4.3 光的干涉 同步练习 —【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一（word含答案）

光的干涉练习
一、单选题
下面事实与光的干涉有关的是(????)
A. 用光导纤维传输信号
B. 水面上的油膜呈现彩色
C. 水中的气泡显得格外明亮
D. 一束白光通过三棱镜形成彩色光带
在双缝干涉实验中，用波长为5×10?7m的黄光照射双缝。已知两缝间的间距为0.3mm，双缝到光屏的距离为1.2m，光屏上P点到双缝S1和S2的路程差为7.5×10?7m，则下列说法中正确的是(??? )
A. P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2mm
B. P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为2mm
C. P点出现的是亮条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4mm
D. P点出现的是暗条纹，相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为4mm
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红色滤光片后(????)
A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失
C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色
在下列各组所说的两个现象中，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、色散现象 D. 光电效应现象、康普顿效应
在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差Δx=1μm，若用频率f1=6.0×1014Hz和f2=7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则(??? )
A. 用频率为f1的单色光照射双缝时，P点出现暗条纹
B. 用频率为f2的单色光照射双缝时，P点出现明条纹
C. 用频率为f1的单色光照射一条狭缝，并用频率为f2的单色光照射另一条狭缝时，不出现干涉条纹
D. 用频率为f1的单色光照射一条狭缝，并用频率为f2的单色光照射另一条狭缝时，出现暗条纹
对于光现象及其应用，下列说法正确的是
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象
C. 白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为光发生了衍射
D. 泊松亮斑与小孔成像原理相同
如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1?r2|应为(????)
A. c2f B. 3c2f C. 3cf D. 5c2f
如图所示，两束激光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光，则正确的是(????)
A. 在水中激光a的波速比激光b的波速小
B. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
C. 用同一单缝衍射实验装置分别以a、b光做实验时，b光的衍射现象更加明显
D. 当a、b两束光以相同的入射角从水中射到A点，入射角从0开始逐渐增大，最先消失的是a光
一束含两种频率的单色光，平行于底边照射等腰三棱玻璃砖侧面，从另一侧面又平行射出，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是(????)
A. a光的频率小于b光的频率
B. a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度
C. 用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
D. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
关于下列四幅图的说法正确的是
A. 图甲中，使摆球A先摆动，摆球B、C接着摆动起来，B摆的振动周期最大
B. 图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率的关系图象．若用频率分别为和的两种单色光同时照射该金属，能使该金属发生光电效应
C. 图丙中给电磁炉接通高频交变电流，可以在炉面板中产生涡流，给锅中食物加热
D. 图丁所示为双缝干涉示意图，挡板到屏的间距越大，相邻亮条纹间距越大
二、多选题
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
如图所示，从点光源S发出的一東复色光，以一定的角度斜射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光。下面的说法中正确的有(????)
A. 在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率
B. a光频率大于b光频率
C. 若改变复色光的入射角，可在入射面发生全反射
D. a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距△xa<△xb
双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2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O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O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O点及其上方的干涉条纹的情况是(? )
A. O点处是红光的亮条纹 B. O点处不是蓝光的亮条纹
C. 红光的第一条亮条纹在P点的上方 D. 蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
关于下列现象的说法正确的是(????)
A. 水中气泡看起来特别漂亮，是一部分发生了全反射
B. 摄影师拍摄水下的鱼，在镜头前加一个偏振片是为了增加透射光
C. 照相机镜头玻璃的颜色是光的衍射现象造成的
D. 泊松亮斑是光的衍射现象
如图所示，a、b两束单色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后从玻璃砖的同一点射出，则
A. 玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
B. a光光子的动量大于b光光子的动量
C. 在玻璃中，a光的速度大于b光的速度
D. a、b光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
三、填空题
在研究光的干涉实验中，当保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹的间距__________；当保持光屏到缝的距离不变，双缝的间隙越小，屏上条纹的间距__________．
用干涉法检查工件表面的质量时，产生的干涉条纹是一组平行直线，若让劈尖的上表面略向上平移，如图(a)所示，则干涉条纹宽度将_______ ；若恰当增大劈尖的倾角如(b)图所示，则干涉条纹间距将________(均选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．
用紫光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹，若增大双缝距离，则屏上干涉条纹的间距将______(填“变大”或“变小”)。若其他条件不变，改用红光做实验，则干涉条纹的间距将______(填“变大”或“变小”)
如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在如图四个图中说明：
(1)干涉图样的是________(填A、B、C或D)
(2)衍射图样的是________(填A、B、C或D)
(3)从左到右的色光ABCD顺序是________．
杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的____相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在____(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹。
答案和解析
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】D
【解答】
A.在双缝中，仍是频率相同的红光，因此能发生干涉现象，故A错误；
B.由于只有红光干涉条纹，因此不会出现彩色条纹，也没有彩色条纹中的红色条纹消失现象，故B错误；
C.在中央条纹，满足光程差为零，则是明条纹，并不变成暗条纹，故C错误；
D.得到白光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上红色滤光片，在双缝中，由于红光的频率相同，则能发生干涉，但不是彩色条纹，而是明暗相间的红色条纹，故D正确。
4.【答案】D
【解答】
A.光的折射现象不能说明光的粒子性，偏振现象说明了光是横波，故A错误。
B.光的反射现象不能说明光的粒子性，光的干涉现象表现了光的波动性，故B错误。
C.光的衍射现象表现了光的波动性，色散现象说明白光是由多种颜色的色光复合而成，故C错误。
D.光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，前者说明光子具有能量，后者说明光子具有动量，故D正确。
5.【答案】C
6.【答案】B
【解答】
A.光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误；
B.光都会有衍射现象，当光经过大头针尖时，大头针尖边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，故B正确；
C.白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为镜片的前后表面的反射光相遇后发生光的干涉现象，故C错误；
D.泊松亮斑是用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，属于光的衍射现象，而小孔成像，属于光的直线传播，两者原理不相同，故D错误。
7.【答案】D
【解答】
出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为λ2×(2n?1)=λ2(2×3?1)=52λ，而λ=cf，所以|r1?r2|=52λ=5c2f，因而D是正确的。
8.【答案】B
【解答】
A.由图知，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，根据折射定律得知，a光的折射率小于b光的折射率，由v=cn可知，在水中a光的波速比b光的波速大，故A错误；
D.根据全反射临界角公式sinC=1n知，a光的折射率小于b光的折射率，所以在水中a光的临界角大于b光的临界角．当a、b两束光以相同的入射角从水中射到A点，入射角从0开始逐渐增大，b光的入射光先达到临界角，最先发生全反射，所以最先消失的是b光，故D错误；
B.由图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，所以a光的折射率小于b光的折射率．因此可假设a为红光，b为紫光，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，则红光的波长比紫光长，所以红光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故B正确；
C.用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度是不均匀，中央宽两边窄，a光更容易发生明显衍射，故C错误。
9.【答案】C
【解答】
A.光束从左侧水平射入三棱玻璃砖，折射后将向下传播，被底面反射后向另一侧传播，由几何关系可知，进入玻璃砖时折射角较大的光线，经反射后从另一侧射出的位置较高，作出光路图，由图可知，光线a位置高，说明折射角较大，则频率较高，故A错误；
B.由折射率n=cv，可知，折射率越大，a光在介质中的速度越小，故B错误；
C.a光的频率较高，则波长较短，所以用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距也较小，故C正确；
D.由公式sinC=1n可知，折射率越大，临界角越小，a光频率较高，在同种玻璃种折射率较大，则临界角较小，故D错误。
10.【答案】D
【解答】
A.图甲中，使摆球A先摆动，摆球B、C接着摆动起来，B、C做受迫振动的周期与A摆周期相同，故A错误；
B.金属的极限频率为ν0，所以用0.6ν0和0.8ν0的两种单色光同时照射该金属，不能使该金属发生光电效应，故B错误；
C.给电磁炉接通高频交变电流，可以在锅底产生涡流，从而给锅中食物加热，故C错误；
D.根据双缝干涉条纹间距公式Δx=Ldλ可知，挡板到屏的间距越大，即L越大，相邻亮条纹间距越大，故D正确。
11.【答案】BDE
【解答】
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△x=Ldλ，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；
12.【答案】BD
【解析】解：A、由光路图可知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，所以a光的折射率大，根据v=cn知，在三棱镜中a光的传播速率小于b光的传播速率，故A错误；
B、a光的折射率大，频率大，故B正确；
C、发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，所以光在入射面不会发生全反射，故C错误；
D、a折射率大，波长短，根据双缝干涉条纹间距公式△x=Ldλ，知a光的双缝干涉条纹间距比较窄，△xa<△xb，故D正确；
13.【答案】AC
【解答】
AB.O点距离双缝的路程差为0，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正确，B错误；
C.根据双缝干涉条纹间距公式△x=Ldλ得，红光的波长大于绿光，所以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正确；
D.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错误。
14.【答案】AD
【解答】
A.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，故A正确；
B.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，故B错误；
C.镜头玻璃的颜色是薄膜干涉，并不是光的衍射现象，故C错误；
D.泊松亮斑，偏离原来直线方向传播，是光的衍射现象，故D正确；
15.【答案】ABD
【解答】
A.a光的偏折程度比b大，则a的折射率大，?故A正确；
B.根据p=?νc可知，a的折射率大，则a光的频率大，故a光光子能量较大，故B正确；
C.根据v=cn可得a的折射率大，所以a光的速度小于b光的速度，故C错误；
D.根据△x=ldλ可知，因为a光的频率大，a光的波长短，所以a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故D正确。
16.【答案】越大；越大。
17.【答案】不变，变窄。
【解答】
要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉产生的，具体为：当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，当劈尖的上表面向上平移一小段距离，亮条纹将向劈尖前一级亮条纹移动，但干涉条纹宽度不变；
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx=2d，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差Δx=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为λ2，若劈尖角度增大，导致相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变小，故干涉条纹间距变窄。
18.【答案】变小? 变大
【解析】解：根据双缝干涉条纹的间距公式：△x=Ldλ??可知，如果将双缝的间距d变大，则屏上的干涉条纹的间距将变小。如果将紫光改为红光做双缝干涉实验，则波长增大，可知屏上的干涉条纹的间距将变大。
19.【答案】(1)AC? ? (2)BD? ?(3)红光、紫光、蓝光、黄光
20.【答案】频率；C。
【解答】
两列光源能够形成干涉图样，说明两列光频率相同；当波峰与波谷相遇(实线与虚线交点)便形成暗条纹，由此判断C点出现暗条纹。
故答案为：频率? C。