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1、人教版（2019）选择性必修一 4.3光的干涉同步练习一、单选题1.在双缝干涉实验中，光屏上尸点到双缝S、S2的距离之差AS|=0.75Nm,光屏上。点到双缝S、S2的距离之差AS2=L5|im,如果用频率为6.0、1（）14出 的黄光照射双缝，则（）A.尸点出现明条纹，。点出现暗条纹B.。点出现明条纹，。点出现暗条纹C.两点均出现明条纹D.两点均出现暗条纹2 .如图所示，在一个空长方体箱子的左侧壁刻上双缝，当把一个钠光灯照亮的狭缝放 在箱子左边时，在箱子的右侧内壁上产生干涉条纹。如果把箱子用透明的油灌满，条 纹的间距将（ ）A /A.保持不变B.减小C.可能增加D.增加3 .双缝干涉时测得相
2、邻两条亮纹中心的距离为2.372mm。己知双缝间距为a.OOxlO-41!,双缝到屏的距离为0.800m,则光的波长为（）A. 593nmB. 653nmC. 693nmD. 723nm4 .在暗室中用氢就激光器发出的激光，经反射镜反射后照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上可以观察到A.单色的不均匀条纹B.单色的均匀条纹C.彩色的不均匀条纹D.彩色的均匀条纹5.夏日雨后，我们经常会看到天空中出现美丽的彩虹。从物理学角度看，彩虹是太阳【详解】AB.凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻 璃上表面反射光叠加形成的，故A错误，B正确；C.若平薄凸透镜的
3、圆弧面曲率半径增大，则空气膜厚度变小，圆环状干涉条纹的间距将 变大，故c错误；D.若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距增大，故D错误。故选B。8. D【详解】A.由双缝干涉间距公式由图中甲光条纹间距大于乙光条纹间距可得由光子动量公式可知甲光子的动量小于乙光子的动量，故A错误;B.由光子能量公式E = hv = h2答案第4页，共10页知甲光子的能量小于乙光子能量，故B错误；C.由折射率公式国 =玄1乙 4即同种介质对甲光的折射率小于对乙光的折射率。故C错误；D.由折射率与传播速度关系式Cn = v可得甲光在水中传播速度大于乙光在水中传播速度，故D正确。故选D。9. D【详解】A.海市蜃
4、楼是由于光的折射和全反射而产生的，故A正确，不符合题意；B.防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，通过对有害波段的蓝光发射，通过薄膜干涉减弱蓝光的通过率，故B正确，不符合题意；C.全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光学现象，光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，故c正确，不符合题意；D.当汽车的固频率等于减速带产生的驱动力频率时，汽车会发生共振，振动最强烈，并不是车速越快越容易发生共振，故D错误，符合题意。故选Do10. D【详解】AB.由图可知，。光的偏折程度较小，根据折射率公式可得。光折射率小于b光折射率,当入射光以。点为轴顺时针转动，光屏上
5、6光先消失，AB错误；C.光在真空中的传播速度相同，C错误；D.由于。光折射率小于6光折射率，所以。光的波长大于b光波长，由公式Ax Ad答案第5页，共10页可知，。光产生的干涉条纹比6光宽，故D正确;故选D。11. A【详解】A.根据题意画出光路图如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S发出的光）是同一列光分 成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，故A正确； BCD.该干涉可看成双缝干涉，设S与6的距离为d,则d-2aS到光屏的距离为/,代入双缝干涉公式A”d 可得Ax = 2a可知X越短，Ax越小，条纹越窄；。越大，Ar越小，条纹越窄；改变距离
6、/可以改变 Ax,可以改变条纹宽度；故BCD错误。故选Ao12. C【详解】C.肥皂膜上条纹的形成是因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹，是薄 膜干涉，选项c正确；A.形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破 裂的过程上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条答案第6页，共10页纹宽度和间距发生变化，选项A错误；B.肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其前后两个面的侧视形状应是一个圆滑的曲面而不是梯形，选项B错误；D.将铁丝圈右侧的把柄向上转动90。，由于重力、表面张力和粘滞力等的作用，肥皂膜的 形状和厚度会
7、重新分布，因此并不会跟着旋转90。，选项D错误。故选Co13. 反射路程差力口强削弱【详解】略14. 错误【详解】阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，故题干说法错误。15. 白彩【详解】白光照射双缝，屏幕中央到双缝的间距相等，各种色光在屏幕中央均为亮条纹，叠加 后为白色明纹，两旁为彩色条纹。16. B A【详解】1单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面，则单色光A在玻璃砖中的传播速度较大，由CV =n可知，玻璃砖对单色光A的折射率较小，对单色光B的折射率较大；玻璃砖对单色光A的折射率较小，单色光A的频率较小，由c=答案第7页，共10页可知，单色光A的波长较长，双缝干涉条纹间距Ax
8、= 2d用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，单色光A产生的条纹间距较大。17. 不变 变窄【详解】口劈尖的上表面向上平移，上下表面的反射光的光程增大，但变化情况相同，只是条纹平移了，条纹间距不变；劈尖角度增大时，则光程差变大的快了，因而条纹间距变窄。18. 见解析【详解】当白光照射在油膜表面时，被油膜的前后表面反射的两列反射波叠加，形成干涉条纹；由 于白光中的各色光的波长不同，干涉后的条纹间距不同，在薄膜上就会出现彩色条纹；由 于薄膜的厚度不断变化，则彩色条纹会不断地运动变化。19. 见解析【详解】当日光照射肥皂液膜时，前后表面的反射光在前表面发生叠加产生干涉，所以在薄膜上一 侧出现条纹，由于各
9、种色光的波长不一样，所以在薄膜上出现彩色条纹。因为光程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，光程差是半 波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹。所以人从同侧看，可看到亮条纹时，同一高度膜的 厚度相同，则彩色条纹水平排列，因竖直放置的肥皂薄膜受到重力的作用，下面厚，上面 薄，因此在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的光程差不同，导致上疏下 密。20. （1）暗条纹（2）亮条纹（3）光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两 边条纹变窄变暗.答案第8页，共10页【详解】(1)设/光在空气中波长为力，在介质中波长为方，由得 V 七力=心=1 .5义4乂1 CT7 m
10、=6x 1()7 m根据路程差r=2.1x10-6 mAr 2.1xl0-6m所以乂=% = QE = 3.5由此可知，从与和S2到。点的路程差是波长力的3.5倍，所以。点为暗条纹.(2)根据临界角与折射率的关系smC=z得15n =sin 373由此可知，8光在空气中波长加为后=2 介=-x3.15xl0-7 m=5.25xKF， 3Ar 2.1x10)所以 N) = = 42 4 5.25xl0-7m可见，用8光做光源，尸点为亮条纹.(3)光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗.21. 6.1x10；4.9x1014Hz【详解】 我们可以通过第1条纹和第5条纹的距
11、离可求得相邻条纹的间距，再通过双缝干涉条纹间 距的公式即可得到光的波长，然后通过波长与频率的关系可求得频率。已知/=205cm,05d=0.1cm, Ey=cm 4-x-cm = 6.1? 105 cm=6.1? IO7 m20543 x IO2 6.1x10Hz=4.9? 1422. (1)暗条纹；(2)明条纹【详解】答案第9页，共10页(1)由于光从一种介质进入另一种介质中频率不变，故Aa =6x10 m根据PS、 PS2 = kA求得攵=3.5于是P点出现暗条纹。(2)对B光由临界角为37。可知sin 90 5勺-sin 30 - 3故% = 5.25x10 7 m根据PS1 PS2 =
12、.求得% = 4于是P点出现明条纹答案第10页，共10页光以一定的角度照射在雨滴上经过两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中b代表两种不同频率的单色光，则（）A. 光的频率大于光的频率B.在同种介质中，a光的传播速度小于匕光的传播速度C.。光和匕光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是 。光D.分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中。光相邻两个亮条纹中心的距离 小于人光相邻两个亮条纹中心的距离6.如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面， 玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为b两束单
13、色光射出。下列说法正确的是（）7777777777777777777777777777777反射层A. Q光的频率大于b光的频率B.出射光束、b不一定相互平行C. 、方两色光从同种玻璃射向空气时，。光发生全反射的临界角大D.用同一装置进行双缝干涉实验，。光的条纹间距大于方光的条纹间距7 .如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示内疏外密的同心圆环状条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）入射光甲乙A.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由于凸透镜下表面反射
14、光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.若凸透镜的曲率半径增大，则会造成相应条纹间距减小D.若照射单色光的波长增大，则会造成相应条纹间距减小8 .如图所示，双缝干涉实验中利用相同的实验装置，分别得到了甲、乙两种色光的干涉图样下列关于甲、乙光的说法正确的是（）IIIIIIIIIIIIIIIIII甲乙A.甲光光子的动量大于乙光光子的动量9 .甲光光子的能量大于乙光光子的能量C.同种介质对甲光的折射率大于对乙光的折射率D.甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度10 下列说法错误的是（） A.海市蜃楼是由于光的折射和全反射而形成的B.防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉
15、作用，将有害蓝光的波段进行反射C.光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质D.汽车在通过等距的减速带时，车速越快越容易发生共振10. 一束复色光射到三棱镜的。点，色散后在光屏上形成两条光束，分别记录为。光A.入射光以。点为轴顺时针转动，光屏上。光先消失B.。光的折射率大于6光的折射率C.在真空中，Q光的速度大于6光的D.在同一双缝干涉装置中，。光产生的干涉条纹比人光的宽11. 1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上，最终在光屏
16、上得到明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为。和/,光的波长为2。则下列说法正确的是光屏必IIA.实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光B.实验中，单色光的波长4越短，干涉条纹越宽C.光源到平面镜距离。越大，干涉条纹越宽D.只改变光源到光屏的距离/,不能改变干涉条纹的宽度12 .铁丝圈上附有肥皂沫，竖直放置时，可以观察到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（）A.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化B.肥皂膜前后两个面的侧视形状为上薄下厚的梯形C.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹D.将铁丝圈右侧的把柄向上转动90。，条纹也会跟着转动90。二、填
17、空题13 . （1）薄膜干涉是液膜前后两个面 的光共同形成的。（2）不同位置液膜前后两个面的反射光的 不同，某些位置两列波叠加后相互，出现亮条纹，另一些位置，两列波相互，出现了暗条纹。14 .阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的色散现象（）15 .白光照射双缝，在屏幕中央将出现 色明纹，两旁为 色条纹。16 .两束单色光A、B垂直射入同一长方体玻璃砖的上表面，单色光A比单色光B先到达玻璃砖的下表面。则玻璃砖对单色光 o （选填或）的折射率较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到单色光 （选填或“B”）产生的条纹间距较大。17 .用干涉法检查物体表面平滑程度，产生的干涉条纹是一组平行
18、的条纹，若劈尖的上表面向上平移，如图甲所示，则干涉条纹的距离将;若使劈尖角度增大,如图乙所示，干涉条纹的距离将 O (均选填“变窄，“变宽”或“不变”)三、解答题18 .观察水面上的油膜，发现色彩会不断地运动变化，如图所示。请解释出现该现象 的原因。19 .如图所示，一铁丝环中有肥皂液膜，当日光照射肥皂液膜时会出现彩色条纹。请 分析原因。20 .如图所示，在双缝干涉实验中，S/和S2为双缝，夕是光屏上的一点，已知。点与5和S距离之差为2.1x10-6 m,今分别用4、4两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问。点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为=1.5的介质中波长为4X10-7山；(2
19、)已知8光在某种介质中波长为3.15x107 m,当8光从这种介质射向空气时，临界角为 37。6皿37。= 0.6, cos37 = 0.8)；若用“光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象p21 .用橙色光做双缝干涉实验时，测得双缝间的距离为0.1cm,双缝挡板与光屏间的 距离为205cm,第1条亮线与第5条亮线中心间距为0.5cmo求橙色光的波长和频 率。22 .如图所示，在双缝干涉实验中，Si、S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P到 S1、S2的距离之差为2.1um,现分别用a、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。(1)若A光在折射率为片1.5的介质中波长为4xl0-7m,
20、则P点是亮条纹还是暗条 纹；(2)若B光在某介质中的波长为3.15xl0-7m,当B光从这种介质射向空气时，临界 角为37。，则P点是亮条纹还是暗条纹。参考答案:1. B【详解】由。=知黄光的波长为、c 3xlO8 z= - =7 m=0.5 umf 6xl04到。点的光程差与黄光的半波长相比为：AS, 0.75 2 = 0.5 =32 V 即为半波长的奇数倍，所以。点出现暗条纹. 到。点的光程差与黄光的半波长相比为：AS2 1.5A = 0.5 =62 T即为半波长的偶数倍，所以。点出现明条纹.故选Bo2. B【详解】箱子灌满油时，折射率增大，根据C v= n可知光速减小，根据可知光的波长减
21、小，根据干涉条纹间距公式d可知条纹间距减小，故ACD错误，B正确。故选Bo3. A【详解】答案第1页，共10页根据Ax 二LA d解得2x107x2.372x1()-308m = 5.93 x 10 7 m = 593nm故选Ao4. B【详解】用氢就激光器发出的激光，经反射镜反射后照射金属挡板上的两条平行的狭缝，能产生干 涉现象，则在挡板后面的屏上可以观察到单色的均匀条纹。故选Bo5. C【详解】A.由光路图可知，水对b光的偏折程度较大，则6光的折射率较大，则6光的折射率比。光大，A错误；B.根据cu = 一n可知在同种介质中，力光的传播速度小于。光的传播速度，B错误；C.因为.1sinC
22、= n可知，。光的临界角大于b光，则。光和人光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，则一定是人光发生了全反射，射出的一定是。光，C正确；D.根据 4d可知，因。光的波长大于b光，则分别用同一双缝干涉装置进行实验，在干涉图样中。光相邻两个亮条纹中心的距离大于从光相邻两个亮条纹中心的距离，D错误。故选C。答案第2页，共10页6. A【详解】A.根据折射定律sin。n =sin r。光的折射角小，折射率大，频率的，所以。光的频率大于方光的频率，A正确；B.对。光，根据折射定律sin。n =sin 4sin &n =sin r2根据反射定律解得02=0对。光，出射光线与法线的夹角等于仇 同理，对b光，出射光线与法线的夹角也等于仇 所以，出射光束。、b 一定相互平行，B错误；C.根据sinC = n折射率小的b光临界角大，C错误；D.根据a L。Ax = - 4 d用同一装置进行双缝干涉实验，。光的折射率大波长小，条纹间距小，D错误。故选Ao答案第3页，共10页