4.3光的干涉 同步练习(word解析版)

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名称 4.3光的干涉 同步练习(word解析版)
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文件大小 466.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-10 05:59:27

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文档简介

2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
4.3光的干涉 同步练习(解析版)
1.教室内两盏相同的普通白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为(  )
A.两盏灯亮度不同
B.灯光的波长太短
C.两灯光的振动频率不同
D.电灯发出的光不稳定
2.如图所示为光的双缝干涉实验装置示意图,下列说法正确的是(  )
A.若P点是亮条纹,说明该处是光的加强区域,P点到双缝的路程差为半波长的奇数倍
B.照射单缝S的单色光的频率越大,光屏上出现的条纹间距越大
C.若将单缝S去掉,再将缝封住仅留下,则白光通过后光屏上会出现彩色条纹,但不是干涉条纹
D.撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度,光屏上一直出现明暗相间条纹
3.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏。当让一束阳光照射A屏时,C屏上并没有出现干涉条纹,移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是(  )
A.单缝S太窄 B.单缝S太宽
C.S到和距离不相等 D.阳光不能作为光源
4.如图所示为一显示薄膜干涉及现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯.往火焰上洒些盐后,在肥皂膜上观察到干涉图象应是图中的( )
A. B. C. D.
5.下列说法错误的是(  )
A.全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
B.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光
D.鸣笛汽车驶近路人的过程中,波源的频率增大
6.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(  )
A.x2=x1
B.x2>x1
C.该矿泉水的折射率为
D.该矿泉水的折射率为
7.如图,a和b两单色光,以适当的角度向半圆形玻璃砖射入真空,出射光线都从圆心O沿Oc方向射出,则下列说法正确的是(  )
A.a光的频率比b光的频率小
B.a光的全反射临界角比b光的全反射临界角小
C.分别通过同一双缝干涉装置,a光比b光的相邻亮条纹间距大
D.两光在同一介质中传播,a光的传播速度比b光的传播速度大
8.如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图,图中①是光源,②是滤光片,③是单缝,④是双缝,⑤是光屏,下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是
A.增大④和⑤之间的距离
B.增大③和④之间的距离
C.将绿色滤光片改成蓝色滤光片
D.增大双缝之间的距离
9.在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,一同学经调节后使单逢和双缝在竖直方向相互平行,分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝来完成实验,其它条件不变,该同学用间距为d1的双缝观察到的干涉条纹是(  )
A. B.C.D.
10.如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
11.某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心之间的距离为,下列说法正确的是(  )
A.中央亮纹最亮最宽
B.测得单色光的波长
C.将单缝向双缝靠近,干涉条纹变宽
D.将屏向远离双缝的方向移动,可以增加从目镜中观察到的条纹个数
12.a、b、c三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖,如图所示,光线b正好过圆心O,光线a、c从光线b的两侧对称入射,光线a、c从玻璃砖下表面进入空气后分别与光线b交于P、Q两点,则下列说法正确的是(  )
A.玻璃对三种光的折射率关系为na>nb>nc
B.玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率
C.在相同条件下进行双缝干涉实验,a光的相邻亮条纹间距比c光的窄
D.a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需的时间长
13.如图所示,一束复色光射入玻璃圆球,经折射一反射—折射后以a、b两束单色光离开玻璃球,下列说法正确的是(  )
A.a光的频率小于b光的频率
B.a光在玻璃球中的传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度
C.a、b光在玻璃球中的波长均大于在真空中的波长
D.a、b光从玻璃射向空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角
E.用同一台双缝干涉仪做双缝干涉实验,a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距
14.如图甲所示,在平静的湖面下有一个点光源S,它发出的是两种不同颜色的a光和b光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为由ab两种单色光构成的复色光的圆形区域,周边为环状区域,且为a光的颜色(图乙为俯视图)。则以下说法中不正确的是 ( )
A.水对a光的折射率比b光的大
B.a光在水中的传播速度比b光的大
C.a光的频率比b光的大
D.在同一装置的单缝衍射实验中,a光的中央亮条纹比b光的中央亮条纹窄
15.下列说法正确的是________。
A.同频率的两列机械波相遇叠加,振动减弱区的质点总是静止不动的
B.若用同一杨氏双缝干涉装置,在相同条件下先后用红光、蓝光进行实验,则相邻红条纹间距比相邻蓝条纹间距大
C.当观察者远离声源而去时,观察者接收到的声波频率比声源发出声波的实际频率大
D.根据狭义相对论可知,若物体的速度增大了,则其质量也一定相应地增大
16.在双缝干涉实验中,光的频率越高,光屏上出现的条纹越宽(________)
17.空间两列光相遇能发生干涉的条件是__________,干涉条纹的特点是____________________.
18.如图所示,在双缝干涉实验中,S1、S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P到S1、S2的距离之差为,现分别用A、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。
(1)若A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4l0-7m,则P点是亮条纹还是暗条纹;
(2)若B光在某介质中的波长为3.15l0-7m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°,则P点是亮条纹还是暗条纹。
19.在双缝干涉实验中,用频率的单色光照射双缝,若屏上点到双缝距离之差为,则点将出现什么条纹?若将整个装置放入折射率的介质中进行上述实验,则点又将出现什么条纹?
参考答案
1.C
【详解】
一般情况下,两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的,由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况才是相同的,因此两个普通白炽灯发出的光相遇时,振动频率不同,不符合干涉产生的条件,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.C
【详解】
A.若P点是亮条纹,说明该处是光的加强区域,P点到双缝的路程差为波长的整数倍,故A错误;
B.照射单缝S的单色光的频率越大,波长越短,由
可知,光屏上出现的条纹间距越小,故B错误;
C.若将单缝S去掉,再将缝封住仅留下,则白光通过后光屏上会出现单缝衍射的彩色条纹,故C正确;
D.撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度,光屏上将先出现衍射条纹后出现亮区,不能一直出现明暗相间的条纹,故D错误。
故选C。
3.B
【详解】
双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的,单缝的宽度应比较小,由题意知,这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽,得不到线光源。
故选B。
4.D
【详解】
在肥皂膜上观察到的干涉图象应是水平平行等距的彩色条纹,选项D正确.
5.D
【详解】
A.全息照相借助于一束相干的参考光,利用物光和参考光的光程差,同时记录光波的振幅与相位的信息,利用了光的干涉现象,故A不符题意;
B.光纤通信利用了光的全反射原理,则光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大,故B不符题意;
C.紫外线能使荧光物质发光,制成验钞机来验钞,故C不符题意;
D.根据多普勒效应可知,当两物体以很大的速度互相靠近时,感觉频率会增大,远离时感觉频率会减小,所以鸣笛汽车驶近路人的过程中,路人听到的声波频率与该波源的相比增大,但波源的频率不变,故D符合题意;
故选D。
6.C
【详解】
AB.根据双缝干涉条纹的间距公式
可以知道光在水中的波长小于空气中的波长,所以在水中的干涉条纹间距小于填充前的干涉条纹间距,所以AB错误;
CD.根据双缝干涉条纹的间距公式
可得
所以
故C正确,D错误。
故选C。
7.B
【详解】
由图可知,从玻璃射入真空,两种单色光的入射角不同,折射角相同,根据光的折射定律
可知a光的折射率大。
AC.a光的折射率大,a光的频率比b光的频率大,a光的波长比b光的波长小,
通过同一双缝干涉装置,相邻亮条纹间距
可知a光比b光的相邻亮条纹间距小。故AC错误;
B.全反射临界角
因为a光的折射率大,所以a光的全反射临界角比b光的全反射临界角小,故B正确;
D.光在介质中传播速度
因为a光的折射率大,两光在同一介质中传播,a光的传播速度比b光的传播速度小,故D错误。
故B正确。
8.A
【详解】
依据双缝干涉条纹间距规律△x=λ,可知:增大④和⑤之间的距离L,由上式知,可增大相邻两条亮纹之间的距离,故A正确.△x与单缝和双缝间的距离无关,故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离,故B错误.绿光的波长比蓝光长,由上知,将绿色滤光片改为蓝色滤光片,干涉条纹的间距减小,故C错误.增大双缝之间的距离d,干涉条纹的间距减小,故D错误.故选A.
【点睛】
本实验中要获得相干光源,方法是利用滤光片、单缝、双缝组合得到,要知道装置的原理.记住条纹间距的表达式△x=λ,并理解其中各个量的含义.
9.C
【详解】
根据 ,d越小,条纹越宽;因为单逢和双缝在竖直方向相互平行,所以条纹沿竖直方向。
故选C。
10.C
【详解】
据光的干涉产生的条纹间距满足该关系Δx=Lλ/d,由此可知,增加S1与S2的间距,条纹间距减小,A选项错误;减小双缝到屏的距离,条纹间距减小,B选项错误;将绿光换成红光,波长增加,条纹间距增大,C选出正确;绿光换成紫光,波长变小,条纹间距减小,D选项错误.
11.B
【详解】
A.中央亮纹最亮,但是中央亮纹宽度与其他亮纹宽度相同,所以A错误;
B.根据
解得单色光的波长
所以B正确;
C.根据
可知,将单缝向双缝靠近,干涉条纹保持不变,所以C错误;
D.将屏向远离双缝的方向移动,则l变大,条纹宽度变大,则可以减小从目镜中观察到的条纹个数,所以D错误;
故选B。
12.BCD
【详解】
AB.根据光的折射定律,光路偏折的角度越大,该光的折射率越大,由图可知,玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率,但b光正好过圆心O,沿直线传播,无法判断其折射率,故A错误,B正确;
C.由公式
可知,折射率越大,波长越短,玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率,所以a光的波长较短,在相同条件下进行双缝干涉实验,条纹间距为
可知,波长越短,条纹间距越窄,故C正确;
D.由公式
得a光在玻璃砖中的速度小,且从光路图可知a光在玻璃砖中的路程长,所以a光在玻璃砖中的传播时间长,故D正确。
故选BCD。
13.BDE
【详解】
A.由光路图可知,a光的偏折程度大于b光,可知a光的折射率较b光大,则a光的频率大于b光的频率,选项A错误;
B.根据
可知,a光在玻璃球中的传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度,选项B正确;
C.a、b光在玻璃球中的速度均小于真空中的速度,根据
可知,两种光的波长均小于在真空中的波长,选项C错误;
D.根据
可知,a、b光从玻璃射向空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角,选项D正确;
E.根据
因a光的波长较b光小,则用同一台双缝干涉仪做双缝干涉实验,a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距,选项E正确。
故选BDE。
14.ACD
【详解】
A.a光照射的面积较大,知a光的临界角较大,根据,知a光的折射率较小,故A不正确,符合题意。
B.根据,知a光在水中传播的速度较大,故B正确,不符合题意;
C.折射率小,光的频率也小,所以a光的频率小于b光,故C不正确,符合题意;
D.a光的频率比b光的小,则a光的波长比b光的长,a光的波动性强,更容易发生明显衍射现象,因此,在同一装置的单缝衍射实验中,a光的中央亮条纹比b光的中央亮条纹宽。故D不正确,不符合题意。
15.BD
【详解】
A.同频率的两列机械波相遇叠加,当两列波的振幅相同时,振动减弱区的质点才可能是静止不动的,选项A错误;
B.相邻明(暗)纹间距,因实验装置相同,故d、l相同,因红光的波长比蓝光的波长大,故相邻红条纹间距比相邻蓝条纹间距大,选项B正确;
C.据多普勒效应可知,当观察者远离声源而去时,观察者接收到的声波频率比声源发出声波的实际频率小,选项C错误;
D.根据狭义相对论可知,若物体的速度增大了,则其质量也一定相应地增大,选项D正确。
故选BD。
16.错误
【详解】
[1]在双缝干涉实验中,光的频率越高,则波长越小,根据 可知,光屏上出现的条纹越窄,则此题说法错误。
17.频率相等 明暗相间、等宽等亮的条纹
【详解】
[1]产生干涉条纹的条件为波的频率相等,且有稳定的相位差;
[2]干涉条纹的特点是明暗相间、等宽等亮的条纹。
18.(1)暗条纹;(2)明条纹
【详解】
(1)由于光从一种介质进入另一种介质中频率不变,故
根据
求得
k=3.5
于是P点出现暗条纹。
(2)对B光由临界角为37°可知

根据
求得
于是P点出现明条纹
19.暗,亮
【详解】
由得

故点出现暗条纹
放入的介质中,
由得

故点出现亮条纹