4.3 光的干涉 学科素养提升练（解析版） 一、选择题 1．如图甲所示，检测加工过程中工件表面的几何形状与设计要求之间的微小差异时， 用精密工艺制造的一个精度很高的平面玻璃板（样板），放在被检查平面上面，在样 板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被检查平面之间形成一个楔形空气膜。用 单色光从上面照射，若被检查平面是平整的，会看到图乙所示的条纹。上述检测主要 利用了（　　） A．光的干涉 B．光的衍射 C．光的偏振 D．光的粒子性 2．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，某同学用黄色滤光片时得到一个干 涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，只进行一步操作，下列可以采取的方法是（　 ） A．换用紫色的滤光片 B．换用双缝间距更大的双缝片 C．使光源离双缝距离近一些 D．使光屏离双缝距离远一些 3．先后用波长为 1 和 2 的单色光照射同一杨氏双缝干涉实验装置，观察到波长为 的光的干涉条纹的 1、2 级亮纹之间原本是暗纹的位置出现了波长为 2 1 的光的干涉条纹 2 的 1 级亮纹，则两种光的波长之比 1 为（　　） A． 2 1 B． 1 2 C． 3 2 D． 2 3 4．小朋友在公园玩耍时，用吸管分别蘸取水和肥皂液吹泡泡，用肥皂液能吹出一个更 大的肥皂泡，对肥皂泡的观察和研究正确的是（　　） A．肥皂泡呈现的彩色条纹是光的衍射现象 B．肥皂泡呈现的彩色条纹之间是不等间距的 C．肥皂泡呈现的彩色条纹沿竖直方向平行分布 D．肥皂泡内的气体压强比外部气体的压强小 5．一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后分成两束单色光 a 和 b， 光路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃砖中，a 光的传播速度比 b 光大 B．在玻璃砖中，a 光全反射的临界角比 b 光大 C．两束光射入玻璃砖后频率变小 D．用同一装置进行双缝干涉实验时，a 光的干涉条纹比 b 光更密 6．在研究 A 物体材料的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法，A 的上表面是 一光滑平面，在 A 的上方放一个两面平行的玻璃板 B，B 与 A 的上表面平行，在它们之 间形成一厚度均匀的空气薄膜。现用波长为 λ 的单色光垂直照射玻璃板 B，同时给 A 缓 慢加热，在 B 的上方观察到 B 板的亮度发生周期性变化。当温度为 t1 时最亮，然后亮 度逐渐减弱至最暗；当温度升到 t2 时，亮度再一次增到最亮，则（　　） A．出现最亮时，B 上表面反射光与 B 下表面反射光叠加后加强 B．出现最暗时，B 下表面反射光与 A 上表面反射光叠加后减弱 C．温度从 t1 升至 t2 过程中，A 的高度增加  4 D．温度从 t1 升至 t2 过程中，A 的高度增加 3 λ 4 7．下列说法不正确的是（　　） A．光纤通信是利用了光的全反射原理 B．狭义相对性原理认为，在任何参考系中物理规律都相同的 C．全息照相应用了光的干涉原理，同时还要应用激光进行全息照相。 D．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，如果入射角逐渐增大，水面上首 先消失的是绿光 8．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P 是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S 是 一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图中的（　 ） A． B． C． D． 9．某小区水下景观灯可视为点光源，发出 a、b 两单色光。人在水面上方向下看，水 面中心区域有 a 光、b 光射出，II 区域只有 a 光射出，如图所示。下列判断正确的是（ ） A．水对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率 B．在水中，a 光的速度小于 b 光的速度 C．在真空中，a 光的频率大于 b 光的频率 D．用相同的装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距较大 10．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热能， 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 11．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹，设水滴是球形的，图中的圆代表 经过水滴球心的截面，入射光线在此截面的平面内。 a 、 b 代表两条不同颜色的出射光 线，关于 a 光和 b 光（　　） A．水滴对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 B． a 光在水滴中的传播速度大于 b 光在水滴中的传播速度 C．用同一个双缝干涉实验装置做实验中， a 光相邻的亮条纹间距小于 b 光相邻的亮条 纹间距 D． a 光在真空中传播的波长比在水滴中传播的波长短 12．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉条纹，下列说法正确的是（　　） A．干涉条纹是光在薄膜前、后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果 B．若明暗相间的条纹相互平行，说明薄膜的厚度是均匀的 C．用紫光照射薄膜产生的干涉条纹间距比红光照射时的间距大 D．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的 13．下列现象中，说法正确的是（　　） A．光的干涉法可以检查平面的平整程度，即同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是 相等的 B．声波是机械波，不能发生衍射和干涉现象 C．经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹间距大于紫光条纹间距 D．水中的鱼看到小昆虫的位置是在实际昆虫的上方，这是由于光发生全反射导致的 14．如图所示是 1834 年爱尔兰物理学家劳埃德观察到光的干涉现象的原理图。线光源 S 发出波长为 600nm 的光有一部分直接射到足够大的屏 D 上，另一部分经镜面 M 反射 到屏 D 上，对镜面的入射角接近 90°，这两部分光重叠产生干涉，在屏 D 上出现明暗 相间的干涉条纹，这称之为劳埃德镜干涉，劳埃德镜干涉的条纹间距与波长的关系与 杨氏双缝干涉相同，则（　　） A．若改为紫光照射，条纹间距会增大 B．相邻的两条明条纹间距约为 5.7×10-4m C．屏 D 上出现干涉亮条纹的条数约为 13 条 D．屏 D 上出现干涉条纹的区域长度约为 6.3×10-3m 15．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光取其中 a、b、c 三种色光，下 列说法正确的是（　　） A．a、b、c 三种色光中，a 光的频率最大 B．若分别让 a、b、c 三色光通过一双缝装置，则 a 光形成的干涉条纹的间距最大。 C．a、b、c 三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小 D．若让 a、b、c 三色光以同一入射角，从某一介质中射入空气，b 光恰能发生全反射， 则 a 光也一定能发生全反射 二、解答题 16．我国非常注重太阳能的开发和利用，太阳能热水器的产量和使用量均为世界第一。 光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装 置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能、如图所 示，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内能，这种 镀膜技术的物理依据是什么？请查阅相关资料后与同学分享所得。 17．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，将装置放入折射率为 4 的某种油中来进行干涉 3 实验，测得双缝间距离 d  0.1mm ，双缝到屏的距离 l  0.6m ，已知氦氖激光器发出的 红光在空气中的波长为 6.3 �107 m ，问这时屏上的条纹间距是多少？ 参考答案 1．A 【详解】 空气薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的。 故选 A。 2．D 【详解】 A．紫光的波长小于黄光，根据 x  l  d 可知，换用紫色的滤光片，干涉条纹的间距变窄，选项 A 错误； B．根据 x  l  d 可知，换用双缝间距 d 更大的双缝片，干涉条纹的间距变窄，选项 B 错误； C．使光源离双缝距离近一些，对条纹间距无影响，选项 C 错误； D．根据 x  l  d 可知，使光屏离双缝距离 l 远一些，则干涉条纹的间距变宽，选项 D 正确； 故选 D。 3．C 【详解】 根据双缝干涉相邻亮纹间的距离 x  L  d 由题可知 x2  1.5x1 因此可得 2 3  1 2 故选 C。 4．B 【详解】 A．肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，A 错误； BC．该干涉叫做等厚干涉，一条条纹对应某一个厚度，肥皂泡在重力作用下，液体向下流 动，上面越来越薄，对于某个“厚度”来讲，它就在不断下移，对应条纹也下移。薄膜厚度 沿竖直方向上高处薄，低处厚，等高处的厚度基本相等。而薄膜干涉的特点是相等厚度的 薄膜处一定位于同一个条纹上，所以可知肥皂泡的表面上分布的彩色条纹是水平分布的， C 错误 B 正确； D．肥皂泡内的气体压强比外部气体压强大， D 错误。 故选 B。 5．D 【详解】 A．依题意，单色光 a 的偏折程度大于单色光 b 的偏折程度，即 na  nb 根据 n c v 可知在玻璃砖中，a 光的传播速度比 b 光小，故 A 错误； B．根据 sin C  1 n 可知在玻璃砖中，a 光全反射的临界角比 b 光小，故 B 错误； C．两束光射入玻璃砖后频率保持不变，故 C 错误； D．根据 nx L  d 可知用同一装置进行双缝干涉实验时，a 光的相邻明条纹间距小于 b 光的，所以 a 光的干涉 条纹比 b 光更密，故 D 正确。 故选 D。 6．B 【详解】 AB．出现最亮时，B 下表面反射光与 A 上表面反射光发生干涉，叠加后加强，A 错误，B 正确； CD．温度从 t1 升到 t2 的过程中，亮度由最亮又变到最亮，由干涉原理可知，当路程差（即 薄膜厚度的 2 倍）等于半波长的偶数倍，出现亮条纹，知路程差减小为 λ，则 A 的高度增加  ，CD 错误。 2 故选 B。 7．B 【详解】 A．光纤通信是利用了光的全反射原理，故 A 正确，但不符合题意。 B．狭义相对性原理认为，在任何惯性参考系中，物理规律都相同，故 B 错误。 C．全息照相应用了光的干涉原理，同时还要应用激光进行全息照相，故 C 正确，但不符 合题意。 D．由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以 最先消失的为绿光，故 D 正确，但不符合题意。 故选 B。 8．D 【详解】 ABCD．铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致， 如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处 光波会加强，所以干涉条纹应是基本水平的。故 D 正确。 故选 D。 9．D 【详