江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：4.4光的干涉 质量检测（含解析）

4.4光的干涉
1．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．传播速度不同
B．强度不同
C．振动方向不同
D．频率不同
2．一束由、两单色光组成的复色光从空气射向由玻璃材料制成的棱镜，经三棱镜折射分离成两束单色光、，如图所示，则下列说法正确的是
．
A．光在玻璃中的传播速度小于光在玻璃中的传播速度
B．光在真空中的波长大于光在真空中的波长
C．光在玻璃中的频率小于在真空中的频率
D．光从玻璃射向空气的临界角大于光从玻璃射向空气的临界角
E.、两束光分别通过同一双缝干涉试验仪，光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距
3．下列说法中正确的是
A．简谐运动的回复力不可能是恒力
B．当声源静止、观察者运动时，一定能观察到多普勒效应
C．双缝干涉实验中双缝作用是形成相干波
D．物体做受拍振动时的频率由固有频率决定
4．图示为双缝干涉实验的示意图，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，若要想减小干涉图样相邻亮条纹的间距，下列做法正确的是____。
A．用红光替换绿光
B．用紫光替换绿光
C．增大单缝屏到双缝屏的距离
D．减小双缝屏到光屏的距离
E.增大S1与S2的间距
5．下列高中物理教材上插图涉及到光的干涉原理的是（
）
A．
B．
C．
D．
6．两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。则下列说法正确的是
A．乙光以i入射时一定发生全反射
B．甲光的频率比乙光的频率大
C．光的干涉现象说明光是一列横波
D．甲光在玻璃砖中的临界角C满足
E.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上可能接收不到甲光
7．某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率．方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率．则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)
A．x2B．x2>x1
C．该矿泉水的折射率为
D．该矿泉水的折射率为
8．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则(　　)
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
E.以SP为轴将A转过后，在P处将看到光亮
9．只含有a、b两种单色光的复色光由真空射向某种介质，光路如图所示，则下列说法正确的是（
）
A．a光在玻璃砖中的传播速度比b光小
B．a光的频率比b光小
C．a光的临界角比b光小
D．a、b通过相同的双缝干涉实验装置，a光的条纹间距比b光大
10．下列说法正确的是___________
A．机械波和电磁波都能发生干涉、衍射现象
B．海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦噪不安，这是因为次声波传播速度比超声波大
C．一质点做简谐运动，质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
D．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
E.
在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是不相同的
11．在利用双缝干涉测量光的波长实验中，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数0．045mm,如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，如图乙所示，读出手轮的读数为_______mm．如果已经量得双缝的间距是0．30
mm，双缝和光屏之间的距离是900
mm，则待测光的波长是___________m．（结果保留三位有效数字）
12．用双缝干涉测光的波长．实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm．用测量头来测量亮纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数．
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=2.190mm、对准第4条时读数x2=______________mm
(2)根据以上条件，可算出这种光的λ=______________nm（保留三位有效数字）
(3)在双缝干涉实验中发现条纹太密,难以测量,下列操作中可以使条纹变稀疏的是（______）
A．改用波长较短的光(如紫光)做入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．减少双缝间距
D．增大双缝间距
13．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:
(1)图甲中标示的器材
“A”应为_______;?
(2)图乙中测量头的读数为____mm;?
(3)下列操作正确的是____。
?
A．先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C．观察到条纹比较模糊,可以调节拨杆进行调整
D．测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。?
参考答案
1．D
【解析】
双缝干涉的条纹间距，为双缝到屏的距离，为入射光的波长，是双缝的间距．白光通过双缝后对7种单色光来讲，只有有是不同的，所以条纹间距不同，导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹，各种色光传播的速度都一样m/s，，波长不同即频率不同，
D正确.。
2．BDE
【解析】
A．由图可知,通过三棱镜后,a光的偏折角小于b光的偏折角,故说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,根据v=c/n分析可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，故A错误；
B．a光的折射率小于b光的折射率，说明a光的频率小于b光的频率，由c=λf知，a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长，故B正确；
C．光的频率由光源决定，与介质无关，所以a光在玻璃中的频率与在真空中的频率相等，故C错误；
D．a光的折射率小于b光的折射率,根据全反射临界角公式sinC=1/n分析知，a光的临界角比b光的大，故D正确．
E．a光的波长大于b光,由双缝干涉条纹间距公式可知，a光的干涉条纹大于b光的干涉条纹，故E正确．
故选BDE．
3．AC
【解析】
A．简谐运动的回复力随位移的变化而变化，则不可能是恒力，选项A正确；
B．当声源静止、观察者靠近或者远离声源时，才能观察到多普勒效应，选项B错误；
C．双缝干涉实验中双缝作用是形成相干波，选项C正确；
D．物体做受迫振动时的频率由驱动力的频率决定，与固有频率无关，选项D错误．
4．BDE
【解析】
AB.根据条纹间距公式
可知，用波长小的光可以减小条纹间距，紫光比绿光波长短，红光比绿光波长长，故A错误B正确。
C.
根据条纹间距公式
可知，增大单缝屏到双缝屏的距离，不会改变条纹间距，故C错误。
DE.
根据条纹间距公式
可知，减小双缝屏到光屏的距离L，增大S1与S2的间距d，都可以减小条纹间距，故DE正确。
5．BC
【解析】
A．图中用到的光导纤维，采用的是全反射的原理，故A错误；
B．全息照相利用的是光的干涉原理，故B正确；
C．镜头玻璃的颜色利用的是薄膜干涉原理，故C正确；
D．图象中是光的衍射现象，故D错误；
6．BDE
【解析】
AB．根据双缝干涉条纹的间距公式：△x=λ，知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，对同一种介质，甲的折射率大。根据全反射的临界角：sinC=可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时，乙光以i入射时一定不会发生全反射。故A错误，B正确。
C．光的干涉现象说明光具有波动性，但不能说明光是横波，光的偏振现象才能说明光是一种横波。故C错误。
D．根据全反射的临界角：sinC=，结合：n=，所以甲光在玻璃砖中的临界角C满足：sinC=。故D正确。
E．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，随i的增大，由于甲的临界角小，先发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光。故E正确。
7．AC
【解析】
AB．根据双缝干涉条纹的间距公式：
可以知道光在水中的波长小于空气中的波长，所以在水中的干涉条纹间距小于填充前的干涉条纹间距，所以A正确，B错误;
CD．根据双缝干涉条纹的间距公式：
可得：
所以.故C正确，D错误
8．BDE
【解析】
A．自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错误；
B．它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B正确；
C．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过后，P处仍无光亮，故C错误；
D．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，若将B转过，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，
故D正确；
E．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，以SP为轴将A转过后，则过A偏振片只能通过水平方向振动的偏振光，所以此光也能通过B偏振片，故E正确。
9．AC
【解析】
A.由题，两光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根据折射定律得到，折射率na＞nb．由公式分析得知，在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小。故A正确。
B.由于b光的折射率较小，则b光的频率较小，故B错误。
C.根据分析知：a光的折射率大，临界角小，故C正确。
D、折射角ra＞rb，频率fa＞fb，则波长λa＜λb，根据公式，则知a光的干涉条纹间距小于b光的间距。故D错误。
10．ACD
【解析】
明确波的性质；狗能接受到次声波，但人无法接受次声波；简谐运动中，质点经过同一位置，速度不一定相同，而加速度一定相同；根据光速不变原理，判断在不同参考系中，光在真空中的速度.
【详解】
A、所有的波都具有的特性是：能产生干涉和衍射现象；故A正确.
B、海啸发生时，发出很强的次声波，狗能接受到次声波，但人无法接受次声波；故B错误.
C、做简谐运动的质点每次通过同一位置时，位移一定，速度有两种可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同；故C正确.
D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象；故D正确.
E、根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是相同的；故E错误.
故选ACD.
【点睛】
本题考查了物理光学以及波动和振动的基础知识，要求学生熟悉教材中的基本知识和基本规律.
11．14．535
5．37×10－7
【解析】
图甲螺旋测微器的读数为0mm+0.01×4.5mm=0.045mm．图乙螺旋测微器读数为14.5mm+0.01×3.5mm=14.535mm．
第一个是0.045mm，第二个是14.535mm，它们的差值是14.490mm，
中间跨越了10-1=9个条纹间距，所以条纹间距是：
根据条纹间距公式变形得：
12．7.868
676
BC
【解析】
(1)
螺旋测微器的固定刻度为7.5mm，可动刻度为36.8×0.01mm=0.368mm，所以最终读数为7.5mm+0.368mm=7.868mm，所以对准第4条时读数为
(2)相邻条纹的间距为，根据得波长为；
(3)根据得要使条纹变稀疏，则减小双缝间距，增大双缝到屏的距离，或增大入射光的波长，故选项B、C正确，A、D错误．
13．红光滤色片(写滤光片也对)
(10.34~10.40)
mm
ABC
C
【解析】
(1)[1].图甲中标示的器材
“A”应为红光滤色片；
(2)[2].图乙中测量头的读数为：10mm+18×0.02mm=10.36mm;?
(3)[3].A.
根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头，故A正确；
B.若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B正确；
C.观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C正确；
D.测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故D错误．
(4)[4].干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C是正确的，图ABD错误．