4.3 光的干涉 课后练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 该同步练习通过“必备知识基础-关键能力提升-核心素养拔高”三级分层设计，实现从单一概念辨析到综合问题解决的梯度进阶，强化物理观念建构与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|薄膜干涉现象、双缝干涉条件等单一知识点|以概念辨析题为主（如第1题薄膜干涉应用判断），夯实物理观念| |关键能力提升|双缝干涉公式应用、复合光干涉等综合知识|侧重科学推理（如第6题条纹间距计算），强化公式迁移能力| |核心素养拔高|光程差、折射率与波长综合问题|通过复杂情境建模（如第11题玻璃片厚度计算），培养质疑创新思维|

4.1　光的干涉 一、必备知识基础 1.(2026山西太原高二检测)在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜。把这层液膜当作一个平面镜,用它观察灯焰,下列说法正确的是(　　) A.换用不同颜色的光做实验时,亮条纹的间距保持不变 B.肥皂膜上的条纹是光线在液膜后表面发生干涉现象所致 C.可利用薄膜干涉的原理检测精密仪器光学平面的平滑度 D.液膜厚度相同的位置,前后表面反射光的路程差是不同的 2.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 3.如图所示,挡板上有两条方向竖直、距离很近的狭缝,当用单色光垂直照射双缝时,与挡板平行的光屏上出现的条纹形状是(　　) 4.(多选)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示,若只将a光换成b光照射同一干涉仪,形成的光的干涉图样如图乙所示,则下列叙述正确的是(　　) A.a光的频率较大 B.b光的频率较大 C.a光的波长较大 D.b光的波长较大 5.如图所示,某同学做双缝干涉实验。若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则(　　) A.所产生干涉条纹间距变小,中央亮条纹的位置上移 B.所产生干涉条纹间距不变,中央亮条纹的位置上移 C.所产生干涉条纹间距变小,其中央亮条纹的位置下移 D.所产生干涉条纹间距不变,其中央亮条纹的位置下移 二、关键能力提升 6.(多选)(2025陕晋青宁卷)在双缝干涉实验中,某实验小组用波长为440 nm的蓝色激光和波长为660 nm的红色激光组成的复合光垂直照射双缝,双缝间距为0.5 mm,双缝到屏的距离为500 mm,则屏上(　　) A.蓝光与红光之间能发生干涉形成条纹 B.蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小 C.距中央亮条纹中心1.32 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 D.距中央亮条纹中心1.98 mm处蓝光和红光亮条纹中心重叠 7.研究光的双缝干涉的示意图如图所示,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹,由P向上数,与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹,与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹,则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为δ1,S2P1的长度为δ2,则|δ1-δ2|等于(　　) A.9λ B.10λ C.11λ D.20λ 8.(多选)(2026河南开封高二检测)两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示。下列说法正确的是(　　) A.形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长长 B.形成乙图样的光的频率比形成甲图样的光的频率小 C.若只增大挡板与屏间的距离l,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将减小 D.若只减小挡板上两个狭缝间的距离d,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大 9.(多选)在光的干涉实验中,除了我们熟悉的双缝干涉外,还有“洛埃镜干涉”,其实验原理截面图如图所示,线状光源S位于平面镜外侧距平面镜很近处,则垂直于平面镜的光屏上某个区域会有S直接发出的光和S发出的光经镜面反射后的光重叠,从而产生干涉,S和其经平面镜所成的虚像S'相当于双缝干涉中的双缝,但经平面镜反射的光会有半个波长的路程损失,若光源发出的光的波长为λ,S到平面镜的距离很近,S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离,则下列说法中正确的是(　　) A.若光屏上某点到S和S'的路程差为2λ,则该点出现亮条纹 B.若光屏上某点到S和S'的路程差为2λ,则该点出现暗条纹 C.若将平面镜向右平移少许,则光屏上条纹间距变大 D.若将S向平面镜靠近少许,则光屏上条纹间距变大 10.(多选)(2026山东淄博高二检测)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图甲所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图乙所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P对应于A处。下列说法正确的是(　　) A.判断A处缺陷为凸起 B.判断A处缺陷为凹陷 C.当减小薄片的厚度,则相邻的干涉条纹间距会变大 D.当减小薄片的厚度,则相邻的干涉条纹间距会变小 三、核心素养拔高 11.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,OP之间还有m条亮条纹。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。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。则单色光在真空中的波长及玻璃片的厚度分别为(　　) A. B. C. 参考答案 1.C　解析 根据薄膜干涉的特点可知,波长越长的光,相邻亮条纹的间距越大,如红光比紫光相邻亮条纹的间距大,故A错误;肥皂膜上的条纹是前后表面的反射光在前表面发生干涉现象所致,故B错误;结合薄膜干涉的应用可知,可以利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测,故C正确;液膜厚度相同的位置,前后表面反射光的路程差是相同的,路程差等于薄膜厚度的2倍,故D错误。 2.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D正确。 3.C　解析 单色光经过双缝后发生干涉现象,产生等间距的明暗条纹;通过双缝的两束光在屏上沿与双缝平行的位置路程差相等,产生如图C所示的竖直条纹。 4.BC　解析 由图可知,a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,同样的干涉装置,根据公式Δx=λ可知,波长越大,间距越大,所以a光的波长较大,b光的波长较小;根据公式f=可知,光速相同,波长越大,频率越小,所以a光的频率较小,b光的频率较大,故B、C正确。 5.D　解析 在双缝干涉实验中,若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动到S',通过双缝S1、S2的光仍是相干光,仍可产生干涉条纹,中央亮纹的位置经过S1、S2到单缝的路程差仍等于0,因S'S1<S'S2,S'S1+S1P'=S'S2+S2P',即S1P'>S2P',中央亮条纹的位置略向下移,如图所示。 根据Δx=λ,装置没有发生变化,入射光也没有变化,则所产生干涉条纹间距不变,故D正确。 6.BC　解析 蓝光与红光频率不同,不能发生稳定干涉形成条纹,故A错误;根据相邻干涉条纹间距公式Δx=λ,由于蓝光的波长较短,故蓝光相邻条纹间距比红光相邻条纹间距小,故B正确;蓝光的相邻干涉条纹间距为Δx1=λ1=×440×10-9 m=4.4×10-4 m,红光的相邻干涉条纹间距为Δx2=λ2=×660×10-9 m=6.6×10-4 m,要使蓝光和红光亮条纹中心重叠,则Δx1·m=Δx2·n(m=1,2,3,…;n=1,2,3,…),可知当Δx1·m=Δx2·n=1.32 mm时,满足条件;当Δx1·m=Δx2·n=1.98 mm时,不满足条件,故C正确,D错误。 7.B　解析 出现亮条纹的条件是光程差|δ1-δ2|=nλ,n=0时,出现0号亮条纹;n=1时,出现1号亮条纹……n=10时,出现10号亮条纹,故B正确。 8.BD　解析 根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=λ可知,同一双缝干涉实验的装置,光的波长越长,干涉条纹的间距越大,由此可知,形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长短,故A错误;由于λ甲<λ乙,根据c=λν可知,ν甲>ν乙,故B正确;根据条纹间距公式Δx=λ可知,若只增大挡板与屏间的距离l,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大,故C错误;根据条纹间距公式Δx=λ可知,若只减小挡板上两个狭缝间的距离d,两种单色光相邻亮条纹间的距离Δx都将增大,故D正确。 9.BD　解析 从光源直接发出的光和被平面镜反射的光频率相同,故是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,但经平面镜反射的光会有半个波长的路程损失,光屏上某点到S和S'的路程差Δs=nλ,其中n为偶数时,光屏上出现暗条纹;n为奇数时,光屏上出现亮条纹,故A错误,B正确。S到光屏的距离远大于S到平面镜的距离,光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离l,光源S到S平面镜中虚像的间距看作双缝的间距d,根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式Δx=λ,若将平面镜向右平移少许,则l变小,则光屏上条纹间距变小,故C错误。由Δx=λ,可知将S向平面镜靠近少许,d变小,故条纹间距变大,故D正确。 10.BC　解析 薄膜干涉为等厚干涉,即同一个条纹处的空气膜厚度相同,从弯曲的条纹可知,A处检查平面左侧的空气膜与右边相同,所以A处应该为凹陷,故A错误,B正确;空气膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差Δx=2d,即光程差为空气薄膜厚度的2倍,当光程差Δx=nλ(n为整数)时为亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为,当减小薄片的厚度,导致同级的光程差间距变大,则干涉条纹间距会变大,故C正确,D错误。 11.B　解析 光在介质中的传播速度为v=,根据题意,有Δr=cΔt,Δr=kλ,k=m+1,联立可得单色光在真空中的波长λ=;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,解得玻璃片的厚度为d=,故选B。 6 学科网（北京）股份有限公司 $