2024-2025学年粤教版（2019）选择性必修第一册 4.4光的干涉 同步作业（含解析）
一、单选题
1．某同学在做劈尖干涉实验时，先把3片薄木片夹入两玻璃板a、b右端，观察干涉条纹，再通过调整薄木片数量以及移动薄木片位置，使条纹间距变成原来的2倍。已知薄木片厚度相同，不发生形变，薄木片左端到劈尖的距离为l，则以下操作正确的是( )
A.去掉两片薄木片，并向左移动 B.去掉两片薄木片，并向左移动
C.去掉一片薄木片，并向左移动 D.增加一片薄木片，并向左移动
2．如图所示，把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一居肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜，观察到棉线的形状为( )
A. B.
C. D.
3．如图所示，将一块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，从上往下会看到干涉条纹。现若在如图所示装置中抽去一张纸片，则条纹( )
A.向右移动 B.间距变小 C.间距不均匀 D.发生旋转
4．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θ（θ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θ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θ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
5．增透膜被广泛应用于各种光学透镜。如图，入射光1以接近法线方向入射镀膜镜片，反射光2和3在P处相干减弱，则2和3在P处的光振动图像可能为( )
A. B.
C. D.
6．利用薄膜干涉原理可以测量金属丝直径，将矩形平行玻璃板AB放在水平标准工件上面，右侧垫有粗细均匀的金属丝构成楔形空气膜，用波长为的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻两条纹中心间距离为，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点距离为L，如图所示，以下说法正确的是( )
A.条纹方向平行于CD
B.金属丝的直径
C.当金属丝向右移动少许时，条纹宽度变小
D.在同一位置换用更粗的金属丝时，条纹宽度变小
7．将两块平板玻璃一端互相重合，另一端夹一细丝，则在两玻璃之间形成一空气劈尖，当一束平行单色光照在劈尖上时，劈尖上、下两面反射回来的光构成了相干光，会产生干涉现象。根据干涉条纹的数目和间距，所用单色光的波长为λ，相邻两条暗条纹中心间距为b，劈尖角极小，可测得所夹的细丝直径D是( )
A. B. C. D.
8．关于薄膜干涉现象及其应用下列说法正确的是( )
A.如图甲所示，竖直放置的肥皂薄膜，来自前后两个面的反射光发生干涉，形成明暗相间的竖直条纹
B.如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的
C.如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹下的
D.如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的圆环状条纹
二、多选题
9．1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是( )
A.沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动
B.沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小
C.若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变
D.若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动
10．把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法中正确的是( )
A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.增大薄片的厚度，条纹间距变小
D.观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧
11．1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个相同的相干光源。光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，则下列说法正确的是( )
A.若将光屏向右移动，光屏上条纹间距增加
B.若将S向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距增大
C.若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
D.若将平面镜向右移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小
三、计算题
12．在双缝干涉实验中，是哪两列光波相互叠加而发生干涉？它们为什么是相干光波？
13．图是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源透过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两束光线叠加而成的？为什么有的地方出现亮条纹，而有的地方出现暗条纹？
参考答案
1．答案：A
解析：设劈尖的倾角为，条纹间距为，由于很小，则有
可得
设每片薄木片总厚底为d，则有
为了使条纹间距变成原来的2倍，则变为原来的。
A.去掉两片薄木片，并向左移动，则有
故A正确；
B.去掉两片薄木片，并向左移动，则有
故B错误；
C.去掉一片薄木片，并向左移动，则有
故C错误；
D.增加一片薄木片，并向左移动，则有
故D错误。
故选A。
2．答案：D
解析：先把个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜。膜中分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以产生收缩效果；用烧热的针刺破a侧的薄膜，b中的水膜能使b的面积最小。
故选D。
3．答案：A
解析：B.根据薄膜干涉的规律有
（，2，3…）
令上侧平板玻璃倾角为θ，则有
结合上述解得
若装置中抽去一张纸片，倾角θ减小，则条纹间距增大，故B错误；
A.结合上述，装置中抽去一张纸片，则条纹间距增大，由于空气薄膜水平方向间距一定，则条纹数目减小，即条纹向右移动，故A正确；
C.结合上述可知，条纹间距分布均匀，故C错误；
D.结合上述可知，条纹间距水平向右移动，不会发生旋转，故D错误。
故选A。
4．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θ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θ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。
5．答案：C
解析：由图可知2和3两束光传播方向相反，在P处相干减弱，所以两束光在P处振动方向相反，根据同侧法可知C正确。故选C。
6．答案：D
解析：A.根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误；
B.设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为，由几何关系有
当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为
由几何关系有
则
则
故B错误；
C.当金属丝向右移动少许时，即L增大，则增大，条纹宽度增大，故C错误；
D.在同一位置换用更粗的金属丝时，L不变，d增大，则减小，条纹宽度变小，故D正确。
故选D。
7．答案：C
解析：根据劈尖干涉原理可知相邻干涉条纹表示尖劈的上下表面厚度为，故由图可知在细丝左侧上下表面的高度差为，根据，可解得，C正确。
8．答案：C
解析：A.如图甲所示，竖直放置的肥皂薄膜，来自前后两个面的反射光发生干涉，由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗条纹，故A错误；
B.如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，从薄膜前后两表面反射的光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的奇数倍，故B错误；
C.如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，如果某处凹下去，则对应亮纹(或暗纹)提前出现，所以图中条纹弯曲说明此处是凹下的，故C正确；
D.如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，由于凸透镜下表面是曲面，所以空气膜厚度越往外越厚，所以看到的明暗相间的圆环状条纹越往外越密，故D错误。
故选C。
9．答案：BC
解析：作出S关于平面镜对称的点，如图1所示，则S和相当于双缝干涉实验中的双缝，若沿AO向左略微平移平面镜，则双缝间距减小，双缝到屏的距离增大，结合双缝干涉条纹间距公式可知干涉条纹间距增大，干涉条纹移动，A错误；若沿OA向右略微平移平面镜，则双缝间距d增大，双缝到屏的距离l减小，结合双缝干涉条纹间距公式可知干涉条纹间距减小，B正确；若，作出S关于平面镜对称的点，如图2所示，可知无论是沿OA向右略微平移平面镜，还是沿AO向左略微平移平面镜，S和的位置均不变，则干涉条纹不移动，干涉条纹间距不变，C正确，D错误。
10．答案：AC
解析：AB.根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，故A正确，B错误；
C.当增大薄片的厚度，即增大空气薄层的宽度，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C正确；
D.因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D错误。
故选AC。
11．答案：ABC
解析：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，该干涉现象可以看做双缝干涉，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
A.若将光屏向右移动，则双缝到光屏的距离L变大，则相邻亮条纹中心间距变大，故A正确；
B.若将S向下移动一个微小距离，则双缝间的距离d减小，所以相邻亮条纹中心间距变大，故B正确；
C.若将平面镜向下移动一个微小距离，则双缝间的距离d增大，所以相邻亮条纹中心间距变小，故C正确；
D.若将平面镜向右移动一个微小距离，则双缝间的距离d不变，双缝到光屏的距离L也不变，所以相邻亮条纹中心间距不变，故D错误。
故选ABC。
12．答案：见解析
解析：在双缝干涉实验中，是通过双缝的两列光波相互叠加发生干涉。因为单缝相当于一个线光源，把双缝照亮，通过双缝的两束光就成为了相干光波。
13．答案：见解析
解析：观察到的干涉条纹是由楔形空气薄层的上下两个表面反射的两束光叠加而成的。两束光的路程差为半波长的偶数倍的地方出现亮条纹，为半波长的奇数倍的地方出现暗条纹。
