4.3 光的干涉 同步练-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高中物理人教版选择性必修第一册 第四章《 光》 4.3 光的干涉 同步练 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计5题，每小题6分，共计30分） 1.光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现(　　) A.黄色的干涉条纹 B.红绿相间的条纹 C.黑白相间的条纹 D.无干涉条纹 2.下表是某种频率的光在常温下从真空向不同介质入射时几种介质对真空的折射率，由表中数据结合相关知识可以知道(　　) 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 岩盐 1.55 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5～1.9 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.000 3 A.这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B．这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距大于在空气中观测的条纹间距 C．光密介质的密度一定大于光疏介质的密度 D．这种频率的光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射 3.如图所示，圆形铁丝圈上附有一层肥皂液膜，灯泡发出一种单色光。先后把铁丝圈水平摆放在灯泡上方的a位置和竖直摆放在灯泡附近的b位置，则观察到的干涉条纹是(　　) A．a、b位置都是横条纹 B．a、b位置都是环形条纹 C．a位置是横条纹，b位置是环形条纹 D．a位置是环形条纹，b位置是横条纹 4.如图所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单色光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到同心圆环状干涉条纹，称为牛顿环。以下说法正确的是(　　) A.干涉现象是凸透镜下表面反射光和凸透镜上表面反射光叠加形成的 B.干涉现象是凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C.形成的干涉条纹是不等间距的 D.若将该装置放到真空中观察，就无法看到牛顿环 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的距离之差|r1－r2|应为(　　) A. B. C. D. 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 6.利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度和制成镜头增透膜。图1中，让单色光从上方射入，这时从上方看可以看到明暗相间的条纹，下列说法正确的是(　　) A.图1中将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，条纹变疏 B.图1中将样板微微平行上移，条纹疏密不变 C.在图1中如果看到的条纹如图2所示，说明被检平面在此处是凹下 D.图3中镀了增透膜的镜头看起来是有颜色的，那是增透了这种颜色的光的缘故 7.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．减小S1与S2的间距 B．减小双缝到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将整个装置放在水中 8.如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹，下列有关两种单色光的说法正确的是(　　) A.甲光的波长大于乙光的波长 B.甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率 C.若甲光是黄光，乙光可能是红光 D.若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质，甲光的折射角较大 3、 填空题（共计1题，共计8分） 9．在利用图乙装置检查平面的平整度时， (1)图丙为从上方看到的明暗相间的条纹，则P处对应的被检查平面________，Q处对应的被检查平面________(均选填“凹下”或“凸起”)。 (2)若仅增大单色光的频率，干涉条纹将________；若仅减小薄片的厚度，干涉条纹将________(均选填“变密”或“变疏”)。 四、解答题（共计1题，共计44分） 9.(12分)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断P点应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？(光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s) 10．(16分)一实验小组用某一单色光做双缝干涉实验时，在距离双缝为1.0 m处的光屏上，测得1至5条亮条纹间的距离为7.6 mm。已知所用的双缝间距为0.25 mm。 (1)(8分)求这种单色光的波长； (2)(8分)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则这种光在增透膜中的波长是多少？增透膜的厚度至少应取多少？(结果均保留3位有效数字) 11.(16分)在用双缝干涉实验测量光的波长时，选用波长为6.0×10－7 m的橙光，光屏上P点恰好出现亮纹，如图所示，现仅改用其他颜色的可见光做实验，P点是暗纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014～7.5×1014 Hz，真空中的光速c＝3.0×108 m/s，则入射光的波长可能是 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版选择性必修第一册 第四章《 光》 4.3 光的干涉 同步练 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计5题，每小题6分，共计30分） 1.答案　D 解析　有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象，所以选项D正确。 2.答案　D 解析　由表中数据可知玻璃的折射率大于水的折射率，根据v＝可知，光在玻璃中的速度小于在水中的速度，故A错误； 这种频率的光在水中的波长小于在空气中的波长，则根据Δx＝λ可知，这种频率的光用同一装置在水中进行双缝干涉实验观测的条纹间距小于在空气中观测的条纹间距，故B错误； 光密介质的折射率较大，而密度不一定较大，例如：酒精的折射率大于水的折射率，但其密度小于水的密度，故C错误； 水晶的折射率大于水的折射率，根据sin ic＝可知，这种频率的光在水晶中的临界角较小，则光从水晶射入空气比从水射入空气更容易发生全反射，故D正确。 3.答案　D 解析　在a位置，单色光垂直照射肥皂液膜，肥皂液膜凸面和平面的反射光线发生干涉现象，符合牛顿环干涉的特点，故在a位置为环形条纹；在b位置，单色光垂直照射肥皂液膜，同一条水平线上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，会形成横条纹，故选D。 4.答案　C 解析　凸透镜下表面和玻璃上表面之间形成空气薄膜，干涉现象是凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，A、B错误；凸透镜下表面是曲面，导致空气薄膜厚度不均匀变化，因为光程差为波长的整数倍时会出现亮条纹，因此在相邻的亮条纹之间，它们对应的水平距离越来越小，从而观察到牛顿环为内疏外密的同心圆环条纹，C正确；若将该装置放到真空中观察，根据干涉原理可知仍然可以看到牛顿环，D错误。 5.答案　D 解析　出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为(2n－1)＝(2×3－1)＝λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，故D正确。 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 6.答案　BC 解析　当将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时，相邻亮条纹或暗条纹中心间距变小，所以干涉条纹会变密，故A错误；将样板平行上移，导致原来满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹向着劈尖移动，但条纹疏密不变，故B正确；从弯曲的条纹可知，此处检查平面左边处的空气膜厚度与右面的空气膜厚度相同，知此处凹陷，故C正确；照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这种膜称为增透膜，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因该种颜色的光没有增透造成的，故D错误。 7.答案　AC 解析　根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距变大，A正确；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，减小双缝到屏的距离，即l减小，则干涉条纹间距变小，B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，将绿光换为红光，波长变长，即λ变大，则干涉条纹间距变大，C正确；光进入水中波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，波长变短，则干涉条纹间距变小，D错误。 8.答案　AD 解析　根据干涉条纹间距公式Δx＝λ可得，在d、l相同的条件下，Δx与λ成正比，甲光的条纹间距大，甲光的波长长，故A正确；每种单色光在真空中的传播速率是相同的，都是3.0×108 m/s，故B错误；由于甲光的波长长，且红光的波长比黄光的波长长，若甲光是黄光，乙光波长比甲光波长短，则不可能是红光，故C错误；根据c＝λν得，甲光的频率比乙光频率低，则甲光的折射率小，由n＝得，若两种单色光以相同的入射角由空气进入同种介质，甲光的折射角较大，故D正确。 3、 填空题（共计1题，共计8分） 9.答案　(1)凹下　凸起　(2)变密　变疏 四、解答题（共计3题，共计44分） 9.解析　如图所示，双缝S1、S2到光屏上任意一点P的路程之差Δr＝PS2－PS1＝0.6 μm，当Δr等于单色光波长的整数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互加强，P点出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，由S1和S2发出的光在P点相互抵消，出现暗条纹。 频率为f1的单色光的波长 λ1＝＝ m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm 频率为f2的单色光的波长 λ2＝＝ m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm 即Δr＝λ1，Δr＝λ2 可见，用频率为f1的单色光照射时，P处应出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，P处应出现暗条纹，且为第二条暗条纹。 10.答案　(1)4.75×10－7 m　(2)3.65×10－7 m　9.13×10－8 m 解析　(1)条纹间距 Δx＝ m＝1.9×10－3 m 因Δx＝，则λ＝Δx 代入数据解得单色光的波长λ＝4.75×10－7 m (2)因n＝＝＝ 则该光在增透膜中的波长 λ′＝＝ m≈3.65×10－7 m 增透膜的厚度至少为 d′＝＝ m≈9.13×10－8 m。 11.解析 光源发射波长为6.0×10－7 m的橙光时，光屏上的P点恰是第二级亮纹，当路程差是光波波长的整数倍时，出现亮条纹，则有光程差 Δd＝2×6.0×10－7 m＝12×10－7 m 现改用其他颜色的可见光做实验，路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，光屏上的P点是暗条纹的位置，那么 ·n＝Δd＝12×10－7 m，(n＝1，3，5…) 当n＝1时，则λ1＝24×10－7 m，由ν＝可知， ν1＝1.25×1014 Hz 当n＝3时，则λ2＝8×10－7 m，由ν＝可知， ν2＝3.75×1014 Hz 当n＝5时，则λ3＝4.8×10－7 m；由ν＝可知， ν3＝6.25×1014 Hz 当n＝7时，则λ4＝3.42×10－7 m，依据ν＝可知， ν4＝8.77×1014 Hz 学科网（北京）股份有限公司 $