第四章 4 实验：用双缝干涉测量光的波长-【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）

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δ=T2 r=k入(k=0,1,2,…),依题意得0级对应k=0,即2 r1=0,则第10级对应k=10,即r2-r=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 距离之差Ak为半被长的奇数信时，即△=+分A,M 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 4、双缝间距1与双缝到屏的距离1间的关系为△=子A, 则双维间距是-10m=16xI0m Ax 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+0.01mmx0.8= 0.508mm: 读数为1.5mm+0.01mm×0.9=1.509mm; 两相邻明条纹之间的间距为△x=1.5090.508mm= 3 034mm,由aA=7A,有A-42.033102410m 02 0.668×106m=668nm。 提升练习 5.AD【解析】由公式Ar=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。 6,C【解析】由△=入知，增大S,与S,的间距d 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 67 高中物理选择性必修第一册（人教版） 功。当然还要使光源发出的光束不能太暗，A、C正确。 8.(1)A(2)变宽变窄【解析】(1)双缝干 涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，A图正确。 (2)根据△行A知，双缝间的距离d减小时，条纹 间距变宽：当双缝到屏的距离减小时，条纹间距变窄。 >5.光的衍射 基础练习 1.B【解析】在圆孔由大到小调节过程中，当孔较 大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑：当孔的直 径减小到与光波的波长相近时，产生光的衍射现象，屏 上将出现明、暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭 合，没有光到达屏上时，屏上完全黑暗。 2.D【解析】根据光的衍射现象的定义可知A正 确；衍射图中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加的结 果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，B正确；因为 衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光 的波动说提供了有力证据，C正确：当障碍物较大时， 光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只 是特殊情况，二者是统一的，D错误。 3.AC【解析】B为小孔成像，D为薄膜干涉。 4.D【解析】双缝后面分别放置偏振片后，由于两 个偏振片的透振方向相互垂直，不能出现干涉条纹，但 仍有光照射到光屏上。 提升练习 5.AB 6.AC【解析】B项中，白光衍射是彩色条纹：D项 中，圆孔过大，衍射现象不明显，但是不能说没有衍射 存在。 7.BD【解析】波长较短的光容易被障碍物挡住， 不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙 尘间的缝隙到达地面，故A错误，B正确；波长越长的 光，其频率较小，能量较小，所以频率较小，能量较小 的光才能到达地面，故C错误，D正确。 8.D【解析】由题图可知，中央亮条纹是大且亮的 圆形亮斑，符合圆孔衍射特点。 9.AD【解析】波长越长，缝越窄，衍射现象越明 显。 10.C【解析】看到的是薄膜干涉和边缘色散现象。 68 11.ABC 12.(1)竖直放置的线状灯丝光源(2)线光源的 灯丝(3)甲 >6.光的偏振激光 基础练习 1.A【解析】光的偏振证明光是横波。 2.C【解析】白炽灯发出的光为自然光，通过偏振 片P后产生偏振光，旋转P,A处光的强度不变：当P 与Q的偏振方向一致时，B点光的强度最亮；当P与Q 的偏振方向垂直时，B点光的强度最暗，C正确。 3.D【解析】光的偏振证明光是横波。 4.BC【解析】见教材激光特点。 5.AC【解析】见教材激光特点。 6.AC【解析】见教材激光特点。 7.C【解析】偏振现象是横波特点；所有光都能发 生衍射现象，只有明显和不明显的区别。 提升练习 8.C【解析】见教材起偏器原理，转动偏振片，明 暗变化两次。 9.AC【解析】只有两只眼晴收到偏振方向互相垂 直的影片内容，两只眼睛才能获得互不影响的图像内 容，从而达到立体效果。 10.D【解析】该装置利用了光的衍射现象，细丝越 细，衍射条纹越宽。 11.A【解析】见教材激光特点。 12.(1)3.0×10-3m(2)300个【解析】(1)一 个光脉冲的长度为 △l=c△t=3.0x108×1.0x101m=3.0x10-3m。 (2)一个光脉冲所携带的能量为 △E=PA=1.0x100×1.0x10H1J=0.1J。 消除面积为50mm2的色斑需要光脉冲数为： n=S:E=50x60=30(个)。 S·△E102×0.1 13.见解析【解析】相向运动的车其偏振片透振方 向互相垂直，彼此的挡风玻璃上的偏振片使对方车灯射 来的偏振光不能通过，但能通过自己车灯的偏振光。 一"情境题专项 1.C【解析】根据题述肥皂膜上的彩色条纹上疏下N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 4.实验：用双缝干涉测量光的波长 基)础练习 知识点1实验原理与实验操作 知识点2数据处理与误差分析 1.杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是 4.图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实 (n为自然数，为光波波长)() 验装置。测得双缝屏到毛玻璃屏的距离为 ①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹 0.2m、双缝的距离为0.4mm。图乙是通 ②在距双缝的路程差为入的点形成亮条 过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干 纹③在距双缝的路程差为n今的点形成 涉图样，其中1、2、3、4、5…是明条纹 的编号。图丙、图丁是利用该仪器测光的 亮条纹 ④在距双缝的路程差为n+分A 波长时观察到的情景，图丙是测第1号明 的点形成暗条纹 条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读 A.①② B.②③ 数为 mm,图丁是测第 C.③④ D.②④ 4号明条纹的位置，此时观测装置上千分 2.在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 尺的读数为 mm。根据 589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形 上面测出的数据可知，被测光的波长为 成干涉图样。图样上相邻两亮条纹中心间 nm。 距为0.350cm,则双缝的间距为() 毛玻璃屏 双缝屏滤光片 明条纹 A.2.06×107m B.2.06×104m 遮光简单缝屏白光源 C.1.68×104m D.1.68×103m 3.用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正 观察与测 光具座 量装置 12345. 确的是() 暗条纹 A.相邻干涉条纹之间的距离相等 乙 B.中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的 两倍 C.屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹 45 间的距离增大 D.在实验装置不变的情况下，红光的条 纹间距小 第4题图 82)练 第四章光。 提升练可 5.(多选)如图甲所示为双缝干涉实验的装： D.将绿光换为紫光 置示意图，图乙为用绿光进行实验时在 7.(多选)某同学在做双缝干涉实验时，安 屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹， 装好实验装置，在光屏上却观察不到干 图丙为换用另一颜色的单色光做实验时 涉图样，这可能是由于() 观察到的条纹情况，α为中央亮条纹，若 A.光束的中央轴线与遮光筒不一致，相 入红>入绿>入紫，则以下说法正确的是(） 差较大 B.滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度 C.单缝与双缝不平行 D.光源发出的光太强 双缝 8.在“光的双缝干涉”的实验中： 丙 A.■■■■■ 第5题图 B.IC A.图丙实验产生的条纹，表明该单色光 波长较长 D. B.图丙实验产生的条纹，表明该单色光 波长较短 C.图丙可能为用紫光实验产生的条纹 第8题图 D.图丙可能为用红光实验产生的条纹 (1)将激光束照在如图甲所示的双缝 6.如图所示的双 上，在光屏上观察到的现象是图乙 缝干涉实验， 中的 用绿光照射单 (2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到 缝S时，在光 单缝屏双缝屏 光屏 光屏的距离不变，在光屏上观察到 屏P上观察到 第6题图 的条纹宽度将 ；保持双 干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干 缝间隙不变，减小光屏到双缝的距 涉图样，已知入红>入绿>入紫，则可以( 离，在光屏上观察到的条纹宽度将 A.增大S,与S2的间距 (均填“变宽”“变 B.减小双缝屏到光屏的距离 窄”或“不变”)》 C.将绿光换为红光 练 83