4.4 光的干涉基础巩固 2021—2022 学年高中物理教科版（2019）选择 性必修第一册 一、选择题（共 15 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． 3．如图所示， a 、 b 为两束不同频率的单色光，以 45 的入射角射到上下表面平行的玻璃砖的上表面，直 o 线 OO� 与玻璃砖上下表面垂直且与其上表面交于 N 点，入射点 A 、 B 到 N 点的距离相等，经玻璃砖上表面 折射后两束光相交于图中的 P 点，则下列说法正确的是（　　） A．在真空中， a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 B．在玻璃中， a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 C．同时增大入射角（入射角始终小于 90 ），则 a 光在下表面先发生全反射 o D．对同一双缝干涉装置， a 光的干涉条纹间距比 b 光的干涉条纹间距宽 4．如图所示用 a、b 两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样，现让 a、b 两种单色光组成 的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖，光的传播路径和方向可能正确的是（ ） A． B． C． D． 5．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型(如图甲、乙所示)，都采用了类比推理的方 法．下列事实中，主要采用类比推理的是(　　) A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型 B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律 C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律 D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波 6．如图所示是一种自行车塑料尾灯的截面图，这种尾灯中并没有灯泡，夜间行驶时，后方来的汽车灯光 照到这种尾灯上时，尾灯就变得十分明亮，引人注目，这种灯的原理是利用了（　　） A．光的全反射 B．光的折射 C．光的色散 D．光的干涉 7．如图所示，用频率为 f 的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的 P 点出现第 2 条暗条纹，已知光速为 c，则 P 到双缝 S1、S2 的距离之差|r1－r2|应为（　　） c 2 A． f 3c 2 B． f 3c C． f 5c 2 D． f 8．下列说法中正确的是（　　） A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用了光的干涉 B．通过两支夹紧的笔杆缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 C．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的衍射现象 D．利用光的干涉原理可以检查光学平面的平整程度 9．如图所示，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．在真空中 a、b、c 三色光的传播速度相同 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，从介质中沿某方向射入空气，b 光恰能发生全反射，则 c 光也一定 能发生全反射 10．如图甲所示，某同学用双缝干涉实验装置测量光的波长。已知双缝间的距离 d=0.20mm，双缝到屏间 的距离 L=60.0cm。接通电源，点亮光源，调整装置，当屏上出现干涉图样后，转动测量头上的手轮，移动 分划板使分划板的中心刻线与某条亮条纹中心对齐时，游标卡尺（10 分度）的示数如图乙所示；然后再转 动手轮，分划板的中心刻线向右移动，当分划板的中心刻线与另一条亮条纹中心对齐时，游标卡尺的示数 如图丙所示。已知这两条亮条纹中间还有四条亮条纹，则测得光的波长为（　　） A． 2 �10 7 m B． 4 �107 m C． 6 �107 m D． 8 �107 m 11．利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃 板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之 间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列 说法正确的是（　　） A．干涉条纹是样板的上、下两个表面的反射光干涉形成的 B．当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小 C．当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变 D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的 12．劈尖干涉是一种薄膜干涉，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两 玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。现从所示 装置中抽去一张纸片，从上往下看到的干涉条纹是（　　） A． B． C． D． 13．铁丝圈上附有肥皂沫，竖直放置时，可以观察到上疏下密的彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化 B．肥皂膜前后两个面的侧视形状为上薄下厚的梯形 C．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹 D．将铁丝圈右侧的把柄向上转动 90�，条纹也会跟着转动 90� 14．图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中要增大观察到的条纹间距，正确的做法是（　 ） A．增大双缝与测量头间的距离 B．减小单缝与双缝间的距离 C．增大透镜与单缝间的距离 D．减小单缝与光源间的距离 15．下列有关光现象的说法正确的是（ ） A．在光的双缝干涉实验中，若仅将双缝间距变小，则条纹间距一定变大 B．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射 C．相同衍射装置，紫光的衍射现象比红光明显 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 二、填空题（共 4 题） 16．用不同颜色的光进行干涉实验，条纹间距______，红光条纹间距最______、黄光条纹间距比红光____ __，用蓝光时更小。 17．利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距 d，双缝到光屏间的距离 1，用某种单色光照射双缝得到 干涉条纹 （1）波长的表达式 ______（用△x、1, d 表示） （2）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______（填 “变大”、或“变小”）． 18．激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，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，待测物体的速度 与二次曝光的时间间隔 二次曝光时间间隔 、双缝到屏之距离 以及相邻亮纹间距 的乘积等于双缝间距，实验中可测得 ，若所用的激光波长为 ，则该实验确定 物体运动速度的表达式为______________ ． 19．（1）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺（如图）测量出从 悬点量到摆球的最底端的长度 L  0.8840m ，再用游标卡尺（如图）测量出摆球直径 D = __________ m ， 则单摆摆长 l  __________ m 。测周期时，当摆球经过___________位置时开始计时并计为第 1 次，测得第 N 次（约 30~50 次）经过该位置的时间为 t ，则周期为___________。 （2）以下是一些有关高中物理实验的描述，其中不正确的是___________。 A．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距将 变窄 B．在“验证动量守恒定律”实验中，斜槽可以不光滑，但必须保持其末端切线水平 C．在“用单摆测定重力加速度”实验中如果摆长测量无误，但测得的 g 值偏小，其原因可能是将全振动的次 数 n 误计为 n  1 D．在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面 aa ' 与 bb ' 间的距离越小实验误差越小 三、综合题（共 4 题） 20．取两块平板玻璃，用手指把它们紧紧捏在一起，会从玻璃板面上看到许多彩色花纹，改变用力的大小， 花纹的颜色和形状也随之改变，请试一试，并思考产生这一现象的原因。 21．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则 将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用 的薄膜材料的折射率为 n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为 ν＝8.1×1014 Hz. (1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是______________________________． (2)这种“增反膜”的厚度至少是多少？ (3)以下有关薄膜干涉的说法正确的是 (　　) A．薄膜干涉说明光具有波动性 B．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行 C．干涉条纹一定是彩色的 D．利用薄膜干涉也可以“增透” 22．利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题 (1)用图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？ (2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为 1.38 的氟 化镁，为了使波长为 5.52×10－7 m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度 23．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。 参考答案 1．A 2．D 3．D 4．C 5．C 6．A 7．B 8．D 9．A 10．C 11．B 12．B 13．C 14．A 15．A 16．不同 大 17．   d� x l 18． v  L xt 19．0.0186 小 变小 0.8933 平衡 2t n 1 D 20． 将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生的。两块平玻璃片紧 紧捏在一起，从而形成空气薄层，其表面出现频率相同的光，进行相互干涉，因波长