第四章 第3节 光的干涉 课后达标检测-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册教用word（人教版）

题组1　双缝干涉现象 1．在如图所示的双缝干涉实验中，使用波长λ为600 nm的橙色光照射，在光屏中心P0点呈现亮条纹。若P0点上方的P点出现第3级亮条纹，现改用波长为400 nm的紫光照射，则(　　) A．P0和P都呈现亮条纹 B．P0为亮条纹，P为暗条纹 C．P0为暗条纹，P为亮条纹 D．P0和P都呈现暗条纹 解析：选B。由题知橙光的波长λ＝600 nm，紫光的波长λ′＝400 nm，且P点出现第3级亮条纹，可知PS2－PS1＝3λ＝1 800 nm＝，故当改用紫光照射时，光到P点的路程差为半波长的奇数倍，故P变为暗条纹，P0仍为亮条纹。 2.如图所示，a、b混合光束从介质射向真空，发现只有b光从界面射出，反射光束用c表示，则下列说法正确的是(　　) A．c为a光 B．真空中，b光的光速比a光的大 C．真空中，b光的波长比a光的长 D．通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的大 解析：选C。光在界面上均会发生反射，可知，c为a、b混合光，故A错误；真空中，光速一定，即在真空中，b光的光速等于a光的光速，故B错误；根据题图可知，以相同的入射角入射时，a光发生了全反射，b光没有发生全反射，则a光的临界角小于b光的临界角，根据n＝可知，b光的折射率比a光的小，由于折射率越小，波长越长，则真空中，b光的波长比a光的长，故C正确；根据Δx＝λ，由于b光的波长比a光的长，则通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的小，故D错误。 3．(2025·四川宜宾市模拟)图甲是夏季常出现的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是(　　) A．b光比a光更容易发生明显衍射现象 B．在冰晶中，a光的波速与b光的波速一样大 C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大 D．a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小 解析：选C。由题图乙可知a光的偏折程度小于b光的偏折程度，所以na<nb，fa<fb，λa>λb，根据v＝，可知va>vb，故B错误；当缝隙和波长差不多或缝隙比波长小得多时能发生明显衍射现象，因为λa>λb，所以a光比b光更容易发生明显衍射现象，故A错误；由Δx＝λ可知，波长越长条纹间距越大，因为λa>λb，所以通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大，故C正确；根据sin C＝，可知Ca>Cb，故D错误。 4．(2025·四川眉山市期中)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　　) A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光 解析：选C。干涉产生的条纹间距满足的关系Δx＝λ，增大S1与S2的间距，条纹间距减小，故A错误；减小双缝到光屏的距离，条纹间距减小，故B错误；将绿光换成红光，波长增大，条纹间距增大，故C正确；绿光换成紫光，波长减小，条纹间距减小，故D错误。 5．(多选)(2025·广西贵港市阶段练)如图所示，一复合光经三棱镜折射后，射出两束单色光a和b，则这两束光(　　) A．进入三棱镜前后各自的波长都保持不变 B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa<Δxb C．在三棱镜中的传播速度va>vb D．发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角 解析：选CD。根据v＝，v＝λf，可知三棱镜中光速小于真空中光速，光进入三棱镜后频率不变，光进入三棱镜后各自的波长都有所减小，故A错误；由题图可知，该三棱镜对a光的偏折程度小，则三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据Δx＝λ可知，双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa>Δxb，故B错误；a光的折射率小，由n＝可知，在三棱镜中的传播速度va>vb，故C正确；根据sin C＝，na<nb，可知a光的临界角大于b光临界角，故D正确。 题组2　薄膜干涉现象及其应用 6．(2023·北京卷，T2)阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的(　　) A．偏振现象　　　　　　 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象 解析：选C。阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现象。 7．如图所示，一束平行单色光向下入射到玻璃夹层中的劈形空气薄膜后，从上往下可以观察到明暗相间的条纹。如将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空，干涉条纹将(　　) A．变宽 B．变窄 C．不变 D．消失 解析：选A。由薄膜干涉原理和特点可知，干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加而形成的，某一亮条纹或暗条纹的位置由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻亮条纹或暗条纹对应的路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下面对应膜的厚度，即相邻亮条纹或暗条纹下面对应膜的厚度也是恒定的，如将玻璃夹层中的空气逐渐抽去而成为真空，光在真空中传播速度大于在空气中传播速度，单色光的频率不变，由v＝λf，可知单色光在真空中传播的波长变大，所以相邻亮条纹或暗条纹的间距变大，即变宽，A正确，B、C、D错误。 8．对于薄膜干涉，下列说法正确的是(　　) A．应在入射光的另一侧观察薄膜 B．暗纹出现的地方，两个表面反射的光在这里是波谷和波谷相遇叠加 C.干涉条纹是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果 D．用单色光作光源时，出现平行的明暗条纹，说明整个膜的厚度相同 解析：选C。薄膜干涉是由薄膜前后两个表面反射的光线叠加而成，应在入射光的同侧观察薄膜，故A错误，C正确；条纹中的暗纹是两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B错误；用单色光作光源时，出现平行的明暗条纹，若满足2d＝nλ(n＝0，1，2，3，…)，则为明条纹，若满足2d＝λ(n＝0，1，2，3，…)，则为暗条纹，这说明整个膜的厚度不同，故D错误。 9．(2025·山东泰安市期中)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察以外，还可以把一个凸透镜压在一块平面玻璃板上(如图甲)，让单色光从上方射入(如图乙)，从上往下看凸透镜，可以观察到由干涉形成的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是(　　) A．环状条纹是等间距的同心圆环 B．环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏 C．若对透镜上表面均匀施加适量压力，干涉圆环向边缘移动 D．若把入射的单色光由紫色换为红色，观察到的条纹间距会变小 解析：选C。每个圆环实际上是一条等厚线，即同一个圆环上所对应的空气膜的厚度相等，由于从圆心越向外空气膜的厚度变化越快，即空气膜厚度发生相同的变化经过的距离越短，所以从圆心越向外条纹越来越密集，故A、B错误；若对透镜上表面均匀施加适量压力，各处的空气膜都会变薄，干涉条纹向边缘移动，故C正确；若把入射的单色光由紫色换为红色，由于红光比紫光波长大，所以相邻两个干涉圆环对应的空气膜厚度变化变大，条纹间距会变大，故D错误。 10.(2025·广东深圳市期中)如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直。下列说法正确的是(　　) A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小 B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小 C．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距增大 D．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距减小 解析：选B。S发出的光经平面镜反射后，相当于从S关于平面镜的对称点S′发出的，如图所示，两个光源是相干光源，两个光源的距离为2a，利用双缝干涉条纹间距公式可知，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx＝λ，若将光屏向右移动，则l增大，光屏上条纹间距增大，故A错误；若将平面镜向下移动一个微小距离，则a增大，光屏上条纹间距减小，故B正确；若将平面镜向右移动，则l、a均不变，光屏上条纹间距不变，故C、D错误。 11．(2023·重庆卷，T5)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则(　　) A．在空气中传播时，a光的波长比b光的大 B．在水中传播时，a光的速度比b光的大 C．在水中传播时，a光的频率比b光的小 D．由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小 解析：选D。根据相邻两条亮条纹的间距计算公式Δx＝λ，可知λa<λb，故A错误；将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，根据折射定律n＝，知na>nb，根据光在介质中的传播速度与折射率的关系n＝，可得在水中传播时，a光的速度比b光的小，故B错误；在水中传播时，a光的折射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，故C错误；根据全反射临界角与折射率的关系n＝，且在水中传播时，a光的折射率比b光的大，可得a光的全反射临界角比b光的小，故D正确。 12．(10分)(2025·江苏连云港统考期末)双缝干涉实验原理如图所示，光源S到双缝S1、S2的距离相等，S1、S2连线平行于光屏，O点为S1、S2连线的中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光经S1、S2传播到光屏上P点的时间差为Δt，其中S1P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，O、P之间还有m条亮条纹。已知光在真空中的传播速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射。 (1)求光在玻璃片中的传播速度。(3分) (2)求单色光在真空中的波长。(3分) (3)若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，求玻璃片的厚度。(4分) 解析：(1)光在介质中的传播速度v＝。 (2)根据题意，有Δr＝cΔt Δr＝kλ k＝m＋1 联立可得λ＝。 (3)若紧贴S1放置一厚度均匀的玻璃片，光由S1垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S2直接传播到P点时间相等，则－＝Δt 解得d＝。 答案：(1)　(2)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $