4.4 光的干涉(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（教科版）

**基本信息** 本同步练习通过“基础对点练”与“素养综合练”分层设计，系统覆盖双缝干涉、薄膜干涉核心知识，梯度推进物理观念建构与科学思维发展。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础对点练|双缝干涉原理及应用（题1-2）、条纹特点（题3-4）、薄膜干涉理解（题5-7）|以选择为主，聚焦Δx=Lλ/d等公式直接应用，结合增透膜、肥皂膜等情境，强化物理观念中的相互作用观念| |素养综合练|干涉与折射综合（题8）、复色光干涉与色散（题9）、实验测量应用（题10-12）|含多选与计算，通过金属丝直径测量（题11）、蝴蝶翅膀干涉（题12）等真实情境，突出科学推理与模型建构，衔接阶段测评需求|

4.光的干涉 题组一　双缝干涉的原理和应用 1.1801年，托马斯•杨（图甲）用双缝干涉实验研究了光波的性质，证实了光的波动性，在光的波动说中具有重要的地位和意义。图乙为双缝干涉实验装置，单缝S在双缝S1、S2的中心对称轴上，实验中在屏上P点刚好得到的是中央亮纹上方第3级亮纹，现要使P处出现中央亮纹上方第4级亮纹，可采取的措施有（　　） A．适当增大屏到双缝的距离 B．适当增大单缝到双缝的距离 C．换用频率更低的单色光 D．换用波长更短的单色光 2.瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等方面危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。如果屏的正中央O点变为暗条纹，说明B中气体（　　） A．一定含瓦斯　 B．一定不含瓦斯 C．不一定含瓦斯　 D．无法判断 题组二　双缝干涉条纹的特点 3.〔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光的频率较小　 B．b光的频率较小 C．a光的波长较大　 D．b光的波长较大 4.图甲为双缝干涉实验的装置示意图，图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，图丙为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹。则以下说法正确的是（　　） A．图丙可能为用红光做实验产生的条纹，表明红光的波长较长 B．图丙可能为用紫光做实验产生的条纹，表明紫光的波长较长 C．图丙可能为用紫光做实验产生的条纹，表明紫光的波长较短 D．图丙可能为用红光做实验产生的条纹，表明红光的波长较短 题组三　薄膜干涉的理解及应用 5.光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能。真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成水的内能，这种镀膜技术的物理依据是（　　） A．光的直线传播　 B．光的粒子性 C．光的干涉　 D．光的衍射 6.如图a，把圆形铁丝圈在肥皂水中蘸一下，再轻轻取出来，铁丝圈上就有一个完整的肥皂液膜。竖直放置的肥皂液膜的侧视图如图b。用黄光从肥皂液膜的右侧垂直照射肥皂液膜，会观察到明暗相间的若干条横向黄色条纹（　　） A．该现象是光的衍射现象 B．观察者从肥皂液膜左侧观察条纹图样 C．相邻条纹间的距离，由上至下逐渐变大 D．换用红光照射该肥皂液膜，观察到相邻条纹间距相应变大 7.（2025•四川德阳高二下月考）两块标准平面玻璃板形成一个劈形空间。内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧 B．干涉条纹是由空气膜上下两个表面的反射光叠加而成 C．若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变大 D．若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将保持不变 8.〔多选〕（2025•四川部分名校高三上期中考试）图甲为a、b两种单色光用相同器材得到的双缝干涉图案，图乙为两单色光在玻璃和空气分界面（实线）发生折射的光路图，则下列说法正确的是（　　） A．图乙中两束光线是从空气射入玻璃 B．图乙中实线为a光的光路图 C．从同种介质射出时，b光更容易发生全反射 D．仅将a光做双缝干涉实验的双缝间距增大，则有可能得到和b光相同间距的图案 9.如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（　　） A．λ1＜λ2，M是波长为λ1的光出射位置 B．λ1＜λ2，N是波长为λ1的光出射位置 C．λ1＞λ2，M是波长为λ1的光出射位置 D．λ1＞λ2，N是波长为λ1的光出射位置 10.如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（　　） A．圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的 B．圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽 C．换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集 D．改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集 11.（2026•四川绵阳高二上月考）利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。T1和T2是具有标准平面的玻璃平晶，A0为标准金属丝，直径为D0；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为ΔL。则以下说法正确的是（　　） A．= B．A与A0直径相差越大，ΔL越大 C．轻压T1右端，若ΔL增大则有D＜D0 D．A与A0直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹 12.大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，如图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。已知大蓝闪蝶两鳞片的距离d约为630 nm，蓝光波长在400 nm~480 nm之间。 （1）求大蓝闪蝶翅膀上所看到的蓝光的波长λ； （2）若用（1）中的蓝光进行双缝干涉实验，光屏上某点P到双缝的路程差为1.68×10－6 m，求点P与中央亮条纹间存在暗条纹的条数k。 答案 4.光的干涉 1.D　由于想将原来的第3级亮纹变成第4级亮纹，说明两相邻亮条纹的距离变短了，根据公式Δx=λ，l为屏到双缝的距离，d为双缝之间的距离，λ为波长，可知适当减小屏到双缝的距离，或增大双缝之间的距离，或换用波长更短的单色光，或换用频率更高的单色光可以实现目的。故选D。 2.A　如果屏的正中央O点变为暗条纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯，A正确。 3.AC　由题图可知，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A、C正确，B、D错误。 4.A　根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹越宽，条纹间距也越大，由本题条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长要长，因此选项A正确。 5.C　真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉原理，故C正确，A、B、D错误。 6.D　该现象是光的干涉现象，属于薄膜干涉，选项A错误；薄膜干涉是薄膜前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，选项B错误；由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下相同高度上薄膜增厚的越来越多，所以明暗相间的条纹是不等间距的，且由上至下逐渐变密，选项C错误；光的干涉条纹的间距公式为Δx=λ，如果换成红光照射，则波长变长，相邻条纹间距变大，选项D正确。 7.B　出现干涉条纹的原因是由于空气膜上下两个表面的反射光叠加而成，选项B正确；对于眼睛而言，应在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹，选项A错误；如果在劈形的空间内充满水，根据公式n=，可知单色光在水中波速减小，由v=λf可知波长减小，则相邻的条纹间距将变小，选项C、D错误。 8.AB　由题图乙可知两光线经过分界面时，入射角大于折射角，说明光是从空气射入玻璃，选项A正确；由题图甲可知，a光的波长更短，所以在相同分界面发生折射时，a光的折射现象会更加明显，实线为a光的光路图，选项B正确；b光的波长更长，全反射临界角更大，更难发生全反射，选项C错误；根据Δx=λ，增大双缝间距，干涉条纹间距将减小，选项D错误。 9.D　由双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长，条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知 λ1＞λ2，反射光经过三棱镜后分成两束色光，由题图可知M光的偏折角大，又由光的色散实验可知，入射角相同时，折射率越大的色光偏折角越大，由于λ1＞λ2，则n1＜n2，所以N是波长为λ1的光出射位置，故A、B、C错误，D正确。 10.D　环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，选项A错误；圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，越往外条纹间距越窄，选项B错误；若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状条纹间距变大，可以看到条纹将变稀疏，选项C错误；改用频率更高的单色光照射，由v=λf，可知单色光波长变小，而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹间距变小，可以看到条纹将变密集，选项D正确。 11.A　设两标准平面的玻璃平晶之间的夹角为θ，由题图可得tan θ=，由空气薄膜干涉的条件可知2ΔLtan θ=λ，联立解得=，故A正确；由上述分析可知，A0与A直径相差越大，θ越大，ΔL越小，B错误；轻压T1右端，若ΔL增大，则θ减小，说明D＞D0，故C错误；当A0与A直径相等时，tan θ=0，空气薄膜的厚度处处相等，不能形成题图乙中的干涉条纹，故D错误。 12.（1）420 nm　（2）4 解析：（1）光通过大蓝闪蝶上、下层蝶鳞片的路程差Δr=2d，根据干涉加强的条件Δr=nλ（n=1，2，3，…） 联立得波长λ=（n=1，2，3，…） 由于入射光的波长λ介于400 nm到480 nm之间，则n=3，代入数据解得λ=420 nm。 （2）路程差Δr=1.68×10－6 m=1.68×103 nm 路程差与波长的关系==4 即Δr=4λ 根据干涉加强的条件Δr=kλ（k=1，2，3，…） 可知，亮条纹数k=4 由于干涉条纹是明暗相间的条纹，因此存在暗条纹的条数k=4。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $