2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 5.1光的干涉 同步练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
5.1光的干涉
同步练习（解析版）
1．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）
A．a、b、c三色光的频率依次越来越大
B．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大
C．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
2．在杨氏双缝干涉实验中，绿色平行光源经过双缝后在光屏中间位置附近形成间距相等、明暗相间的绿色亮条纹，下列操作能减小条纹间距的是（　　）
A．减小双缝间距
B．换用红色光源
C．减小光照强度
D．减小光屏到双缝的距离
3．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，只进行一步操作，下列可以采取的方法是（　　）
A．换用紫色的滤光片
B．换用双缝间距更大的双缝片
C．使光源离双缝距离近一些
D．使光屏离双缝距离远一些
4．先后用波长为和的单色光照射同一杨氏双缝干涉实验装置，观察到波长为的光的干涉条纹的1、2级亮纹之间原本是暗纹的位置出现了波长为的光的干涉条纹的1级亮纹，则两种光的波长之比为（　　）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，两种单色光组成的复合光沿方向射向半圆形玻璃砖（O为圆心），反射光线沿方向，折射光线沿方向，折射光线只有单色光b，则下列说法正确的是（　　）
A．单色光a比b的频率高
B．反射光线方向只有单色光a
C．单色光a在玻璃砖中传播速度比b快
D．经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光大
6．下列说法中正确的是（　　）
A．交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘
B．光在同一种介质中沿直线传播
C．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，形成的干涉条纹间距较小的是绿光
D．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应
7．如图所示是1834年爱尔兰物理学家劳埃德观察到光的干涉现象的原理图。缝光源S发出波长为的光，有一部分直接射到屏D上，另一部分经镜面M反射到屏D上，对镜面的入射角接近90°，这两部分光重叠产生干涉，在屏D上出现亮暗相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉。下列说法正确的是（　　）
A．光屏上的条纹与镜面垂直
B．将光屏D水平向左面镜，相邻条纹间距减小
C．将光源S竖直向下面镜，相邻条纹间距减小
D．将光源换成白光，屏D上无法观察到干涉条纹
8．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹，设水滴是球形的，图中的圆代表经过水滴球心的截面，入射光线在此截面的平面内。、代表两条不同颜色的出射光线，关于光和光（　　）
A．水滴对光的折射率小于对光的折射率
B．光在水滴中的传播速度大于光在水滴中的传播速度
C．用同一个双缝干涉实验装置做实验中，光相邻的亮条纹间距小于光相邻的亮条纹间距
D．光在真空中传播的波长比在水滴中传播的波长短
9．如图甲是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结光旺构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图乙所示，则（　　）
A．翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象
B．翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象
C．光经翅脊反射后的频率变大
D．光在翅脊中的波长大于在空气中波长
10．由a、b两种光组成的复色光从玻璃射入空气时形成如图所示的光路图，已知出射光线只有b光。下列说法正确的是（　　）
A．反射光线中只包含a光
B．a光的折射率大于b光的折射率
C．a光在真空中的传播速度小于b光在真空中的传播速度
D．a、b两种光经同一装置完成双缝干涉实验，a光形成的干涉条纹间距大于b光形成的干涉条纹间距
11．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，双缝、之间的距离是，P为光屏，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝S时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（　　）
A．为
B．增大双缝到屏的距离，将变大
C．改用间距为的双缝，将变大
D．换用红光照射，将变大
12．关于光现象及其应用，下列说法中正确的是（　　）
A．玻璃内的气泡看起来特別明亮是光的干涉现象
B．光导纤维包层的折射率小于内芯的折射率，是依据全反射原理工作的
C．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，主要应用的是光的衍射现象
D．水面上油膜、肥皂泡的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象
E.光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹
13．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B，C两点射出，其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（　　）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．在玻璃砖中，b光的传播速度一定大于a光的传播速度
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
E.若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光照亮的水面区域大
14．如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象
B．a光的频率比b光的频率大
C．若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先消失
D．若让a、b两种色光通过同一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距更大
15．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　）
A．改用蓝色激光
B．减小双缝间距
C．将屏幕向远离双缝的位置移动
D．将光源向远离双缝的位置移动
16．下列说法正确的是（　　）
A．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
B．某人在水面上方观察在水底同一位置分别放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近
C．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理
D．电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
17．下列说法正确的是（　　）
A．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大相邻两亮条纹的间距
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．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
18．判断下列说法的正误。
（1）用白光做双缝干涉实验时屏幕各处均是彩色条纹。（____）
（2）频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定。（____）
（3）用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹。（____）
（4）用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹。（____）
（5）在双缝干涉实验装置一定的情况下，光的波长越长，条纹间距越大。（____）
（6）水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。（____）
19．薄膜干涉是液膜前后两个面______的光共同形成的。
20．用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距______，红光条纹间距最______、黄光条纹间距比红光______，用蓝光时更小。
21．若设双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，光的波长为λ，则双缝干涉中相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距为______。
参考答案
1．B
【详解】
A．根据偏折程度可知，a、b、c三色光的折射率依次减小，则频率依次减小。A错误；
B．根据可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大。B正确；
C．a、b、c三色光的波长依次增大，根据可知，a光形成的干涉条纹的间距最小。C错误；
D．a、b、c三色光的对同一介质的临界角依次增大，所以当b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射。D错误。
故选B。
2．D
【详解】
根据双缝干涉条纹间距公式
可知减小入射光的波长、增大双缝间距，以及减小屏幕与双缝的距离，可以减小条纹的间距，而与光源距离双缝间距，光照强度无关，由于红光的波长大于绿光的波长，可知换用红色激光可以增大条纹间距，故D正确，ABC错误。
故选D。
3．D
【详解】
A．紫光的波长小于黄光，根据
可知，换用紫色的滤光片，干涉条纹的间距变窄，选项A错误；
B．根据
可知，换用双缝间距d更大的双缝片，干涉条纹的间距变窄，选项B错误；
C．使光源离双缝距离近一些，对条纹间距无影响，选项C错误；
D．根据
可知，使光屏离双缝距离l远一些，则干涉条纹的间距变宽，选项D正确；
故选D。
4．C
【详解】
根据双缝干涉相邻亮纹间的距离
由题可知
因此可得
故选C。
5．A
【详解】
AB．沿着OB方向的是a、b的反射光，所以沿OB方向的光是复合光，a光发生了全反射，由
可得a光的折射率比b光的折射率大，则单色光a比b的频率高，故A正确，B错误；
C．由
可得单色光a在玻璃砖中传播速度比b慢，故C错误；
D．由
可得a光的波长比b光的波长小，由
可得经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光小，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】
A．交通警示灯选用红色是因为红光的波长较长，更容易穿透云雾烟尘，A正确；
B．光在同一种均匀介质中沿直线传播，B错误；
C．根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，因为绿光的波长大于蓝光，故让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，形成的干涉条纹间距较大的是绿光，C错误；
D．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉现象，D错误。
故选A。
7．B
【详解】
A．画出如图所示光路图
可等效为两个相干光源S、在屏上形成双缝干涉图样，类比双缝干涉实验可知，光屏上的条纹与镜面平行，A错误；
B．由
可知，将光屏D水平向左面镜，使L减小，故相邻条纹间距减小，B正确；
C．将光源S竖直向下面镜，使d减小，故相邻条纹间距增大，C错误；
D．将光源换成白光，屏D上观察到中间为白色，边上为彩色的干涉条纹，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．白光L进入水滴时，a、b两光的入射角相等，而折射角不等，且a光的折射角较小，根据折射率定义式
可知水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，故A错误；
B．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，根据光速与折射率关系
分析知道a光在水滴中的传播速度小于b光在水滴中的传播速度，故B错误；
C．折射率越大的光波长越短，即知a光波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式
可知a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，故C正确；
D．设光在真空中的波长为，在水滴中波长为λ，频率为f，根据
因为
所以
即光在真空中传播的波长比在水滴中传播的波长，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
蓝色大闪蝶的翅膀凸起的翅脊上的“台阶结构”都隔着空气层，自然光会不断地在空气层和“台阶结构”里发生反射和折射，蓝色大闪蝶无论是它的厚度，材质，还是它树状脊脉上“台阶结构”的位置，都适合蓝光发生相长干涉，鳞片绽放出的绚丽光彩，正是蓝光相干干涉的产物，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．B
【详解】
A．反射光线中包含a光和b光，A错误；
BC．由光路图可知b光的临界角大于a光的临界角，根据
可得，a光的折射率大于b光的折射率。无论何种光，在真空中的传播速度均为c，
C错误B正确；
D．a光的折射率大于b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，双缝干涉条纹实验中，条纹间距公式为
可得a光形成的干涉条纹间距小于b光形成的干涉条纹间距，D错误。
故选B。
11．ABD
【详解】
A．第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为，则相邻两条亮条纹中心间距为
故A正确；
B．根据双缝干涉的各条纹距离可知，增大双缝到屏的距离，将变大，故B正确；
C．由可知，增大双缝的距离d，将变小，故C错误；
D．绿色换用红光照射，即光的波长变长，由知将变大，故D正确；
故选ABD。
12．BCD
【详解】
A．玻璃内的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，A项错误；
B．光导纤维是依据全反射原理工作的，内芯的折射率大于包层的折射率，B项正确；
C．激光束越过细丝时产生的衍射条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，C项正确；
D．油膜上的彩色
条纹是由于光经油膜上、下表面反射相遇干涉而形成的，肥皂泡上的彩色．条纹是光经肥皂薄膜的前、后表面反射相遇干涉而形成的，D项正确
E．光的双缝干涉条纹是等间距、等宽度的明暗相间的条纹，E项错误。
故选BCD。
13．BCE
【详解】
A．由题图可知，玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a光的频率较大，选项A错误；
BC．连接B、D和C、D，设∠ODB=α，∠OD
C=β，玻璃砖的半径为R，则有
设玻璃砖对a光的折射率为，对b光的折射率为，则有
因，故，a光在玻璃砖中的传播时间为
b光在玻璃砖中的传播时间为
设复色光从真空射入玻璃砖时的入射角为θ，则有
以上各式联立可解得
所以a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等，选项BC正确；
D．，由干涉条纹间距公式
可知
选项D错误；
E．a光和b光在水中传播时有，由
知，光的全反射临界角较大，故b光照亮的范围大，选项E正确；
故选BCD。
14．ABC
【详解】
A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象，故A正确；
B．由题图知，两种色光射向气泡时，玻璃对a光的偏折程度较大，因此a光的折射率较大，则a光的频率比b光的频率大，故B正确；
C．因a光的折射率较大，由
sinC＝
知，a光的全反射临界角较小，由图可知，a光从玻璃砖射向气泡的入射角与b光相同，若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先达到全反射的条件，从而a光最先消失，故C正确；
D．让a、b两种色光通过同一双缝干涉装置，因a光的折射率较大，其波长较短，根据干涉条纹间距公式
则b光形成的干涉条纹的间距更大，D错误。
故选ABC。
15．BC
【详解】
在双缝干涉实验中相邻亮条纹的间距为
因此要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距可减小双缝间的距离，增大屏幕与双缝的距离，换用波长更长或频率更小的光做光源。AD错误，BC正确。
故选BC。
16．BD
【详解】
A．在杨氏双缝干涉实验中，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，A错误；
B．某人在水面上方观察在水底同一位置分别放置的红、黄、绿三盏灯时，由于绿光的折射率最大，故绿灯视深最浅，B正确；
C．照相机镜头前的增透膜利用的是光的薄膜干涉原理，C错误；
D．波由空气进入水中传播时，频率不变，由公式
v＝λf
知，电磁波的波速变小，波长变短，声波的波速变大，波长变长，D正确。
故选BD。
17．ACD
【详解】
解析：ABCD．双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹间距Δx＝λ，λ红＞λ黄，故Δx红>Δx黄故
，故A正确；空气相对玻璃是光疏介质，光从空气射入玻璃时不可能发生全反射，故B错误；光从水中射向空气时向远离法线的方向偏折，所以与的位置比较深，故C正确；双缝干涉实验中，相邻两条亮条纹间距
知，不同波长的光通过双缝后被分开呈彩色，故D正确。
故选ACD。
18．错误
错误
正确
错误
正确
错误
19．反射
20．不同
大
小
21．