第四章 3 光的干涉-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

高中物理选择性必修第一册（人教版） AC,-BC-Aan0,所以tana=CC-1V3 AG=3,可得a=30, 0,=60°，所以nm=sinA=V3。 sin0 “2.全反射 基础练习 1.A【解析】光路图如图 所示，设光在AB边上的折射 450 角为Y,在AC边发生全反射的 临界角为C,则C=90°-Y,由 折射定律得n=sin45° 第1题答图 sin C= siny ,联立以上式子得n=Y5,A正确。 2 2.C【解析】光从空气进入尾灯，不发生全反射， 从尾灯射向空气时发生全反射。 3.A【解析】因为smC=占，解得C<45,放发生 全反射。 4.A【解析】海面的蜃景是正立的虚像，沙漠中的 蜃景是倒立的虚像。 提升练习 5.B【解析】由sinC=1可知光在玻璃柱中发生全 n 反射的临界角C=45°。据折射定律可知所有光线从A0 进人玻璃柱后的折射角均为30°。 459 459 从O点入射后的折射光线将沿半 径从C点射出。假设从E点入射 309 4 的光线经折射后到达D点时刚好 发生全反射，则∠0DE=45°。如 图所示，由几何关系可知0=45°， 第5题答图 故弧长DC=4R,故B正确。 6.B【解析】四个选项产生的光路效果如图所示： 66 第6题答图 由图可知B正确。 7.AC【解析】在E点作出法线可知入射角为60°， 折射角为30°，折射率为V3,A正确；由光路的可逆 性可知，在BC边上的人射角小于临界角，不会发生全 反射，B错误；由公式入=入丝可知，C正确；三棱 n 镜两次折射使得光束都向底边偏折，不会与入射到E点 的光束平行，D错误。 【解析】 一R 10 如图所示，考虑从圆形发光面 边缘的A点发出的一条光线， 假设它斜射到玻璃上表面的A' 10 42B 点发生折射，根据折射定律有 第8题答图 nsin0=sina。 式中，n是玻璃的折射率，0是入射角，α是折射 角。现假设A'恰好在纸片边缘。由题意，在A'点刚好 发生全反射，故a=7。设A4'在玻璃上表面的投影长 为L,由几何关系有sin0= L ,由题意，纸片的 VL+h 半径应为R=+,联立以上各式得n=V1+R和，了。 >"3.光的干涉 基础练习 1.D 2.C 3C【解折】单色光万的波长：A片写0m 06m，单色光6的被长：太-方78-m04um 因为P点到双缝的距离之差8=0.6μum=入1，所以用单色 光万照射时P点出现完条纹。因为-06m子，所 以用单色光照射时P点出现暗条纹，C正确。 4.A【解析】薄膜前、后两个面反射的光波所走的 路程差不同，一些地方，波峰（波谷）与波峰（波谷） 相遇，相互加强，出现亮条纹；在另一些地方，波峰 (波谷)与波谷（波峰）相遇，相互削弱，出现暗条纹。 干涉条纹是等间距的平行线时，说明膜是理想的劈。人 眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果，因 此人应与入射光在同一侧。 5.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，相同厚度处光程差相同， 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.C【解析】干涉法的原理是单色光的薄膜干涉， 这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层。在 空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观 察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃 板的上表面是否平整，C正确。 提升练习 7.B【解析】出现亮条纹的条件为光的路程差6=r2 T=k入(k=0,1,2,…),依题意得0级对应k=0,即2 r=0,则第10级对应k=10,即xr1=10入。 8.BC【解析】利用光的薄膜干涉来检查平面的平 滑情况，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个 楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气 层的上、下表面反射形成两列相干光束。如果被检查的 平面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹 在一条直线上。若是被检查平面的某处凹下去了，这时 干涉条纹就不在一条直线上，将与膜厚一些位置的干涉 条纹形成同一级别的条纹。这是因为凹处的两束反射光 的路程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的路 程差相同而形成同一级的条纹（路程差相同的干涉条纹 为同一级，一般路程差大的干涉条纹级别高，路程差小 的级别低)，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置 的干涉条纹形成同一级别的条纹，C正确；同理，若是 被检查平面某处凸起来了，则该处的干涉条纹将与膜薄 一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹，B正确。 9.D 参考答案与解析。 >4.实验：用双缝干涉测量光的波长 基础练习 1.D【解析】在双缝干涉实验中，当某处距双缝距 离之差△x为波长的整数倍时，即△x=n入，n=0,1,2, 3,…这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝 距离之茶4为半波长的奇数倍时，即△+弓A,= 0,1,2,3,…这点为减弱点，该处出现暗条纹 2.C【解析】在双缝干涉实验中，相邻亮条纹间距 △x、双缝间距d与双缝到屏的距离1间的关系为△=号入， 则双缝间距d-A=1.00x589x10 -m≈1.68×104m。 △x0.350x102 3A【解析】由于干涉条纹间的距离△=子A,相 邻干涉条纹之间的距离相等，因为红光的波长较大，所 以条纹间距大。双缝与屏之间的距离越大，干涉条纹间 的距离越大，故A正确，B、C、D错误。 4.0.508(0.506-0.509均可)1.509(1.506-1.509 均可)668(665-669均可) 【解析】千分尺的读数为0.5mm+0.01mm×0.8= 0.508mm; 读数为1.5mm+0.01mmx0.9=1.509mm; 两相邻明条纹之间的间距为△r=1L509,0.508mm= 3 034mm,由A=7,有A-42-033402040m 02 0.668x106m=668nm。 提升练习 5.AD【解析】由公式Ar=片A知波长越长条纹间 距越大，红光波长比紫光大，故A、D正确。 6C【解折】由A=子A知，增大S与S:的间距d 或减小双缝屏到光屏的距离1时，条纹间距变小，A、B 错误；将绿光换为红光，波长变大，条纹间距变大，C 正确；将绿光换为紫光，波长变小，条纹间距变小，D 错误。 7.AC【解析】安装实验器材时要注意：光束的中 央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对， 滤光片、单缝和双缝的中心要在同一高度，中心位置在 遮光筒的轴线，单缝与双缝要互相平行才能使实验成 67N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 3.光的干涉 基础练)可 知识点1光的干涉 知识点2薄膜干涉 1.以下光源可作为相干光源的是( 4.关于薄膜干涉，下列说法正确的是() A.两个相同亮度的烛焰 A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前、 B.两个相同规格的灯泡 后两表面反射，形成的两列光波叠加 C.双丝灯泡 的结果 D.出自一个点光源的两束光 B.干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射 2.关于光的干涉，下列说法正确的是() 光的波谷与波谷叠加的结果 A.在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹 C.干涉条纹是等间距的平行线时，说明 的宽度是不等的 膜的厚度处处相等 B.在双缝干涉现象里，若增大双缝间距 D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的 相邻两个亮条纹间距将变宽 另一侧 C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉： 5.如图所示为一显示薄膜 D.频率不同的两列光波也能产生干涉现 干涉现象的实验装置，P 象，只是不稳定 是附有肥皂泡薄膜的铁 3.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的 丝圈，S是一点燃的酒精 第5题图 距离之差为0.6m,若分别用频率为f= 灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察 5.0×104Hz和f=7.5×104Hz的单色光垂 到的干涉图像应是图中的( 直照射双缝，则P点出现亮、暗条纹的情 况是() A.用单色光和分别照射时，均出现 亮条纹 B.用单色光f和方分别照射时，均出现 暗条纹 6.如图所示是用干 单色光 C.用单色光f照射时出现亮条纹，用 涉法检查某块厚 标淮样板 工二☐薄片 照射时出现暗条纹 玻璃板的上表面 b 厚玻璃板 D.用单色光f照射时出现暗条纹，用方 是否平整的装 第6题图 照射时出现亮条纹 置，所用单色光是用普通光通过滤光片产 80)练 第四章光。 生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下： B.a的上表面和b的上表面 列哪两个表面反射的光线叠加而成的 C.a的下表面和b的上表面 D.a的下表面和b的下表面 A.a的上表面和b的下表面 提升练习 7.如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示： 意图，挡板上有两条狭缝S、S2,由S,和 S2发出的两列光波到达屏上时会产生干涉 条纹。已知入射激光波长为入，屏上的P 点到两缝S,和S2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记成第0级亮条纹，由P向上 第8题图 数与第0级亮条纹相邻的亮条纹为第1级 A.N的上表面A处向上凸起 亮条纹，与第1级亮条纹相邻的亮条纹为 B.N的上表面B处向上凸起 第2级亮条纹，以此类推。设P处的亮 C.N的上表面A处向下凹陷 条纹恰好是第10级亮条纹。线段SP1的 D.N的上表面B处向下凹陷 长度为1，SP的长度为2，则2-1等于9.如题所示，一束真空波长为入的光射人双 缝，双缝间距为d;距离双缝1远处平行 放置一个光屏(>d),双缝与光屏之间充 满折射率为n的介质，则光屏上相邻亮条 纹的间距是() 挡板 第7题图 A.5入 B.10入 C.20入 D.40入 第9题图 8.(多选)如图甲所示，用单色光照射透明 A.nAl B.Ad 标准板M来检查平面N的上表面的平滑 d nl 情况，观察到的图像如图乙所示的条纹中 C.nAd D. 1 nd 的P和Q的情况，这说明() 练 81