高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册4.3 光的干涉巩固练习

4.3光的干涉同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，各色光产生的干涉条纹之间的距离不同是因为（　　）

A．各色光的波长不同 B．各色光的速度不同

C．各色光的强度不同 D．各色光通过双缝的距离不同

2．下面是四种与光有关的事实，其中与光的干涉有关的是（       ）

A．用光导纤维传播信号

B．用白光照射单缝，在屏上看到的彩色条纹

C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带

D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度

3．用a、b两京单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样，其中图甲是a光照射时形成的，图乙是b光照射时形成的，则关于a、b两束单色光，下述说法中正确的是

A．a光的频率比b光的小 B．在水中a光传播的速度比b光的大

C．水对a光的折射率比b光的大 D．b光的波长比a光的短

4．两块玻璃叠在一起，一端压紧，另一端垫一张纸片，用单色光照射，可以看到明暗相间的条纹，这是光的（       ）．

A．干涉现象 B．衍射现象 C．色散现象 D．折射现象

5．下列几个光现象中，属于衍射现象的是（   ）

A．水中的气泡看起来特别明亮

B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带

C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹

D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹

6．如图为双缝干涉的实验示意图，下列说法正确的是（　　）

A．双缝干涉中也存在光的衍射现象

B．双缝的间隙越大，条纹的间距越大

C．中心处的明条纹宽度比两侧的明条纹宽度大

D．同样条件下，紫光产生的条纹间距大于红光产生的条纹间距

7．关于光的干涉现象，下列说法正确的是

A．在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的

B．在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽

C．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象

D．频率不相同的两列光也能发生干涉现象

8．下列说法正确的是（          ）

A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光

B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹，时而出现暗条纹

C．红光的光子能量比紫光光子能量大

D．只有横波才能产生干涉现象

9．把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上（如图）。现用某单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹。下列关于两束干涉光及干涉条纹的说法中正确的是（　　）

A．两束干涉光是图中a、b面反射形成的

B．干涉条纹是疏密均匀的同心圆

C．若换一个表面曲率半径稍大的平凸透镜，条纹变密

D．若改用波长更长的单色光照射，条纹变疏

10．双缝干涉实验的装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝S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点距双缝和的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射光换成其他色光，则下列说法中正确的是

A．若将入射光换成红光，则在O点将出现红光的亮条纹

B．若将入射光换成紫光，则在O点不可能出现紫光的亮条纹

C．若将入射光换成红光，则红光的第一条亮条纹在P点的下方

D．若将入射光换成紫光，则紫光的第一条亮条纹在P点的上方

11．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，已知红光与绿光的频率、波长均不相等，这时(　　)．

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹仍然存在

C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

12．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正确的是（ ）

A． B．

C． D．

13．下列说法正确的是（　　）

A．做简谐运动的物体受到的合力与位移大小成正比，方向与位移方向相反

B．用同一实验装置观察双缝干涉实验，照射光束的波长越长，干涉条纹间距越大

C．多普勒效应产生的原因是波源频率发生了变化

D．波不仅能传递能量，参与振动的质点也可随波迁移

14．图示中用刀片在涂有墨汁的玻璃片上划出有很小间隙的双缝。双缝的作用是当激光照射它时（　　）

A．在双缝处形成明暗相间等间距的条纹

B．形成相干光并在光屏上出现中间宽两边窄的条纹

C．形成两束增强的光并进行叠加形成明暗相间的条纹

D．形成振动情况相同的两束光并在光屏上形成明暗相间等间距的条纹

15．下列说法中正确的是（　　）

A．浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下呈现各种不同颜色，这是光的干涉形成的现象

B．光学镜头上镀有一层增透膜可以增强透射光的强度，这是利用光的衍射原理

C．雨后空中出现的彩虹，这主要是由于光的干涉形成的现象

D．用光照射标准平面与待测器件表面之间的空气薄层所形成的明暗条纹，可检查器件表面的平整程度，这是利用光的衍射现象

二、填空题（共4题）

16．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）．则在下面的四个图中说明：   

（1）干涉图样的是________（填A ．B ．C ．D）       

（2）衍射图样的是________（填A ．B ．C ．D）       

（3）从左到右的色光ABCD顺序是________．

17．如图所示，一束复色光射到三棱镜上，从三棱镜另一面射出两单色光A、B，两种色光中折射率较小的是______；如果增大入射角，则先发生全反射的是______；如果A、B两种光使用同一装置做双缝干涉实验，条纹间距较大的是______。

18．如图所示，MN是一条通过透明半球体球心的直线，现有一束由两种单色细光束组成的复色光AB平行MN射向球体，经透明半球体的作用后分裂为两束，其中a光束与MN的夹角为30°，b光束与MN的夹角为15°，已知AB与MN间的距离为半径的一半。则该透明半球体对a光的折射率为______。若让这两束单色光分别通过同一双缝干涉装置后，条纹间距较宽的是______ （填“a”或“b”）光。

19．用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样。图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是带有双缝的遮光筒，⑤是光屏。双缝之间的距离是0.2mm，用的是蓝色滤光片，从右侧目镜中可以看到蓝色干涉条纹。

(1)下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是__________。

A．增大双缝之间的距离B．把单缝向双缝的方向移动

C．将蓝色滤光片改成红色滤光片D．把光屏向靠近双缝的方向移动

(2)转动测量头的手轮，先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，x1=_____mm然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_______mm。

(3)如果已经量得双缝和光屏之间的距离是1200mm，则待测光的波长是_________m。（取三位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．查阅资料，简述牛顿环的产生原理。

21．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为ν＝8.1×1014Hz

(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是_____________；

(2)这种“增反膜”的厚度至少是多少______？

(3)以下有关薄膜干涉的说法正确的是(      )

A．薄膜干涉说明光具有波动性

B．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行

C．干涉条纹一定是彩色的

D．利用薄膜干涉也可以“增透”

22．(1)两列光干涉时，光屏上的亮条纹和暗条纹到两个光源的距离与波长有什么关系？

(2)声的干涉也遵循类似的规律。设想在空旷的地方相隔一定位置的两个振动完全一样的声源，发出的声波波长是0.6m，观察者A离两声源的距离分别是4.5m和5.4m，观察者B离两声源的距离分别是4.3m和5.5m。这两个观察者听到声音的大小有什么区别？

23．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距哪个更大?若实验中红光的波长为630nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，双缝之间的距离有多大?

参考答案：

1．A

2．D

3．C

4．A

5．D

6．A

7．C

8．A

9．D

10．A

11．C

12．C

13．B

14．D

15．A

16．     AC     BD     红光、紫光、蓝光、黄光

17．     A     B     A

18．          b

19．     C     2.331     2.609    

20．将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心环，叫做牛顿环。凸透镜的凸球面和玻璃板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气薄膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。

21．    

(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱；

(2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即

因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的紫外线在真空中的波长是

在膜中的波长是

故膜的厚度至少是

(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”，故AD正确，BC错误。

故选AD。

22．

出现明条纹的条件为

出现暗条纹的条件为

观察者A离两声源的距离差为

振动减弱，听到的声音最小

观察者B离两声源的距离差为

振动加强，听到的声音最大

23．红光的干涉条纹间距更大；