光的振动相互削弱，即薄膜厚度为光波长的四分之一。
13．140
nm
【解析】
为了使玻璃表面的反射光最大限度地被减弱，要求在玻璃表面所涂的增透膜的厚度，恰好满足从薄膜前后两个表面反射的光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，其最小厚度应为光在薄膜中波长的．
设该光在真空中的波长为，频率为，则
n=
λ=m=5.6×10–7
m
增透膜的最小厚度
d=λ=1.4×10–7
m=140
nm