4.3光的干涉—【新教材】人教版高中物理选择性必修第一册同步检测

4.3光的干涉
一、单选题
以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是(? ?)
A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C. 光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D. 在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变快
下列说法中正确的是
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 杨氏双缝干涉实验说明光是一种波
C. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射
D. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的
下列说法不正确的是(????)
A. 光纤通信应用了光的全反射原理
B. 单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹，这是光的干涉现象
C. 单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的色散现象
D. 乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应
根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波的(????)
A. 折射、干涉、多普勒效率、偏振 B. 干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C. 衍射、偏振、折射、多普勒效应 D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振
如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(????)。
A. 增大S1与S2的间距 B. 减小双缝屏到光屏的距离
C. 将绿光换为红光 D. 将绿光换为紫光
下列说法正确的是(????)
A. 原子核核子平均质量越小则其平均结合能越小
B. 眼镜镜片上的增透膜是利用了光的干涉原理
C. 激光从空气中射入玻璃中时频率会发生改变
D. 额温枪通过测量物体辐射的紫外线来获得温度值
两束平行的单色光A、B射向长方形玻璃砖，光从上表面入射，恰好从下表面重叠射出，如图所示．比较两种单色光，下列说法正确的是(????)
A. 玻璃对A光的折射率较大
B. A光的光子能量比B光的光子能量大
C. 在玻璃砖的下表面上，A光可能发生全反射
D. 在同一双缝干涉实验装置中，A光干涉条纹宽度大于B光干涉条纹宽度
、两束单色光从水中射向空气发生全反射时，光的临界角大于光的临界角，下列说法正确的是
A. 以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角大
B. 分别通过同一双缝干涉装置，光形成的相邻亮条纹间距大
C. 在水中，光的传播速度较小
D. 通过同一玻璃三棱镜，光的偏折程度大
下列说法正确的是(????)
A. 用光导纤维传播信号是利用了光的全反射
B. 光学镜头上的增透膜利用了光的衍射现象
C. 偏振光可以是横波，也可以是纵波
D. 雨后天晴，马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的衍射现象
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
关于波的现象，下列说法正确的有(????)
A. 同一列声波在各种介质中的波长是相同的
B. 火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高
C. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
D. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx，如果只增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大
如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和Q的情况说明(? ? ? )
A. N的上表面A处向上凸起 B. N的上表面B处向上凸起
C. N的上表面A处向下凹陷 D. N的上表面B处向下凹陷
在杨氏双缝干涉实验中，如果(????)
A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”.从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．下图是彩虹成因的简化示意图。其中a、b是两种不同频率的单色光，则下列说法正确的是
A. 若b为黄光，则a可能为绿光
B. 两光分别照射同一小孔，a光衍射现象更明显
C. 两光分别照射同一双缝干涉装置，a光条纹间距更大
D. 若a、b两种光均能使同一金属板发生光电效应，则a光对应光电子的最大初动能更大
对下列光学现象说法中正确的是(????)
A. 早晚的太阳看上去是红色，是因为光在折射过程中发生色散引起的。
B. 夏天中午看远处太阳照射的路面，像有一层水映出远处车的倒影是光的全反射现象。
C. 影的形成和小孔成像都是由于光直线传播的结果。
D. 光学镜头上的增透膜是利用了光的衍射现象
4.3光的干涉
一、单选题
以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是(? ?)
A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C. 光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D. 在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变快
【答案】B
【解析】
【分析】
利用光的干涉检查平面的平整度；条纹间距公式为Δx=Ldλ，结合物理学史及相对论原理进行分析即可。
对于本题所涉及到的知识平时在学习过程中应该加记忆与积累。
【解答】
A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，故A错误；
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C.光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，光的波长变短，根据条纹间距公式Δx=Ldλ，可知干涉条纹间距变窄，故C错误；
D.根据相对论原理可知，在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢，故D错误。
故选B。
下列说法中正确的是
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 杨氏双缝干涉实验说明光是一种波
C. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射
D. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的
【答案】B
【解析】
【分析】
考查了常见的光现象，结合原理分析。光的偏振现象说明光是一种横波；光的干涉与衍射是波的特性；全反射的条件光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角；雨后路面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉产生的，这是光的干射现象。
解决本题的关键是要了解掌握光现象产生的原因和条件。
【解答】
A.光的偏振现象说明光是一种横波，并不是纵波，故A错误；
B.杨氏双缝干涉实验证明光是一种波，选项B正确；
C.光从空气射入玻璃时是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，C错误；
D.雨后路面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉产生的，这是光的干射现象，故D错误。
故选B。
下列说法不正确的是(????)
A. 光纤通信应用了光的全反射原理
B. 单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹，这是光的干涉现象
C. 单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的色散现象
D. 乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应
【答案】C
【解析】
【分析】
光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号；知道光的双缝干涉以及衍射现象等，根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高。当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低。
本题考查了干涉、衍射和折射等光学知识，会对生活中光现象用物理知识去解释，同时要多加积累。
【解答】
A.光纤通信应用了光的全反射中信号衰减小优点，故A正确；
B.单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹，这是光的双缝干涉现象，故B正确；
C.单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的衍射现象，故C错误；
D.根据多普勒效应可知，当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低。当波源和观察者距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，可知乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应，故D正确。
本题选择不正确的，故选C。
根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波的(????)
A. 折射、干涉、多普勒效率、偏振 B. 干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C. 衍射、偏振、折射、多普勒效应 D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振
【答案】D
【解析】
【分析】
衍射是绕过阻碍物继续传播，而干涉是两种频率相同的相互叠加出现明暗相间的现象，对于多普勒效应现象频率是在发生变化。
无论反射、衍射还是干涉，其频率均不变，而多普勒效应频率即发生变化。
【解答】
①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
②夏天里雷雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象；
③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感是利用光的偏振现象；
由以上分析可知ABC错误，D正确
故选D。
如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(????)。
center0A. 增大S1与S2的间距 B. 减小双缝屏到光屏的距离
C. 将绿光换为红光 D. 将绿光换为紫光
【答案】C
【解析】
【分析】
根据条纹间距公式Δx=Ldλ逐一判断即可。
能记住条纹间距公式，知道公式中各个物理量的关系是解题的关键。
【解答】
A.增大S1与S2的间距，即d最大，由条纹间距公式Δx=Ldλ可知，条纹间距将减小，故A错误；
B.减小双缝屏到光屏的距离，即L减小，由条纹间距公式Δx=Ldλ可知，条纹间距将减小，故B错误；
C.将绿光换为红光，即λ增大，由条纹间距公式Δx=Ldλ可知，条纹间距将增大，故C正确；
D.将绿光换为紫光，即λ减小，由条纹间距公式Δx=Ldλ可知，条纹间距将减小，故D错误。
故选C。
下列说法正确的是(????)
A. 原子核核子平均质量越小则其平均结合能越小
B. 眼镜镜片上的增透膜是利用了光的干涉原理
C. 激光从空气中射入玻璃中时频率会发生改变
D. 额温枪通过测量物体辐射的紫外线来获得温度值
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了结合能、光的干涉、光的折射和红外测温，难度不大，基础题。
结合能与核子数之比称比结合能，也叫平均结合能，比结合能越大，表示原子核中单个核子分离所需的能量越多，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；眼镜镜片上的的增透膜是利用光的干涉现象；激光从空气中射入玻璃中时频率不变；额温枪通过测量物体辐射的红外线来获得温度值。
【解答】
A.结合能与核子数之比称比结合能，也叫平均结合能，比结合能越大，表示原子核中单个核子分离所需的能量越多，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，原子核中核子结合时平均每个核子的质量亏损能量越多，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，原子核中核子结合时平均每个核子的质量亏损越多，原子核中核子的平均质量越小，故A错误；
B.眼镜镜片上的的增透膜是利用光的干涉现象，B正确；
C.激光从空气中射入玻璃中时频率不变，C错误；
D.额温枪通过测量物体辐射的红外线来获得温度值，D错误。
故选B。
两束平行的单色光A、B射向长方形玻璃砖，光从上表面入射，恰好从下表面重叠射出，如图所示．比较两种单色光，下列说法正确的是(????)
right0
A. 玻璃对A光的折射率较大
B. A光的光子能量比B光的光子能量大
C. 在玻璃砖的下表面上，A光可能发生全反射
D. 在同一双缝干涉实验装置中，A光干涉条纹宽度大于B光干涉条纹宽度
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查光的综合知识，涉及光的折射、全反射条件、双缝干涉以及光子的能量，知识点多但难度一般，根据光的折射现象分析折射率的关系，据此再分析其他选项即可。
【解答】
A.由光路图可知，B光的偏折程度较大，则B光的折射率较大，故A错误。
BD.A光的折射率小，则频率小，波长长，由E=hν知，A光的光子能量比B光的光子能量小，根据Δx=Ldλ知，A光干涉条纹宽度大。故B错误，D正确。
C.因第一次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，所以第二次不会发生全反射，故C错误。
、两束单色光从水中射向空气发生全反射时，光的临界角大于光的临界角，下列说法正确的是
A. 以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角大
B. 分别通过同一双缝干涉装置，光形成的相邻亮条纹间距大
C. 在水中，光的传播速度较小
D. 通过同一玻璃三棱镜，光的偏折程度大
【答案】A
【解析】
【分析】
在光全反射时，由临界角与折射率间的关系判断两种色光在介质中的折射率的大小；从而由折射定律判断二者以相同角入射时的折射角大小；由两种色光的折射率的大小与频率的关系可得二者的频率关系，再由双缝干涉相邻明文间距公式判断；由爱因斯坦光电效应方程由二者的频率关系判断当a光照射某金属表面能发生光电效应，b 光是否也能发生光电效应；由光的偏折程度与折射率的关系判断二者的偏折程度大小；
本题主要考查光的全反射、折射、双缝干涉、光电效应的知识的综合应用，关键掌握光的折射率与波长、频率关系是解题的关键。难度一般。
【解答】
A.由于两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a 光的临界角大于b 光的临界角；由临界角与折射率的关系：，可知a光的折射率较小，故二者以相同的入射角从空气斜射入水中时，由折射定律可知a 光的折射角大，A正确；
B.当二者分别通过同一双缝干涉装置时，由相邻明文间距：Δx=Ldλ，由于a光的折射率较小，由折射率与频率的关系可知，其频率也较小，再由波长与频率关系可知，其波长较长，故由表达式可知，a光形成的相邻亮条纹间距大，B错误；
C.根据n=cv可知，光的折射率小于光的折射率，故a的传播速度大于b的传播速度，C错误；
D.由光的折射率、频率、偏折程度、波长的变化规律可知，折射率越小，其在三棱镜通过时的偏折程度越小；故通过同一玻璃三棱镜时，由于a 光的折射率较小，故其偏折程度小，D错误。
故选A。
下列说法正确的是(????)
A. 用光导纤维传播信号是利用了光的全反射
B. 光学镜头上的增透膜利用了光的衍射现象
C. 偏振光可以是横波，也可以是纵波
D. 雨后天晴，马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的衍射现象
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查光的偏振、光的干涉、光的全反射等，知识点多，对这一部分的知识多加积累是做好题目的前提。
光导纤维传播信号是利用光的全反射原理；光的偏振说明光的横波，反射光都是横波；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象；油膜在阳光照耀下出现的彩色条纹是光的干涉现象。
【解答】
A.用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，具有容量大、衰减小、速度快的特点，故A正确；
B.照相机的镜头上的增透膜是光的干涉现象。照相机的镜头呈现淡紫色，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，故B错误；
C.偏振是横波是特有现象，光的偏振现象说明光的横波，故C错误；
D.马路上的油膜在阳光照耀下出现的彩色现象是光的干涉现象。故D错误；
故选：A。
关于波的现象，下列说法正确的有(????)
A. 同一列声波在各种介质中的波长是相同的
B. 火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高
C. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
D. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx，如果只增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大
【答案】BD
【解析】
【分析】
声波在各种介质中的频率不变，波速不同，由波速公式分析波长的变化；当波源与观察者之间的距离减小时观察者接受到的频率将增大；在干涉现象中，振动加强点振幅最大，位移在变化；根据分析解题即可。
本题要求同学们知道波的传播特点及波速、频率和波长由谁决定，了解多普勒效应、干涉等相关知识。熟知各相关概念是解决本题的关键。
【解答】
A、声波在各种介质中的频率不变，但波速不同，由波速公式v=λf知，波长不同，故A错误。
B、根据多普苗效应可知，站在铁道边的人在火车向他开来的过程中会听到火车鸣笛的频率变大，故B正确。
C.在干涉现象中，振动加强点振幅最大，位移在变化，所以振动加强点的位移不是总是比减弱点的位移大，故C错误;
D.用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为，如果只增大双缝到光屏之间的距离，根据，则将增大，故D正确。
故选BD。
如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和Q的情况说明(? ? ? )
center0A. N的上表面A处向上凸起 B. N的上表面B处向上凸起
C. N的上表面A处向下凹陷 D. N的上表面B处向下凹陷
【答案】BC
【解析】
【分析】
? 本题考查光的干涉；若某处有一凹下，条纹向薄膜尖端弯曲，若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲，A处条纹向左弯曲，说明A处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使A处的条纹弯向左边，故知A处下凹，同理可知B处有凸起。
【解答】
? P处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上P处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹(图中白色条纹)提前出现，可见P处对应的检测平板上的A点所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，C项正确；同理B正确。
故选BC。
在杨氏双缝干涉实验中，如果(????)
A. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C. 用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D. 用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
【答案】BD
【解析】
【分析】
当光程差为相干光波长的整数倍是时表现亮条纹，当光程差为相干光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹．两列光频率相同才能发生干涉现象。
掌握了干涉和衍射现象发生的机理和具体的现象就能顺利解决此类题目。
【解答】
A、由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹，故A错误；
B、用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，故B正确；
C、两狭缝用不同的光照射，由于两列光的频率不同，所以是非相干光，故不会发生干涉现象，故C错误；
D、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D正确。
故选BD。
中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”.从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．下图是彩虹成因的简化示意图。其中a、b是两种不同频率的单色光，则下列说法正确的是right0
A. 若b为黄光，则a可能为绿光
B. 两光分别照射同一小孔，a光衍射现象更明显
C. 两光分别照射同一双缝干涉装置，a光条纹间距更大
D. 若a、b两种光均能使同一金属板发生光电效应，则a光对应光电子的最大初动能更大
【答案】AD
【解析】
【分析】
由图看出第一次折射时，a光折射角较小，其折射率较大；a的折射率大，频率大，波长短；根据干涉条纹间距公式
△x=Ldλ，可判断条纹间距的大小；由光电效应方程Ek=hν-W0,可比较光电子的最大初动能。
该题结合光的折射考查折射率、折射率与光的频率、速度的关系、双缝干涉以及光电效应等知识点的内容，难度一般。
【解答】
A.由图可知a光频率大于b光频率，故A正确；
B.a光波长小于b光波长，因此两光分别照射同一小孔，b光衍射现象更明显，故B错误；
C.由Δx=Ldλ可知，两光照射同一双缝干涉装置，b光条纹间距更大，故C错误；
D.由Ek=hν-W0可知，a光照射金属板时，光电子最大初动能更大，故D正确．
对下列光学现象说法中正确的是(????)
A. 早晚的太阳看上去是红色，是因为光在折射过程中发生色散引起的。
B. 夏天中午看远处太阳照射的路面，像有一层水映出远处车的倒影是光的全反射现象。
C. 影的形成和小孔成像都是由于光直线传播的结果。
D. 光学镜头上的增透膜是利用了光的衍射现象
【答案】BC
【解析】
【分析】
本题通过生活中常见的现象来考查光的特性，当光波长比较大时，波动性比较明显，容易发生衍射或者干涉，早晚太阳是红色，是因为红光波长大，更容易衍射穿越大气的阻碍到达地球；而我们看到蓝蓝的天是因为蓝光波长较小，折射率比较大，更容易发生折射，被大气散射的到处都是，布满了天空。
而炎热夏天柏油马路上，空气受热不均匀，光从光密介质射入光疏介质，很容易发生全反射；影子、小孔成像都是光的直线传播的结果；增透膜是利用了光的干涉，让发射光发生干涉减弱，光全部通过膜的现象。
【解答】
A.早晚的太阳看上去是红色，是因为红光的波长比较大，容易发生衍射，故A错误；
Ｂ.炎热夏天的柏油马路面上，从远处看格外光亮，是光的全反射现象，故 B正确；
Ｃ.影的形成和小孔成像都是由于光直线传播的结果，故C正确；
Ｄ.光学镜头上的增透膜是利用了光的干涉现象，故D错误。
故选BC。