物理选择性必修 第一册3 光的干涉精品达标测试

4.3光的干涉人教版（  2019）高中物理选择性必修一同步练习

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 阳光照射下的肥皂膜看起来是彩色的，下列现象与这个现象形成的物理原理不同的是(    )

A. 透过两支并排铅笔的狭缝看日光灯，可以观察到彩色条纹
B. 雨后公路积水上面漂浮的油膜，经常显现出彩色条纹
C. 用激光照射挡板上的两条平行狭缝，在光屏上观察到亮暗相间的条纹
D. 在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜，可以增加光的透射

2. 下列关于光的说法合理的是(    )

A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中光束在水珠中传播的速度一定小于光束在水珠中传播的速度
B. 图乙是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
C. 图丙中的、是偏振片，是光屏。当固定不动缓慢转动时，光屏上的光度将明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波
D. 图丁是空气中双缝干涉原理图，若到、的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹

3. 下列说法中正确的是(    )

A. 全息照片往往用激光来拍摄，是利用了激光的相干性
B. 光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置，会时而出现明条纹、时而出现暗条纹
C. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从气泡射向水时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
D. 为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，其厚度应为这种光在该材料中波长

4. 下列说法中正确的是(    )

A. 托马斯杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
B. 在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
D. 麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在

5. 下列关于光的现象的说法中，正确的是(    )

A. 用白光做双缝干涉实验时，屏上从中央条纹向外，紫光的亮条纹偏离中央亮条纹的距离最大
B. 白光经单缝衍射时，偏离中央亮条纹最远的是红光
C. 白光经空气射入玻璃三棱镜折射发生色散，红光偏向角最大
D. 涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对紫色光的透射程度

6. 一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束、，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是  (    )

A. 在玻璃棱镜中，光的传播速度比光的大
B. 光和光照射在同一金属板上发生光电效应时，光的饱和光电流大
C. 在相同条件下进行双缝干涉实验，光的条纹间距比光大
D. 光和光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则光先发生全反射

7. 如图所示用单色光检查工件上表面是否平整，观察到的现象如图所示。图中的和分别为待测工件在和处的情况，这说明(    )

A. 为待测工件
B. 的上表面处向下凹陷
C. 的上表面处向下凹陷
D. 若减小两工件间空气膜夹角，则条纹变密

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是

A. 甲图小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图，若到、的路程差是光的半波长的奇数倍，则处是暗条纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹

9. 下列有关光现象的说法中正确的是(    )

A. 在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变窄
C. 光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D. 白光通过三棱镜色散现象说明不同单色光折射率不同

10. 一般认为激光器发出的是频率为的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是也称频率宽度，其中和分别记为“上限频率”和“下限频率”如图所示，某红宝石激光器发出的激光其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为光和光由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成角则下列说法正确的是(    )

A. 逐渐减小角，光在液膜下表面先发生全反射
B. 光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大
C. 光更容易发生明显的衍射现象
D. 用相同装置做“双缝干涉”实验时，光产生的干涉条纹间距较小

11. 在学习了肥皂膜的干涉后，小管同学利用现有的器材做了一个实验，他将一个矩形线框浸入肥皂液中，取出后竖直放置，其表面覆盖了一层肥皂膜，膜的上半部分从上到下厚度均匀增加。现用两个颜色不同的平面光源和分左右两边同时照射这个肥皂膜，出现如图的明暗条纹，下列说法正确的是

A. 对薄膜观察和分析，、光在肥皂膜中的波长之比约为
B. 光在肥皂膜中的速度比光大一些
C. 两种光照射同种金属时，若光照射不发生光电效应，则光照射也一定不发生光电效应
D. 两种光分别通过同一装置进行双缝干涉时，光的干涉条纹间距比光小一些

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12. 如图所示，某同学对实验装置进行调节并观察实验现象。
    
    图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______填或。
    下述现象中能够观察到的是______。
    A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
    B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
    C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
    D.去掉滤光片后，干涉现象消失
    已知双缝之间距离为，测的双缝到屏的距离为，相邻条纹中心间距为，由计算公式______，可求得波长。如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是，求得这种色光的波长为______已知双缝间距，双缝到屏的距离，计算结果保留一位小数。
13. 在“用双缝干涉测定光的波长”的实验中：

在如图甲所示的光具座上，将白光光源放于光具座位置，红色滤光片放于光具座位置，位置应放光学元件________填“单缝片”或“双缝片”．

用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距为，双缝到毛玻璃屏间距离为，实验时先移动测量头上的手轮，把分划板中心刻线对准靠近最左边的一条亮条纹如图乙所示，并记下手轮的读数，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第条亮条纹并记下手轮读数，请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式________．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14. 一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为处的光屏上，测得至条亮纹间的距离为。已知所用的双缝间距离为。
    求这种单色光的波长；

若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为，则这种光在增透膜中的波长是多少？增透膜的厚度至少应取多少？

15. 用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为．，在距离双缝为．处的光屏上，测得条亮纹间的距离为．．

求这种单色光的波长．

若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为．，则增透膜的厚度应取多少

16. 一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为处的光屏上，测得至条亮纹间的距离为已知所用的双缝间距离为．

求这种单色光的波长．

若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为，求增透膜的厚度至少应取多少？

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
阳光照射下的肥皂膜出现彩色花纹是光的干涉现象；再根据双缝干涉与薄膜干涉原理，及单缝衍射原理，即可一一判定。
本题要理解光的干涉、衍射等现象原理，掌握干涉条纹与衍射条纹的区别，及双缝干涉与薄膜干涉的不同。
【解答】
在太阳光照射下，肥皂膜出现彩色花纹是由肥皂膜的上下表面两束反射光干涉而形成的，属于光的干涉现象，
A、透过两支并排铅笔的狭缝看日光灯，也会看到彩色条纹，是衍射现象，与光的干涉现象形成的物理原理不同，故A正确；
B、在太阳光照射下，雨后公路积水上面漂浮的油膜的上下表面两束反射光干涉而形成的，属于光的干涉现象，它们的物理原理相同，故B错误；
C、用激光照射挡板上的两条平行狭缝，在光屏上观察到亮暗相间的条纹，属于光的干涉现象，它们的物理原理相同，故C错误；
D、在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜，属于增透膜，是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，故D错误。
故选：。  

2.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查光学现象。根据折射定律分析折射率关系，再根据折射率和光的传播速度之间的关系分析光在水珠中传播速度大小；“牛顿环”是一种薄膜干涉现象；光的偏振现象表明光是一种横波；图丙中，根据双缝干涉产生亮条纹和暗条纹规律分析。
【解答】

A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中光束在水珠中偏折程度较小，即折射率较小，由可知，光在水珠中传播速度较大，A错误；

B.图乙是“牛顿环”，一种薄膜干涉现象，B错误；

C.图丙中的、是偏振片，是光屏，当固定不动缓慢转动时，光屏上的光度将明、暗交替变化，即偏振现象，只有横波才有偏振现象，表明光波是横波，C错误；

D.图丁是空气中双缝干涉原理图，若到、的路程差是半波长的偶数倍，说明点是振动加强的点，则处是亮纹，D正确。

3.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了光的特性，解题的关键是理解光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象。此时光的透射性最强。
全息照片是光的干涉。

双缝干涉实验中，明暗条纹的位置是固定的。

全反射的条件是光密到光疏，入射角大于等于临界角。

增透膜利用的是薄膜干涉。

【解答】
A、全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性，故A正确；

B、光的双缝干涉实验中，光屏上明暗条纹的位置是固定的，故B错误；

C、水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故C错误；

D、为减少光学元件的反射损失，在光学元件表面涂上一层增透膜，厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，即厚度应为这种光在该材料中波长的四分之一，故D错误。

4.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查单缝衍射实验，光的色散现象，双缝干涉实验，麦克斯韦电磁场理论，考点较多，难度一般．解决本题的关键在于明白托马斯杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波；水面上油膜出现彩色花纹是太阳光经过油膜的上下表面反射的光发生干涉形成的；根据判断；麦克斯韦提出电磁场理论并预言光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实电磁波的存在。
【解答】
A.托马斯杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故A错误；
B.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是太阳光经过油膜的上下表面反射的光发生干涉形成的，故B错误；
C.根据可知在其它条件不变的情况下，波长越大，干涉条纹间距越大，故C正确；
D.麦克斯韦提出电磁场理论并预言光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故D错误。
故选C。  

5.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查的影响条纹间距的因素，折射率的影响因素和干涉现象。现实生活中有很多与光有关的现象，平时要注意多观察，多思考，并用所学光学知识去解释观察到的光学现象，这能提高我们运用所学知识解决实际问题的能力．

【解答】
A、用白光做双缝干涉实验时，红光波长最长，所以偏离中央亮条纹的距离最大的是红光，A错误；

B、条纹宽度与波长成正比，红光的波长最长，偏离中央亮条纹最远的是红光，B正确；

C、红光波长最长，折射率最小，所以红光偏向角最小，C错误；

D、镜头看上去呈淡紫色，是因为紫光发生了干涉，没有透过去，D错误；

故选：。

6.【答案】 

【解析】

【分析】
根据光路图分析光线的偏折程度大小，确定折射率的大小关系，根据可判断传播速度关系；光电效应中，饱和光电流与入射光的强度有关；根据判断双缝干涉条纹间距；根据判断全反射临界角的关系，从而判断哪束光先发生全反射。
本题考查对光的几何光学和物理光学理解能力和把握联系的能力。要牢固掌握折射定律，知道干涉条纹间距与光的波长成正比。要知道光的频率由光源决定，与介质无关。
【解答】
A.光和光在斜边的入射角相等，由图可知，经过玻璃棱镜后光的偏折程度比光大，所以玻璃对光的折射率大于对光的折射率，根据可知，在玻璃棱镜中，光的传播速度比光小，故A错误；
B.饱和光电流与入射光的强度有关，所以光和光照射在同一金属板上发生光电效应时，光的饱和光电流不一定大，故B错误；
C.玻璃对光的折射率大于对光的折射率，则光的波长小于光的波长，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，，所以在相同条件下进行双缝干涉实验，光的条纹间距比光小，故C错误；
D.根据，由于，可知光的临界角小于光的临界角，则光和光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则光先发生全反射，故D正确。
故选D。  

7.【答案】 

【解析】

【分析】
由薄膜干涉的原理分析：薄膜干涉为等厚干涉，只要是在同一条干涉条纹处，薄膜的厚度就相同。
掌握薄膜干涉的原理是求解的关键。
【解答】
A.由图可知，为待测工件，是标准样板，故A错误；
薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，由题图可知，两工件之间的空气薄膜厚度从左到右逐渐增大，处形成的干涉条纹向右弯，若上表面平整，则处条纹弯曲处的空气膜厚度应比同一亮条纹上没有弯曲处的空气膜厚度大，但实际上它们的空气膜厚度相同，知的上表面处凸起；同理处形成的干涉条纹向左弯曲，条纹弯曲处空气膜厚度本应比同一亮条纹上没有弯曲处的空气膜厚度小，但实际上它们的空气膜厚度相同，故的上表面处向下凹陷，故B正确，C错误；
D.当减小两工件间空气膜夹角，即从左到右相同距离上空气薄层的宽度改变量变小，则干涉条纹间距会增大，即变疏，故D错误。  

8.【答案】 

【解析】由衍射现象、薄膜干涉、双缝干涉的实验现象得解。
本题主要考查期光的波动性的实验现象的理解与应用，熟悉各实验及现象是解题的关键，难度不大。
A.甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，故A错误；
B.乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的则表明平面平整，故B正确；
C.丙图是双缝干涉原理图，若到、的路程差是光的半波长的偶数倍，则是亮条纹，若到、的路程差是光的半波长的奇数倍，则是暗条纹，故C正确；
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，故D错误。
 

9.【答案】 

【解析】解：、在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象，故A正确；
B、在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，
因为，由知，条纹间距变宽，故B正确；
C、由全反射条件知光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故C正确；
D、白光通过三棱镜形成的彩色光带是因为不同色光在棱镜中的折射率不同导致的，D正确；
故选：．
色散是由于折射率不同折射后偏折程度不同的现象；根据条纹间距公式，判断条纹间距的变化．
掌握光的干涉条纹间距公式的应用．
 

10.【答案】 

【解析】

【分析】
频率越大，介质对这种色光的折射率越大，通过平行液膜后侧移越大；根据光路可逆性分析光线能否在液膜下表面发生全反射；波长越大，波动性越强，越容易发生衍射现象；干涉条纹的间距与波长成正比。
本题可用假设法，由折射率不同，从而假设是紫光，是红光，则可根据红光与紫光的特性来确定出正确答案。
【解答】
A.由于平行液膜的上表面与下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性得知，两种光都不可能在液膜下表面发生全反射，故A错误；
B.由题知，光的频率大于光的频率，液膜对光的折射率大于对光的折射率，则光通过平行液膜后偏移的距离较大，故B正确；
C.由波速公式得知，光的波长大于光的波长，光的波动性较强，更容易发生明显的衍射现象，故C正确；
D.干涉条纹的间距与波长成正比。所以相同装置做双缝干涉实验，光产生的干涉条纹间距较大，故D错误。
故选BC。  

11.【答案】 

【解析】略
 

12.【答案】；；，。 

【解析】解：双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹；
故选：；
、根据双缝干涉条纹的间距公式知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确；
B、根据双缝干涉条纹的间距公式，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误；
C、根据双缝干涉条纹的间距公式，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确；
D、去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光成为白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象，故D错误。
故选AC；
已知第条亮纹中心到第条亮纹中心间距，可得
由得：

代入得：
故答案为：；；，。
双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；
根据双缝干涉条纹的间距公式判断干涉条纹的间距变化；
根据，求得相邻亮纹的间距；根据双缝干涉条纹的间距公式推导波长的表达式，并求出波长的大小。
本题考查用双缝干涉实验测量光的波长的实验，解决本题的关键掌握双缝干涉的条纹间距公式，明确相邻亮纹的间距与亮纹中心间距的关系。
 

13.【答案】单缝片；。 

【解析】

【分析】
本题考查了“用双缝干涉测定光的波长”的实验的实验装置、条纹间距公式的应用，知道双缝干涉实验的原理、熟练应用双缝干涉条纹间距公式即可正确解题。
为获取单色线光源，在光屏上产生干涉图样，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏；
根据第条和第条亮条纹中心的距离求出相邻条纹的间距；
【解答】
在红色滤光片后面是单缝，目的是获取线光源，再后面是双缝，获取干涉光；
根据第条和第条亮条纹中心的距离求出相邻条纹的间距，，条纹间距公式，联立得，波长。
故答案为：单缝片；。  

14.【答案】解条纹间距，
因，解得单色光的波长；
根据，解得，
增透膜原理为两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光，
则膜的厚度至为。 

【解析】根据求出单色光的波长．
两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光，知道波程差为半波长的奇数倍时为减弱点。
 

15.【答案】解：根据公式，得

由题意知

又， 

所以  ．

根据公式，，得

所以  

故增透膜的最小厚度 。

【解析】解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式，另外本题还考查了增透膜的原理。

根据求出单色光的波长；

两个界面上的反射光程差为半波长的奇数倍时相干涉后互相抵消，减少了反射光从而使透射光增强。

16.【答案】解：条纹间距，因则解得，单色光的波长：；

因，那么光在增透膜中的波长，

增透膜的厚度至少为：。

【解析】本题考查了光的干涉，知道波程差为半波长的奇数倍时为减弱点，解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式。

根据求出单色光的波长；

两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光。