2023魯科版新教材高中物理選擇性必修第一冊(cè)同步練習(xí)-第1節(jié) 光的干涉

第5章光的干涉、衍射和偏振

第1節(jié)光的干涉

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練

題組一對(duì)雙縫干涉的理解

1.（多選）關(guān)于光的干涉,下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在雙縫干涉現(xiàn)象中，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的

B.在雙縫干涉現(xiàn)象中，入射光波長(zhǎng)變長(zhǎng),相鄰兩個(gè)明條紋間距將變大

C.只有頻率及振動(dòng)方向相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉

D.頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定

2.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,雙縫的作用是（）

A.遮住過(guò)于強(qiáng)烈的光

B.形成兩個(gè)振動(dòng)情況相同的光源

C使白光變成單色光

D.使光發(fā)生折射

3.（多選）楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（n為自然數(shù)，λ為光波波長(zhǎng)）（）

A.在到雙縫的距離相等的點(diǎn)形成暗條紋

B.在到雙縫的距離差為nA的點(diǎn)形成明條紋

C.在到雙縫的距離差為吟的點(diǎn)形成明條紋

D.在到雙縫的距離差為（n+；）入的點(diǎn)形成暗條紋

7

4.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上某點(diǎn)P到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10m,如果用頻率為6.θ×lθ"'Hz的黃

光照射雙縫，（光速c=3X10'm∕s）試問(wèn)：

（1）該黃光的波長(zhǎng)是多少？

（2）P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？

題組二雙縫干涉圖樣

5.用一束單色光做楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn),經(jīng)雙縫后光照射到光屏上,可觀察到的圖像是圖中的（）

MrailW≡ιIiBiii]π≡≡τ

ABCD

6.（2020北京期末）用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后（）

A.干涉條紋消失

B.彩色條紋中的紅色條紋消失

C.中央條紋變成暗條紋

D.中央條紋變成紅色

7.（2021福建龍巖期末）某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上觀察到如圖甲所示的條紋,僅改變一個(gè)實(shí)

驗(yàn)條件后,在屏上觀察到如圖乙所示的條紋。他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是（）

甲IIlIl

乙■■■■

A.減小雙縫之間的距離

B.增大光源與雙縫間的距離

C.減小雙縫到光屏間的距離

D.換用頻率更高的單色光源

8.（多選）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,綠光通過(guò)單縫S后,投射到有雙縫的擋板上,雙縫，和Sz到單縫S的距

離相等,光通過(guò)雙縫后在光屏上形成干涉條紋。屏上0點(diǎn)到雙縫Sl和&的距離相等,0點(diǎn)上側(cè)的第一條亮條

紋出現(xiàn)在P點(diǎn),如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，已知紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng),綠光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng),

則下列說(shuō)法正確的是（）

單縫雙縫光屏

?P

綠光S

-?-----s?2

O

A.在0點(diǎn)出現(xiàn)紅光的亮條紋

B.紅光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方

C.在0點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)光的亮條紋

D.藍(lán)光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方

題組三薄膜干涉的原理與應(yīng)用

9.下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉原理來(lái)解釋的是（）

A.雨后的彩虹

B.水面上的油膜在陽(yáng)光照射下呈彩色

C.透過(guò)昆蟲(chóng)的翅膀看陽(yáng)光呈彩色

D.荷葉上的水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮

10.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,P是附有肥皂液膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈,往火焰上

撒些鹽后，在肥皂液膜上觀察到的干涉圖樣應(yīng)是圖中的（）

IL（多選）如圖所示,一束白光從左側(cè)射入肥皂液膜,下列說(shuō)法中正確的是（）

A.人從右側(cè)向左看,可以看到彩色條紋

B.人從左側(cè)向右看,可以看到彩色條紋

C.彩色條紋水平排列

D.彩色條紋豎直排列

12.（2020山東棗莊第三中學(xué)月考）如圖所示,把一個(gè)平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上,一端用薄片墊起,

構(gòu)成空氣劈尖。讓單色光從上方射入，這時(shí)可以看到亮暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說(shuō)法中正確的是

（）

戶J=L=j=z?薄片

A.干涉條紋的產(chǎn)生是光在上面玻璃板的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果

B.干涉條紋中的暗紋是兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果

C.將上玻璃板平行上移,條紋間距變窄

D.觀察薄膜干涉條紋時(shí),應(yīng)在入射光一側(cè)

13.為了減少光在透鏡表面由于反射造成的損失,可在透鏡表面涂上一層增透膜,-一般用折射率為1.38的氟

化鎂。為了使波長(zhǎng)為5.52×107m的綠光在垂直入射時(shí)的反射光干涉相消,求所涂的這種增透膜的最小厚度。

能力提升練

題組一雙縫干涉的理解和應(yīng)用

1.（2021四川攀枝花第三高級(jí)中學(xué)期末）雙縫干涉示意圖如圖所示，調(diào)整后,雙縫間距離為d,雙縫到光屏的距

離為L(zhǎng),光屏上出現(xiàn)清晰的干涉條紋。關(guān)于該干涉條紋及改變條件后其變化情況,下列敘述中正確的是（）

縫

雙

A.屏上所有暗線都是從雙縫中出來(lái)的兩列光波的波谷與波谷疊加形成的

B.若將光屏向右平移一小段距離,屏上仍有清晰的干涉條紋

C.若只減小雙縫間距d,屏上兩相鄰明條紋間距離變小

D.若只改用頻率較大的單色光,屏上兩相鄰明條紋間距離變大

2.（2021山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模）小陸同學(xué)帶領(lǐng)某研究小組觀察楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，如圖所示是研究光的雙縫干

涉的示意圖,擋板上有兩條狹縫Sl,S2,由Sl和&發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。已知入射激光

的波長(zhǎng)為λ,屏上的P點(diǎn)到兩縫Sl和S2的距離相等,如果把P處的亮條紋記作第0號(hào)亮條紋，由P向上數(shù),與

0號(hào)亮條紋相鄰的暗條紋為1號(hào)暗條紋,與1號(hào)暗條紋相鄰的亮條紋為1號(hào)亮條紋，1號(hào)亮條紋上側(cè)相鄰的暗

條紋為2號(hào)暗條紋,則Pl處的暗條紋恰好是10號(hào)暗條紋。設(shè)直線SR的長(zhǎng)度為n,SR的長(zhǎng)度為r2,則r2-r,

等于（）

A.9λB.9.5λC.10λD.10.5λ

3.如圖所示,A、B、C、D代表雙縫產(chǎn)生的四種干涉圖樣，回答下列問(wèn)題:

LlUUULJLlU1ΞΠΞΓ^EΓZET

AB

ULJLIJJLlLInIJiJ山≡≡≡ZZ≡

CI)

(1)如果A圖樣是紅光通過(guò)雙縫產(chǎn)生的,那么換用紫光得到的圖樣用—表示最合適。

(2)如果將B圖樣對(duì)應(yīng)的雙縫間距變小,那么得到的圖樣用—表示最合適。

(3)如果將A圖樣對(duì)應(yīng)的雙縫到屏的距離變小,那么得到的圖樣用—表示最合適。

(4)如果將A圖樣對(duì)應(yīng)的裝置從空氣移入水中，那么得到的圖樣用—表示最合適。

題組二薄膜干涉的原理與應(yīng)用

4.(2021河北張家口期末)(多選)甲圖為用干涉法檢查平面平整程度的裝置，乙圖為俯視裝置看到的薄膜干

涉條紋,下列說(shuō)法正確的是()

單色F工fl)

被檢查平面wu,

甲乙

Λ.利用了標(biāo)準(zhǔn)樣板的下表面和被檢查平面的上表面反射的光形成的薄膜干涉圖樣

B.條紋彎曲處說(shuō)明被檢查的平面在此處是凹下的

C.條紋彎曲處說(shuō)明被檢查的平面在此處是凸起的

D.若僅增加板間薄片的厚度,干涉條紋將變稀疏

答案全解全析

第5章光的干涉、衍射和偏振

第1節(jié)光的干涉

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練

1.BC在雙縫干涉現(xiàn)象中，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),

相鄰兩個(gè)明條紋間距越大,故選項(xiàng)B正確;要使兩列光波產(chǎn)生干涉,兩列光波的頻率和振動(dòng)方向必須相同，故

選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.B雙縫的作用是形成兩個(gè)振動(dòng)情況相同的光源,得到相干光,B正確,A、C、D錯(cuò)誤。

3.BD在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)某點(diǎn)到雙縫距離之差?r為波長(zhǎng)的整數(shù)倍,即Δr=nλ(n=0,1,2,3,???)時(shí),這點(diǎn)

的光得到加強(qiáng)，該處出現(xiàn)明條紋；當(dāng)某點(diǎn)到雙縫距離之差?r為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即

Ar=(2n+l)g(n=0,1,2,3,…)時(shí),這點(diǎn)的光減弱,該處出現(xiàn)暗條紋。B、D正確。

4.答案(1)5X10,m(2)暗條紋

解析⑴入邛="I。：m=5Xl()7%

f6.OxlO14

(2)Aχ=7.5X10'm=∣λ,所以P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。

方法技巧亮、暗條紋的判斷方法

如圖所示,光源Sl,Sz發(fā)出的光到屏上某點(diǎn)的路程差A(yù)r=n-n=kλ(k=0,1,2…)時(shí),該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋;光的路

程差A(yù)r=r2-r∣=(2k+lg(k=0,1,2…)時(shí)，該點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。

5.D光的干涉圖樣是等間距、明暗相間的條紋,故選項(xiàng)D正確。

6.D當(dāng)用白光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),頻率相同的色光相互疊加，發(fā)生干涉,在光屏上形成彩色條紋，中央形成白色

的亮條紋；當(dāng)在光源與單縫之間加上紅色濾光片后，只有紅光能通過(guò)單縫,然后通過(guò)雙縫后相互疊加，發(fā)生干

涉,在光屏上形成紅色干涉條紋,光屏中央為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),所以中央條紋變成紅色亮條紋,故選項(xiàng)D正確,A、B、

C錯(cuò)誤。

7.A雙縫干涉兩相鄰亮條紋中心的間距?χ?λ,由題圖可知,條紋間距Ax變大,可能是雙縫之間的距離d

a

減小了，可能是雙縫到光屏間的距離1增大了,A正確,C錯(cuò)誤;條紋間距與光源與雙縫間的距離無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;

由λ方可知,換用頻率更高的單色光源,波長(zhǎng)變短,條紋間距變小,D錯(cuò)誤。故選A?

8.ΛB0點(diǎn)到s??SZ的距離差為零,所以換不同顏色的光時(shí),0點(diǎn)始終出現(xiàn)亮條紋,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤;波長(zhǎng)越

長(zhǎng),條紋間距越大,所以紅光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)上方,藍(lán)光的同側(cè)第一條亮條紋在P點(diǎn)下方,選項(xiàng)B

正確,D錯(cuò)誤。

9.B雨后的彩虹是色散現(xiàn)象,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;透過(guò)昆蟲(chóng)的翅膀看陽(yáng)光呈彩色是衍射現(xiàn)象,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;水珠

在陽(yáng)光下晶瑩透亮是全反射的結(jié)果，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤;油膜在陽(yáng)光照射下呈彩色是薄膜干涉的結(jié)果，故選項(xiàng)B正

確。

10.D鐵絲圈上的肥皂液膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平線上厚度基本一致,如果某一厚度處前后表

面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng),那么這一水平線上同一厚度處光波都會(huì)加強(qiáng),所以干涉條紋應(yīng)是水平的。

11.BC一束白光射到肥皂液膜上,經(jīng)前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光相遇,產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,從左側(cè)向右看可看到彩

色條紋;因?yàn)榉试硪耗ね凰骄€上的厚度相同,所以彩色條紋是水平排列的，故正確答案為B、C。

12.D從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光,發(fā)生干涉現(xiàn)象,所以干涉條紋是由上方玻璃板的下

表面和下方玻璃板的上表面反射光波疊加后形成的,A錯(cuò)誤;條紋中的暗紋是兩列反射光的波谷與波峰疊加

的結(jié)果,故B錯(cuò)誤；當(dāng)將上玻璃板平行上移時(shí),上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面的夾角不變,條紋

間距不變，故C錯(cuò)誤;因相干光是反射光,故觀察薄膜干涉條紋時(shí),眼睛和入射光應(yīng)在薄膜的同側(cè),D正確。

13.答案IXlO7m

解析設(shè)綠光在真空中的波長(zhǎng)為A。,在增透膜中的波長(zhǎng)為入，由折射率與光速的關(guān)系和光速與波長(zhǎng)及頻率

的關(guān)系得nf等即λ=?反射光干涉相消,那么增透膜最小厚度d=JA=抖寫(xiě)篝?m=l×10-7m。

能力提升練

1.B從雙縫中出來(lái)的兩列光波的波谷與波峰疊加形成暗線,故A錯(cuò)誤。根據(jù)雙縫干涉條紋產(chǎn)生的原因，可知

將光屏向右平移一小段距離,屏上仍有清晰的干涉條紋,故B正確。根據(jù)雙