【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：双缝干涉的条纹间距与波长的关系

这是一份【备战2022】高考物理选择题专题强化训练：双缝干涉的条纹间距与波长的关系，共10页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 从两支手电筒射出的光照到同一点上时，看不到干涉条纹，因为
A. 手电筒发出的光不是单色光B. 干涉图样太小，看不清楚
C. 周围环境的谩反射光太强D. 两个光源是非相干光源

2. 四种颜色的光分别通过同一双缝产生的干涉图案如图所示，用这四种颜色的光分别照射某金属板，只有两种光能产生光电效应，则能产生光电效应的光线中，光子能量较小的光对应的双缝干涉图案是
A. AB. BC. CD. D

3. 下列属于光的干涉现象的是
A. 雨后美丽的彩虹
B. 对着日光灯从两铅笔狭缝中看到的彩色条纹
C. 阳光下肥皂膜上的彩色条纹
D. 光通过三棱镜产生的彩色条纹

4. 如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝 S1 、 S2，由 S1 和 S2 发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光波长为 λ，屏上的 P 点到两缝 S1 和 S2 的距离相等，如果把 P 处的亮条纹记作第 0 号亮纹，由 P 向上数与 0 号亮纹相邻的亮纹为 1 号亮纹，与 1 号亮纹相邻的亮纹为 2 号亮纹，设 P1 处的亮纹恰好是 10 号亮纹，直线 S1P1 的长度为 r1，S2P1 的长度为 r2，则 r2−r1 等于
A. 5λ B. 10λ C. 20λ D. 40λ

5. 做双缝干涉实验时，要增大屏上相邻亮条纹之间的距离，可以采取的措施是
A. 减小双缝到屏的距离B. 增大光的频率
C. 增大双缝之间的距离D. 增大光的波长

6. 下列关于双缝干涉实验的说法中，正确的是
A. 单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B. 双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C. 光屏上相距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D. 照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽

7. 两只功率相同的日光灯，当它们照到同一地方时，不能产生干涉条纹的原因是
A. 日光灯发的是白光而不是单色光B. 日光灯所发的光是不稳定的
C. 两只日光灯不是相干光源D. 两只日光灯不是点光源

8. 在双缝干涉实验中，用白光入射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，若把两个缝分别用红色滤光片（只能通过红光）和蓝色滤光片挡住，则在光屏上可以观察到
A. 红色和蓝色两套干涉条纹的叠加
B. 紫色干涉条纹（红色和蓝色叠加为紫色）
C. 屏上两种色光叠加，但不会出现干涉条纹
D. 屏上一部分为红色光，另一部分为蓝色光，不发生光的叠加

9. 用两个红灯泡照射白墙，在墙上看到的是
A. 明暗相间的条纹B. 彩色条纹
C. 一片红光D. 晃动的条纹

10. 下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是
A. 单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B. 双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源
C. 光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D. 在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生

11. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二亮纹，改用频率较高的单色光重做实验（其他不变）时，则第二亮纹的位置
A. 仍在 P 处
B. 在 P 点上方
C. 在 P 点下方
D. 要将屏向双缝方向移近一些才能看到亮纹

12. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为第二条暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验（其他条件不变）时，则同侧第二条暗条纹的位置
A. 仍在 P 处
B. 在 P 点上方
C. 在 P 点下方
D. 要将屏向双缝方向移近一些才能看到

13. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示。他改变的实验条件可能是
A. 减小光源到单缝的距离B. 减小双缝之间的距离
C. 减小双缝到光屏之间的距离D. 换用频率更高的单色光源

14. 如图所示双缝干涉实验中产生的条纹图样，甲图为用绿光进行实验的图样，a 为中央亮条纹，乙为换用另一种单色的光进行实验的图样，aʹ 为中央亮条纹，则以下说法中正确的是
A. 乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长
B. 乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长
C. 乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短
D. 乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短

15. 在双缝干涉实验中，设单缝宽度为 h，双缝距离为 d，双缝与屏距离为 l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹
A. h=1 cm，d=0.1 mm，l=1 m B. h=1 cm，d=0.1 mm，l=10 m
C. h=1 cm，d=10 mm，l=1 m D. h=1 mm，d=0.1 mm，l=1 m

16. 白光通过双缝产生干涉现象时，在中央看到白色条纹，两侧还出现彩色条纹，其原因是
①各种色光的波长不同
②各种色光的频率不同
③各种色光的强度不同
④各种色光在真空中传播的速度不同
A. ①②B. ①③C. ②④D. ①④

17. 某同学用某种单色光做双缝干涉实验时，发现条纹太密难以测量，可以采用的改善办法是
A. 增大双缝间距
B. 增大双缝到屏的距离
C. 增大双缝到单缝的距离
D. 改用波长较短的光（如紫光）作为入射光

18. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度 v 与两次曝光时间间隔 Δt 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔 Δt 、双缝到屏的距离 l，以及相邻两条亮纹间距 Δx，若所用激光彼长为 λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是
A. v=λΔxlΔt B. v=lλΔxΔt C. v=lΔxλΔt D. v=lΔtλΔx

19. 雅敏干涉仪可以用来测定气体在各种温度和压强下的折射率，其光路如图所示。图中 S 为光源，G1 、 G2 为两块完全相同的玻璃板，彼此平行放置，T1 、 T2 为两个等长度的玻璃管，长度均为 d。测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入一管中，在 E 处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率。某次测量时，将待测气体充入 T2 管中，从开始进气到达到标准状态的过程中，在 E 处看到共移过 N 条干涉亮纹。待测光在空气中的传播波长为 λ。试求该气体在标准状态下的折射率为
A. Nλd−1 B. Nλd C. Nλd+1 D. Nλd+2

20. 如图所示是双缝干涉实验，使用波长为 600 nm 的橙色光照射时，在光屏上的 P0 点和 P0 点上方的 P1 点恰好形成两列相邻的亮条纹；若用波长为 400 nm 的紫光重复上述实验，则 P0 点和 P1 点形成的明暗条纹情况是
A. P0 点和 P1 点都是亮条纹B. P0 点是亮条纹，P1 点是暗条纹
C. P0 点是暗条纹，P1 点是亮条纹D. P0 点和 P1 点都是暗条纹

二、双项选择题（共8小题；共32分）
21. 一群处于 n=3 激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以入射角 θ 照射到一块平行玻璃砖 A 上，经玻璃砖 A 后又照射到一块金属板 B 上，如图则下列说法正确的是
A. 入射光经玻璃砖 A 后会分成相互平行的三束光线，从 n=3 直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖 A 后的出射光线与入射光线间的距离最小
B. 在同一双缝干涉装置上，从 n=3 直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄
C. 经玻璃砖 A 后有些光子的能量将减小，但不会在玻璃砖的下表面发生全反射
D. 若从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级放出的光子刚好能使金属板 B 发生光电效应，则从 n=2 能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板 B 发生光电效应

22. 用单色光做双缝干涉实验时，下列说法中正确的是
A. 入射光的波长越长，相邻两亮条纹中心的距离越大
B. 入射光的频率越高，相邻两亮条纹中心的距离越大
C. 把入射光由绿光变成紫光，相邻两亮条纹中心的距离变小
D. 把入射光由绿光变成红光，相邻两亮条纹中心的距离变小

23. 如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿 PO 方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线 I 、 II 、 III，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是
A. 光束 I 仍为复色光，光束 II 、 III 为单色光
B. 改变 α 角，光束 I 、 II 、 III 仍保持平行
C. 通过相同的双缝干涉装置，光束 II 产生的条纹宽度要大于光束 III 的
D. 在真空中，光束 II 的速度小于光束 III 的速度

24. 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有
A. 改用红光作为入射光B. 改用蓝光作为入射光
C. 增大双缝到屏的距离D. 增大双缝之间的距离

25. 杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n 为自然数，λ 为光波波长）
A. 在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
B. 在距双缝的路程差为 nλ 的点形成亮条纹
C. 在距双缝的路程差为 nλ2 的点形成亮条纹
D. 在距双缝的路程差为 n+12λ 的点形成暗条纹

26. 用单色光做双缝干涉实验时
A. 屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹
B. 屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹
C. 屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方
D. 屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方

27. 在用双缝干涉测量光的波长实验中，为使光屏上相邻的条纹间距增大些，可采取的措施是
A. 换用缝距大些的双缝片B. 换用缝距小些的双缝片
C. 适当调大双缝与屏的距离D. 适当调小双缝与屏的距离

28. 分别以红光和紫光先后用同一装置进行千涉实验，在屏上得到相邻的明条纹间的距离分别为 Δx1 和 Δx2，则
A. Δx1Δx2
C. 若双缝间距离 d 减小，而其他条件保持不变，则 Δx1 增大
D. 若双缝间距离 d 减小，而其他条件保持不变，则 Δx2 不变

三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 在双缝干涉实验中，以下说法正确的是
A. 把入射光由黄光变为紫光，相邻两明条纹间的距离变窄
B. 若把双缝中的一条缝遮住，屏上出现一条亮线
C. 若使屏远离双缝，干涉条纹间距离变宽
D. 若将入射光改为白光，屏上将出现彩色条纹

30. 在双缝干涉实验中，以下说法正确的是
A. 把入射光由黄光变为紫光，相邻两明条纹的距离变窄
B. 若把双缝中的一条缝遮住，屏上出现一条亮线
C. 若使屏远离双缝，干涉条纹间距离变宽
D. 若将入射光改为白光，屏上将出现彩色条纹
答案
第一部分
1. D
2. C
3. C
4. B
【解析】由题设可知，从 P 算起，P1 处是第 10 号亮条纹的位置，表明 P1 到两缝的距离差 r2−r1=10λ，所以选项B正确。
5. D
【解析】由双缝于涉中条纹宽度的表达式 Δx=ldλ 可知，增大条纹宽度 Δx，可以增大双缝到屏的距离 l 、减小双缝之间的距离 d 或者增大光的波长 λ ，故A、C错，D对；增大光的频率，则减小了光的波长，条纹宽度减小，故B错
6. B
【解析】单缝的作用是产生一个线光源，两个频率相同的光源称为相干光源，选项A错误；
双缝的作用是产生两个频率相同、振动情况相同的相干光源，选项B正确；
路程差等于半波长奇数倍处出现暗条纹，选项C错误；
频率越高，波长越短，条纹宽度越窄，选项D错误.
7. C
8. C
9. C
【解析】两灯泡不是相干光源故现象为C。
10. B
【解析】在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确。
在两个完全相同的相干光源情况下，光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗条纹，选项C错误.
两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了方便肉眼观察，故选项D错误.
11. C
12. B
【解析】由 λ=cf 知 f 变小，λ 变大。若出现第二条暗条纹，则 P 到双缝的路程差 Δx=32λ，当 λ 变大时，Δx 也要变大，故第二条暗条纹的位置向上移，在 P 点上方，B正确.
13. B
【解析】根据 Δx=ldλ，其中 l 是双缝到光屏之间的距离，d 是双缝之间的距离，λ 是波长，又 c=λν，ν 是频率，B选项正确。
14. A
15. D
【解析】本实验单缝必须形成线光源，h 应该在 1 mm 以下，再根据双缝干涉条纹间距公式，d 越小，L 越大，条纹间距越大，越清晰，故D正确。
16. A
【解析】①根据双缝干涉的条纹间距公式 Δx=Ldλ 知，条纹间距与光的波长、缝宽及缝与屏的间距有关，与光的速度及强度无关．故①正确；
②光在真空中的速度是相等的，由：c=f⋅λ 可得，光的波长不同，则光的频率不同．所以不同频率的光产生的干涉条纹的宽度也不同．故②正确；
③根据双缝干涉的条纹间距公式 Δx=Ldλ 知，条纹间距与光的波长、缝宽及缝与屏的间距有关，与光的速度及强度无关．故③错误；
④光在真空中的速度是相等的．故④错误．所以选项A正确．
17. B
【解析】根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx＝Ldλ 知，增大双缝到屏间的距离，或减小双缝间距，或换波长较长的光照射，可以增大条纹的间距，从而便于测量．单缝与双缝的间距不影响条纹间距．故B正确，A、C、D错误．
18. B
【解析】在波的干涉中，干涉条纹的间距 Δx=Ldλ，及速度公式 v=dΔt，由上式联立可得：v=lλΔxΔt
故选B．
19. C
【解析】每看到一条亮纹移过，一定是光程差增大了一个波长。由于移过 N 条干涉亮纹，所以有 (n−1)d=Nλ，解得 n=Nλd+1。所以C正确。
20. B
【解析】无论光的波长多大，P0 点总是亮条纹.对 600 nm 的橙光，P1 点与 P0 点为相邻的亮条纹，则 S2P1−S1P1=λ1=600 nm ，该距离之差是 400 nm 紫光半波长的奇数倍，因此用 λ2=400 nm 的紫光做实验，P1 处出现暗条纹，选项B正确。
第二部分
21. B， D
22. A， C
【解析】由 Δx=ldλ 知，对于一确定的双缝干涉实验装置，相邻两亮条纹中心的距离 Δx 跟波长 λ 成正比，由 c=λf 知，光的频率 f 越大，λ 越小，Δx 越小；紫光的波长比绿光小，故相邻两亮条纹中心的距离比绿光的小，红光的波长最大，Δx 最大。
23. A， B
【解析】A.所有色光都能反射，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束 I 是复色光，而光束 II 、 III 由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束 II 、 III 为单色光，故选项A正确；B.一束由两种色光混合的复色光沿 PO 方向射入，经过折射、反射后，光线仍是平行，因为光的反射时入射角与反射角相等，由光路可逆可得出射光线平行；改变 α 角，光线 I 、 II 、 III 仍保持平行，故选项B正确；C.由图知，光束 II 的偏折程度大于光束 III，根据折射定律可知光束 II 的折射率大于光束 III 的折射率，则光束 II 的频率大于光束 III，光束 II 的波长小于光束 III 的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光束 II 产生的条纹间距比光束 III 的小，故选项C错误；D.在真空中，光束 II 的速度等于光束 III 的速度，都是 c，故选项D错误。
24. A， C
【解析】在双缝干涉实验中，条纹间距公式 Δx=ldλ，可见，干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比，红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，则干涉条纹间距增大，选项C正确；增大双缝之间的距离，干涉条纹间距减小，选项D错。
25. B， D
【解析】在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差 Δδ 为波长的整数倍时，即 Δδ=nλ(n=0、1、2、3…)，该处出现明条纹；当距离之差 Δδ 为半波长的奇数倍时，即 Δδ=(2n+1)(n=0、1、2、3…)，该处出现暗条纹。B、D正确。
26. A， B
【解析】在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路（光）程差等于波长整数倍处出现明条纹，则可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A选项正确，C选项错误；
屏上到双缝的路（光）程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍（暗条纹），也可能是半波长的偶数倍（明条纹），B选项正确；
两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D选项错误.
27. B， C
【解析】根据相邻两条亮条纹（或暗条纹）间距表达式 Δx=ldλ 可知，减小 d 值和增大 l 值都能达到增大条纹间距的目的.
28. B， C
第三部分
29. A， C， D
30. A， C， D
【解析】ACD