课时梯级训练(24) 光的干涉（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(24)　光的干涉 1．两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为(　　) A．这两个灯亮度不同 B．灯光的波长太短 C．这两个光源的频率不稳定，是非相干光源 D．周围环境的漫反射光太强 C　解析：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光的频率不稳定，振动情况也往往不同，是非相干光源，C正确。 2．一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，其原因是(　　) A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同 B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同 A　解析：各色光的频率不同，波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，各种颜色的条纹叠加后得到彩色条纹，A正确。 3．(多选)用单色光做双缝干涉实验时(　　) A．屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹 B．屏上到双缝的路程差等于半波长整数倍处，可能是亮条纹，也可能是暗条纹 C．屏上的亮条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方 D．屏上的亮条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方 AB　解析：在双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程差等于波长整数倍处出现亮条纹，是振动加强处，不一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方，A正确，C错误；屏上到双缝的路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(亮条纹)，B正确；两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D错误。 4．(多选)用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则(　　) A．O到达a、b的路程差为零 B．M、N到达b的路程差为λ C．O到达a、c的路程差为4λ D．M、N到达e的路程差为2λ BD　解析：振动情况一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0，1，2，3，…)，B、D正确。 5．一显示薄膜干涉现象的实验装置如图所示，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是(　　) D　解析：酒精灯发出的光在肥皂膜前、后两个表面上反射后叠加，形成干涉图样，两列反射光叠加时的路程差与肥皂膜的厚度有关，相同厚度处路程差相同，而同一条亮条纹(或暗条纹)上路程差也相同，肥皂膜竖起时同一水平线的膜厚度相同，故肥皂膜上的亮(暗)条纹是一些水平的平行直线，D正确。 6．(多选)双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到有双缝的挡板上，双缝S1和S2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S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是(　　) A．O点是红光的亮条纹 B．红光的第一条亮条纹在P点的上方 C．O点不是蓝光的亮条纹 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 AB　解析：由于O点到双缝的路程差为零，所以为各种色光的亮条纹，A正确，C错误；P点是绿光的第一条亮条纹，由于红光的波长大于绿光的波长，红光的条纹间距大于绿光的条纹间距，所以红光的第一条亮条纹在P点的上方，B正确；同理可知D错误。 7．(多选)煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他设计了一种利用光的干涉监测矿井内瓦斯的仪器，其原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A和B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，让红光射入狭缝，观察屏上的干涉条纹就能够监测瓦斯浓度。对于这个仪器的工作过程，下列说法正确的是(　　) A．如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体一定不含瓦斯 B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体一定含有瓦斯 C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体含有瓦斯且含量不稳定 D．撤去狭缝，将红光直接照在双缝上，该检测仪器也能正常工作 BC　解析：设含有瓦斯的气体的折射率为n，则光在B中的波长λn＝，如果屏的正中央是亮纹，则－＝N，N为整数，说明B中的气体与A中的空气成分可能相同，即N＝0(n＝1)，也可能不同，即N为非零整数，A错误；如果屏的正中央是暗纹，则n≠1，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，含有瓦斯，B正确；如果屏上干涉条纹不停地移动，说明n变化，B中的气体瓦斯含量不稳定，C正确；狭缝是为了获得相干线光源，撤去狭缝，将红光直接照在双缝上，该检测仪器不能正常工作，D错误。 8．如图所示，设肥皂薄膜的左侧为A面，右侧为B面，一束白光从肥皂薄膜左侧水平射入，下列说法正确的是(　　) A．人从右侧向左看，可看到彩色干涉条纹在A面上 B．人从左侧向右看，可看到彩色干涉条纹在B面上 C．彩色干涉条纹竖直排列 D．彩色干涉条纹水平排列 D　解析：因为肥皂薄膜前、后表面的反射光发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，人从左侧向右看，可看到干涉条纹在A面上，因为各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹，A、B错误。当路程差(即膜的厚度的两倍)是半波长的偶数倍时，振动加强，出现亮条纹；当路程差是半波长的奇数倍时，振动减弱，出现暗条纹；出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列，C错误，D正确。 9．在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7 m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A点恰好是距中心条纹最近的第二条亮条纹。其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A点是暗条纹位置，可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，则入射光的波长可能是(　　) A．8.0×10－7 m B．4.8×10－7 m C．4.0×10－7 m D．3.4×10－7 m B　解析：可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，依据公式c＝λf，可知其波长范围是4.0×10－7～7.69×10－7 m，A、D错误；根据公式Δr＝(n为整数)可知，n为偶数的地方出现亮条纹，n为奇数的地方出现暗条纹；因此n＝4时，出现距中心条纹最近的第二条亮条纹，所以A点到两条缝的路程差Δr＝4× m＝1.2×10－6 m，要想出现暗条纹，n需取奇数才行；当入射光波长为4.8×10－7 m时，1.2×10－6 m＝n m，n＝5为奇数，所以A点出现暗条纹，B正确；当入射光波长为4.0×10－7 m时，1.2×10－6 m＝n m，n＝6为偶数，所以A点出现亮条纹，C错误。 10．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差δ＝1.5×10－6 m，当单色光波长λ1＝0.5 μm时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6 μm，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？ 答案：见解析 解析：由题意知，P到双缝的路程差 δ＝λ1＝3λ1， 满足波长的整数倍，在P点形成亮条纹； 当单色光波长λ2＝0.6 μm，δ＝λ2＝λ2， 满足半波长的奇数倍，在P点形成暗条纹； 在0～λ2范围内λ2和λ2满足半波长的奇数倍，出现暗条纹，此时在中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹。 11．在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014 Hz，两光源S1、S2的振动情况恰好相反，光屏上的P点到S1与到S2的路程差为3×10－6 m，如图所示。 (1)P点是亮条纹还是暗条纹？ (2)设O为到S1、S2路程相等的点，则O、P间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹) 答案：(1)暗条纹　(2)5条暗条纹，6条亮条纹 解析：(1)由波长计算公式得λ＝＝5×10－7 m n＝＝＝6 由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点为暗条纹。 (2)O点路程差为0，也是暗条纹，O、P间还有5条暗条纹，6条亮条纹。 学科网（北京）股份有限公司 $$