课时作业(二十三) 光的干涉(Word练习)-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册高中同步学案（人教版）

课时作业(二十三)　光的干涉 [基础达标练] 1．在光的双缝干涉现象里，下列描述正确的是(　　 ) A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较长的红光 B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹最远的是波长较短的紫光 C．相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的 D．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽 解析：选A　条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹或两暗条纹是等宽间距的，故C错误；红光的波长比紫光的波长大，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，故D错误． 2．教室内两盏相同的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．两盏灯亮度不同 B．灯光的波长太短 C．两灯光的振动频率不同 D．电灯发出的光不稳定 解析：选C　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振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况才是相同的，因此两个普通白炽灯发出的光相遇时，振动频率不同，不符合干涉产生的条件，故C正确，ABD错误．故选C． 3．双缝干涉实验装置如图所示，双缝间距离为d，双缝到光屏的距离为L，调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹．关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况，下列叙述中正确的是(　　) A．屏上所有暗线都是从双缝中出来的两列光波的波谷与波谷叠加形成的 B．若将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 C．若只减小双缝间距d，屏上两相邻明条纹间距离变小 D．若只改用频率较大的单色光，屏上两相邻明条纹间距离变大 解析：选B　A．从双缝中出来的两列光波的波谷与波峰叠加形成暗线，故A错误；B．根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹，故B正确；C．根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知，若只减小双缝间距d，屏上两相邻明条纹间距离变大，故C错误；D．频率变大，波长变短，根据间距公式可知条纹间距变短，故D错误；故选B． 4．如图所示，把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置(上表面为圆形平面，纵截面为等腰三角形)紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖，它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜．现用红色光垂直于上表面照射，从装置的正上方向下观察，可以看到(　　) A．系列不等间距的三角形条纹 B．一系列明暗相间的等间距圆形条纹 C．若将红光换成白光，则看到黑白相间的条纹 D．若将红光换成紫光，则看到的亮条纹数将变少 解析：选B　AB．由于截面是等腰三角形，从圆心向外，经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同，根据光的干涉原理，从装置的正上方向下观察，可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹，A错误，B正确；C．若将红光换成白光，则看到明暗相间的彩色条纹，C错误；D．由于红光的波长比紫光的长，若将红光换成紫光，则看到条纹间距减小，从而亮条纹数将增多，D错误；故选B． 5． 如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的路程差|r1－r2|应为(　　 ) A．　　　　　　　 B． C． D． 解析：选D　出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，因而D项是正确的． 6．物理学原理在现代科技中有许多重要应用，可以利用波的干涉给飞机降落进行导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波，飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是(　　) A．两种无线电波的波速不同 B．导航的原理为两种波之间的干涉 C．跑道区域始终是两种电波各自的振动加强区 D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 解析：选C　A．两种无线电波的波速相同，均为光速，故A错误；B．由于无线电波以光速传播，根据v＝知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误．C．因为跑道区到两波源距离相等，路程差为零，跑道区域始终是两种电波各自的振动加强区，故C正确；D．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍．所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，不过中垂线都是加强点，故D错误．故选C． 7．利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度，如图(a)所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图(b)所示的干涉条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处，C、D两点表示亮条纹的正中间，下列判断中正确的是(　　) A．N的上表面A处向上凸起 B．N的上表面B处向下凹陷 C．C、D两点对应MN板所形成的空气薄膜厚度差d2－d1＝4λ D．C、D两点对应MN板所形成的空气薄膜厚度差d2－d1＝2λ 解析：选D　AB．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，条纹的cd点在直条纹处，故cd点对应处的薄膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知A处凹陷，B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知B处凸起，AB错误；CD．由图可知，C、D两点对应MN板所形成的空气薄膜厚度差为d2－d1＝2λC错误，D正确．故选D． 8． 在研究A物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个两面平行的玻璃板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜．现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时给A缓慢加热，在B的上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次增到最亮，则(　　) A．出现最亮时，B上表面反射光与B下表面反射光叠加后加强 B．出现最暗时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后减弱 C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加 D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ 解析：选B　AB．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，A错误，B正确；CD．温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，由干涉原理可知，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现亮条纹，知路程差减小为λ，则A的高度增加，CD错误．故选B． 9．(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．下图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是(　　 ) A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3 C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4 解析：选AC　先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，再根据像屏P上条纹分布可知，N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2，选项A、C正确，B、D错误． [能力提升练] 10．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．下面说法正确的是(　　 ) 　　　 　图(a)　　　图(b) A．火焰的像在肥皂液薄膜上 B．若要观察到图(b)中的干涉图样，人应位于金属丝圈的左侧 C．若要观察到图(b)中的干涉图样，人应位于金属丝圈的右侧 D．由于重力作用，使肥皂液薄膜上薄下厚，相当于三棱镜，所以这一现象实际上是光的色散 解析：选B　肥皂薄膜不是平面镜，火焰不会在上面成像，故A错误；观察到干涉图样是因为薄膜的前后面反射的光程差造成的，因此要顺着光的方向，应在酒精灯的同侧，即人应位于金属丝圈的左侧，观察的干涉图样的颜色是明暗相间的干涉图样，故B正确，C错误；薄膜干涉时前后两面反射的光程差造成的而非色散，故D错误． 11．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瓦斯的仪器，原理如图所示．在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、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，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．下列说法正确的是(　　) A．若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯 B．若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯 C．如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定 D．用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大 解析：选C　A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A错误；B．如果屏中央为暗纹，则A、B中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，B错误；C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，C正确；D．用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，D错误．故选C． 12．两块标准平面玻璃板形成一个劈形空间，内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗相间的干涉条纹．若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将(　　) A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定 解析：选A　从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx＝2d即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差Δx＝nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为λ ，相邻亮条纹之间的距离Δx＝＝同理加入水后Δx2＝由于n>1在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变小．故选A． 13．(多选)如图所示，把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆环，对这些亮暗圆环的相关说法合理的是(　　 ) A．远离中心点处亮环的分布较密 B．用白光照射时，不会出现干涉形成的圆环 C．这些亮暗圆环是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的 D．与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的 解析：选AD　远离中心点处亮环的分布较密，故A正确；用白光照射时，仍然会出现干涉形成的圆环，故B错误；这些亮暗圆环是透镜曲面上反射光与玻璃平面上的反射光干涉形成的，故C错误；与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的，故D正确． 14． 在双缝干涉实验中，若双缝处的两束光的频率均为6×1014Hz，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，则： (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P、O间还有几条亮条纹，几条暗条纹？(不包括O、P两处的条纹) 解析：(1)光的波长为λ＝＝＝5．0×10－7m 路程差为Δr＝3×10－6m，n＝＝＝6由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点出现暗条纹； (2)O点的路程差为0，也是暗条纹，OP间还有5条暗条纹，6条亮条纹． 答案：(1)暗条纹　(2)5条暗条纹，6条亮条纹 学科网（北京）股份有限公司 $$