4.4 光的干涉 同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

**基本信息** 本练习聚焦光的干涉，通过基础巩固、能力提升、综合应用三层设计，覆盖劈尖、双缝等干涉类型，从公式直接应用到实际测量，梯度合理，助力科学思维与探究能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|干涉现象判断、基本公式直接应用|如第1题劈尖条纹间距变化，第8题双缝公式应用，强化物理观念| |能力提升|实验原理分析、多因素影响判断|如第4题玻璃平整度检查，第9题洛埃镜条纹变化，培养科学推理| |综合应用|跨情境综合计算、实际问题解决|如第20题合金伸长量测量，第21题散斑测速公式推导，提升科学探究能力|

4.4 光的干涉（粤教版） 1．如图所示，将两块相同的平板玻璃叠放在水平桌面上，在右端夹入两张纸片，形成楔形空气薄膜。用一单色光垂直照射玻璃上表面，从上往下观察，可以看到明暗相间的平行干涉条纹。若保持入射光不变，抽去其中一张纸片，则干涉条纹的间距将(      ) A.变大 B.变小 C.不变 D.先变小后变大 2．洛埃德在1834年提出了一种更简单的如图所示观察干涉的装置。单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是。以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离(      ) A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向右移动一些 C.将光屏稍向左移动一些 D.将光源由红色光改为绿色光 3．如图为双缝干涉实验的示意图，实验使用的激光波长为，屏上O处为中心亮纹，P处为某条暗纹的中心，且P到O之间（不包含O、P）还有两条亮纹，则P点到双缝和的距离差为(      ) A. B. C. D. 4．如图甲是利用干涉检查玻璃平整度的侧视图，其中A是表面绝对平整的标准板，B是被检测板，装置右端用薄片垫高。检查用的是蓝色光C，图乙是正对A板看到的干涉图样。以下分析正确的是(      ) A.当把光源换为频率更小的光时，条纹间距变小 B.图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 C.若将薄片向左移动少许，从上往下可以观察到干涉条纹变密 D.若用很小的力施加在A的上侧中间附近，使其发生微小的形变，如图丙所示，干涉图样变为左边密，右边疏 5．薄膜干涉是一种常见的光学现象。图中P板是透光性极好的玻璃板，Q板为不透光的金属板，且上表面非常光滑。现将Q板水平放置，P板一端垫高，在两板间形成如图所示的楔形的空气薄膜（折射率），两板间的夹角为（角极小）：当用波长为λ的可见光竖直向下照射空气薄膜时，测得形成的干涉条纹的条纹间距为。当角极小时有，忽略半波损失，下列说法正确的是(      ) A.仅换用波长为的可见光，条纹间距将变为 B.仅在楔形薄膜中充满折射率的液体，条纹间距将变为 C.仅将角增大为原来的1.5倍（角度仍极小），条纹间距将变 D.上述三个选项中的条件同时满足时，条纹间距将变为 6．如图甲所示，将标准平板玻璃放置在待测工件表面，一端用薄片垫起，形成劈形空气膜。用单色光垂直照射，从上方观察到如图乙所示的干涉条纹。下列说法正确的是(      ) A.干涉条纹是由标准玻璃板上表面和待测工件上表面的反射光叠加形成的 B.若抽出一片薄片，则干涉条纹间距变小 C.如图乙所示若发现某处干涉条纹向左弯曲，说明待测工件表面对应位置有凸起 D.若换用频率更高的单色光进行实验，则干涉条纹间距变小 7．某实验小组使用下图装置进行双缝干涉实验，单缝、屏上的点均位于双缝和的中垂线上。当用一单色光照射单缝时，发现P点处是上方第4条亮纹的中心。若将该实验装置置于折射率为的透明液体中，此时，原位置P点处应为上方的(      ) A.第4条亮纹 B.第5条暗纹 C.第6条亮纹 D.第7条暗纹 8．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，、为双缝，P为光屏。用红光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹。下列说法正确的是(      ) A.增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大 B.增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小 C.将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小 D.将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹 9．如图所示，洛埃镜实验中S为垂直于纸面放置的红色水平线光源，M为水平放置的平面镜，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成两个一样的相干光源，可在光屏上看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是(      ) A.看到明暗条纹是因为红光发生衍射现象 B.看到的条纹非等间距的 C.若将红光换成绿光，看到的条纹间距变大 D.若将平面镜向下平移，看到的条纹间距变小 10．平整玻璃板之间的空气薄膜在平行光的照射下形成等间距明暗相间的干涉条纹（如图甲所示），条纹间距（是光的波长，是两块玻璃板之间的夹角）。下列四幅图中空气薄膜在单色光照射下，哪一幅可以形成如图乙所示的干涉图样(      ) A. B. C. D. 11．某物理兴趣小组设计了一套光的干涉实验装置，其截面如图所示，直线MN与OA垂直共面，两块平面镜边缘对齐交于O，两镜面与MN成微小角度θ，A点处有一垂直于OA的光屏。S点处有一个单色光源，在小挡光板的遮挡下，光线不能直接射到光屏。则(      ) A.若增大入射光的频率，屏上条纹间距不变 B.若增大入射光的频率，屏上条纹间距变小 C.若把光屏向右平移，屏上条纹间距不变 D.若把光屏向右平移，屏上条纹间距减小 12．如图甲所示的实验中，将玻璃板a放在玻璃板b上，在右端夹入两张纸片，用黄光从上方入射，从上往下可以观察到如图乙所示的条纹，出现这种条纹现象是光的(      ) A.干涉现象 B.衍射现象 C.偏振现象 D.全反射现象 13．把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。右图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是(      ) A.拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近 B.拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近 C.肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同 D.为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧 14．用平行单色光垂直照射一竖直放置的透明薄膜，从光源一侧顺着入射光线看到的条纹如图所示，则该透明薄膜截面的形状可能是(      ) A. B. C. D. 15．如图所示，将一凸透镜A（一面为平面，另一面为球面的凸透镜）放在一平面玻璃板B上，透镜的主光轴垂直于玻璃板面，一束单色平行光平行于主光轴照射到透镜上，从透镜上方可以看到明暗相间的同心环形条纹。下列说法正确的是(      ) A.环形条纹是由光的衍射形成的 B.靠近中心附近的条纹较宽，越往边缘越窄 C.靠近中心附近的条纹较窄，越往边缘越宽 D.所有条纹的宽度都是相等的 16．如图甲所示，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，用红光照射时，肥皂膜上的明暗相间的条纹上疏下密，条纹如图乙所示，O为铁丝圈上沿，以向下为正方向.则肥皂膜的厚度变化可能是(      ) A. B. C. D. 17．透镜表面质量的检测时，我们把玻璃样板与待测透镜表面紧贴，用单色平行光入射，我们就可以看见与牛顿环类似的干涉条纹，为明暗相间的同心圆。通过向下轻压样板，可以确定凸透镜边缘与样板的偏差情况，下列说法正确的是(      ) A.图甲干涉条纹为等间距同心圆排列 B.图甲干涉条纹为不等间距同心圆排列，且靠近圆心处条纹更密 C.图乙干涉条纹为等间距同心圆排列 D.图乙干涉条纹为不等间距同心圆排列，且远离圆心处条纹更密 18．如图所示，MN为平板玻璃，PQ为略带弯曲的弧形玻璃，现将两块玻璃上端紧靠后竖直放置。红光从左侧水平入射，从左往右可以观察到干涉条纹，则(      ) A.干涉条纹是等间距的水平条纹 B.干涉条纹是等间距的竖直条纹 C.干涉条纹是上疏下密的水平条纹 D.干涉条纹是上密下疏的水平条纹 19．将圆珠笔中的轻质小弹簧竖直放在水平桌面上，图1为弹簧正视示意图，实线和虚线表示螺旋细铁丝，弹簧上实线细铁丝和虚线细铁丝互成一定的角度。一束激光垂直弹簧轴线照射弹簧（只能照射到两圈弹簧），在光屏上会形成如图2所示的夹角为的“X”形交叉条纹。根据光学原理，该干涉图像与互成角度的两组双缝的干涉图像一致。下列说法正确的是(      ) A.若稍微压缩弹簧，则图2中的夹角将变小 B.若稍微压缩弹簧，则光屏上的条纹将更加密集 C.若改用频率更低的激光，则图2中的夹角将变小 D.若改用频率更低的激光，则光屏上的条纹将更加密集 20．航天实验室用如图所示的装置测量合金受热后的伸长量。用波长的激光做实验。激光经透明薄板折射与反射后形成两束相干光，再分别经固定反射镜和与合金棒相连的反射镜反射，在接收屏上出现干涉条纹。合金棒右端固定，未受热时，屏上P处为明条纹；合金棒受热伸长使向左移动，观察到P处明暗交替，共出现20次明条纹，则合金棒的伸长量为(      ) A. B. C. D. 21．激光散斑测速是一种新的测速技术，它应用了光的干涉原理利用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，已知“散斑对"的间距d与待测物体的速度v、二次曝光时间间隔之间满足关系式，其中K为常数。实验中可测得二次曝光时间间隔和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹间距.若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是(      ) A. B. C. D. 22．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，图乙和图丙是图甲的装置中看到的条纹。下列说法正确的是(      ) A.图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板 B.若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 C.若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变宽 D.若将图甲中的薄片厚度增大，其他条件不变，则图乙中的条纹间距变窄 23．劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是(      ) A.干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的 B.若换用蓝光从上方入射，条纹变疏 C.若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大 D.N的上表面B处向上凸起 参考答案 1．答案：A 解析：这是空气劈尖干涉问题，相邻明暗干涉条纹对应的空气膜厚度差为（为入射光波长），设劈尖的倾角为，由几何关系可得干涉条纹间距满足 抽去一张纸片后，楔形空气膜的倾角变小，入射光波长不变，因此条纹间距变大，即干涉条纹间距变大。 故选A。 【点睛】劈尖的侧面是一个极小的角度θ（弧度制），相邻条纹的水平距离是，对应的厚度差是 因为θ很小，有近似关系（弧度） 几何上，厚度差和水平间距满足 把代入，可得 2．答案：A 解析：根据双缝干涉条纹间距公式可知，增大D，减小h，增大波长，能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离； A.将平面镜稍向上移动一些，h减小，则增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，故A正确； B.将平面镜稍向右移动一些，D、h、不变，则条纹间距不变，故B错误； C.将光屏稍向左移动一些，D减小，则减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离，故C错误； D.将光源由红色光改为绿色光，波长减小，则减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离，故D错误。 故选A。 3．答案：B 解析：P处为暗纹，且到中心亮纹之间还有两条亮纹，可知P处的暗纹为第三级暗纹，所以P点到双缝和的距离差为。 故选B。 4．答案：C 解析：A.当把光源换为频率更小的光时，光的波长变长，条纹间距变大，故A错误； B.图乙中弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与未弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，干涉加强提早发生，故B错误； C.将薄片向左移动少许，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距应变小，从上往下可以观察到干涉条纹变密，故C正确； D.若用很小的力施加在A的上侧中间附近，使其发生微小的形变，自左向右，空气薄膜厚度变化率逐渐增加，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离逐渐变小，干涉图样变为左边疏，右边密，故D错误。 故选C。 5．答案：C 解析：根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差 由于很小，根据几何关系有 可得 A.仅换用波长为的可见光，则有 条纹间距将变为 故A错误； B.仅在楔形薄膜中充满折射率的液体，光速变为 又 同种单色光频率相同，则 根据 可得条纹间距将变为，故B错误； C.根据 仅将角增大为原来的1.5倍（角度仍极小），条纹间距将变 故C正确； D.根据 三个选项中的条件同时满足时，有 可得 故D错误。 故选C。 6．答案：D 解析：A.干涉条纹的产生是光在空气劈尖膜的前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A错误； B.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 即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差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，显然抽去一张纸片后空气层的倾角变小，所以相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，故B错误； C.由图乙可知，条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与右边正常条纹处空气膜厚度相同，即待测平面有凹坑，故C错误； D.将该单色光换成频率更大的单色光，即单色光的波长变小，条纹间距变小，条纹间距变密集，故D正确。 故选D。 7．答案：D 解析：根据干涉加强条件，第4条亮纹处到双缝的光程差为 为光在真空（或空气）中的波长。当光进入折射率为的透明液体时，光的波长变为 由于不变而波长变为原来的，则此时光程差满足 根据干涉减弱条件，此处应为第7条暗纹。 故选D。 8．答案：C 解析：A.根据公式，增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小，故A错误； B.根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，故B错误； C.根据公式，将红光换为绿光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，故C正确 D.将红光换为白光，在屏上将出现彩色干涉条纹，故D错误。 故选C。 9．答案：D 解析：AB.从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，属于干涉现象，该干涉现象可以看作双缝干涉，光路图如图所示 所以等效双缝间的距离为 双缝到光屏的距离为L，所以相邻亮条纹中心间距为 由此可知，条纹应等间距，故AB错误； C.若将红光换成绿光，即入射光的波长减小，则看到的条纹间距变小，故C错误； D.若将平面镜向下移动一个微小距离，则双缝间的距离增大，所以相邻亮条纹中心间距变小，故D正确。 故选D。 10．答案：B 解析：A.空气膜的边缘是直线，各处倾角不变，因此条纹间距处处相等，会得到等间距的圆环，故A错误； B.上玻璃板下表面是向下凸的曲面，中心和下方平板接触，从中心向外，曲面的倾角逐渐增大，因此条纹间距逐渐减小，越往外条纹越密，和乙图规律一致，故B正确； C.空气膜的等厚线是直线，干涉条纹应为直条纹，不可能形成同心圆环，故C错误； D.上玻璃板下表面是向上凹的，顶点在中心接触平板，从中心向外倾角逐渐减小，因此条纹间距会逐渐增大，越往外条纹越疏，故D错误。 故选B。 11．答案：B 解析：AB.干涉条纹间距满足双缝干涉公式 由光速公式 可知若增大入射光频率f，波长减小，代入公式可知减小，故A错误，B正确； CD.若把光屏向右平移，虚光源到光屏的距离L增大，，d不变，因此增大，条纹间距变大，故CD错误。 故选B。 12．答案：A 解析：图乙的条纹是由入射光经a的下表面、b的上表面的反射光叠加而形成的干涉现象。 故选A。 13．答案：A 解析：ABC.肥皂膜在竖直平面内静置时，由于重力作用呈现上薄下厚的分布，从薄膜的前后表面反射的光叠加而出现干涉条纹，则在相同的厚度处出现的干涉条纹颜色相同，则干涉条纹应该横向分布，则拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近，故A正确，BC错误； D.光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，产生干涉现象，所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象。故D错误。 14．答案：A 解析：薄膜干涉的亮纹（暗纹）满足“同一级条纹对应膜厚相同”，若条纹间距变窄，说明膜厚变化率增大（即薄膜截面的“倾斜程度”变化）。 A.截面下方斜率大（膜厚变化快），上方斜率小（膜厚变化慢），与条纹间距“上宽下窄”匹配，A正确； B.截面形状无法对应“上宽下窄”的条纹变化规律，B错误； C.斜率均匀或无规律，无法对应“上宽下窄”条纹，C错误； D.膜厚均匀变化，条纹间距应均匀，D错误。 故选A。 15．答案：B 解析：透镜的球面与玻璃板之间有一层空气，光到达透镜的球面时一部分反射，一部分折射，折射光到达玻璃板面时反射回来，两部分反射光发生干涉，形成明暗相间的条纹。空气薄层厚度不是均匀增加，而是由玻璃板中心向外单位长度上空气薄层越来越厚，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，而是越向外越密，即为中央疏边缘密的同心圆。 故选B。 16．答案：A 解析：A.肥皂膜在重力的作用下应该逐渐变厚，即厚度逐渐增加；且由于明暗条纹的间距不等，故d的变化是不均匀的，A正确； B.由于d的变化是不均匀，故不是正比关系,B错误； CD.由于重力的作用使肥皂膜逐渐变厚，而C、D图像表明肥皂膜的厚度逐渐变薄，故CD错误； 故选A。 17．答案：D 解析：AB.明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环（或暗圆环）处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小得越快，则圆环越密，因此同心圆环内疏外密，故AB错误； CD.根据以上分析可知，干涉条纹为不等间距同心圆排列，且远离圆心处条纹更密，故C错误，D正确。 故选D。 18．答案：C 解析：两块玻璃之间形成的空气薄膜，上表面（PQ的下表面）和下表面（MN的上表面）反射的红光会发生干涉。薄膜的厚度相同的位置，光程差相同，会形成同一条干涉条纹。因为玻璃竖直放置，厚度相同的位置在同一水平线上，所以干涉条纹是水平条纹。题图可知从上到下，空气薄膜的厚度变化越来越快，且条纹间距与厚度变化率成反比，因为下部厚度变化快，所以条纹上疏下密，综上可知C选项符合题意。 故选C。 19．答案：A 解析：AB.弹簧被压缩时，螺距减小，弹簧螺旋线与垂直于轴线平面的夹角减小，即图1中实线与虚线趋向水平，二者夹角变小，所以图2中干涉条纹的夹角变小；同时，弹簧圈间距（相当于双缝间距d）减小，根据双缝干涉条纹间距公式可知，条纹间距变大，条纹变得稀疏，故A正确B错误； C.改用频率更低的激光，波长变大，干涉条纹的夹角由弹簧几何结构决定，与波长无关，保持不变，故C错误； D.根据可知，波长变大，条纹间距变大，条纹变得稀疏，故D错误。 故选A。 20．答案：B 解析：当可动反射镜随合金棒伸长向左移动（即合金棒的伸长量）时，激光往返经过反射，总光程差的变化量为（往返路程，因此是2倍移动距离）。 干涉中，P点每重新出现一次明条纹，对应光程差变化一个波长。题目中观察到共出现20次明条纹，因此总光程差变化满足 代入已知条件， 计算得 因此合金棒伸长量为 故选B。 21．答案：C 解析：在波的干涉中，干涉条纹的间距 又 可得 故选C。 22．答案：AD 解析：A.图甲中下板是待检查的光学元件，上板是标准样板（通过样板与待检平面的空气膜产生干涉条纹），A正确； B.干涉条纹的弯曲反映了空气膜厚度的变化：若条纹向薄膜厚度减小的方向弯曲，说明此处空气膜厚度与原本较厚处对应，意味着待检平面此处是凹陷，B错误； C.频率更大的单色光，波长更短，条纹间距变窄，C错误； D.薄片厚度增大时，空气膜的倾角变大，空气膜的斜率变大，条纹间距应变窄，D正确。 故选AD。 23．答案：CD 解析：A.劈尖干涉的相干光来源于空气薄膜的上下两个表面（即标准板M的下表面和待检工件N的上表面）的反射，而非M板的上下两表面。A错误； B.干涉条纹间距公式为： 其中为入射光波长，为劈尖夹角。蓝光波长比黄光短（），因此换用蓝光后，条纹间距会变小，条纹变密。B错误； C.若薄片厚度变小，在同一长度内空气膜的厚度变化减小，劈尖夹角变小。根据条纹间距公式，变小则条纹间距变大。C正确； D.对于A处（P点）：条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与左侧（更靠近劈尖）的厚度相同，因此A处向下凹陷。 对于B处（Q点）：条纹向右弯曲，说明此处空气膜厚度与右侧（更远离劈尖）的厚度相同，因此B处向上凸起。D正确。 故选CD。 【点睛】高中阶段，劈尖干涉的条纹间距公式可近似表示为，其中为劈尖夹角。 学科网（北京）股份有限公司 $