4.3光的干涉基础演练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.3光的干涉基础演练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 197.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 18:37:46 | ||
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文档简介
基础演练——光的干涉
一、单选题（共6题，每题5分，共30分）
1．双缝干涉实验时，用黄光作为入射光照射双缝，在光屏上出现干涉图样。改用蓝光再次进行实验，看到的图样（ ）
A．条纹变宽，间距均匀 B．条纹变宽，间距不均匀
C．条纹变窄，间距均匀 D．条纹变窄，间距不均匀
2．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射物品产生的热效应大大降低，因而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯能降低热效应的原因之一，是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来热效应最显著的红外线，以表示红外线在该薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度可能是（ ）
A． B． C． D．
3．、两单色光分别通过同一双缝干涉实验装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若，则下列说法正确的是（ ）
A．光的光子能量小于光的光子能量 B．在真空中光的波长小于光的波长
C．在玻璃中光的波长小于光的波长 D．在玻璃中光的传播速度小于光的传播速度
4．下列说法错误的是（ ）
A．一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可以同时湮灭，转化为光子
B．为避免自感引起火灾，大功率电动机的开关应装在金属壳中，或浸在绝缘油中
C．制作晶体管、集成电路只能使用单晶体，如单晶硅、单晶锗
D．相机的镜头镀膜后在阳光下是彩色的，产生的原因是光的衍射
5．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B、C两点射出（不考虑光在玻璃砖中的反射），其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则a光照亮的水面区域大
6．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
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
7．双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n为自然数，λ为光波波长）（ ）
A．在与双缝的距离之差相等的点形成暗条纹
B．在与双缝的距离之差为nλ的点形成亮条纹
C．在与双缝的距离之差为n的点形成亮条纹
D．在与双缝的距离之差为λ的点形成暗条纹
8．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B，C两点射出，其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．在玻璃砖中，b光的传播速度一定大于a光的传播速度
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
E.若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光照亮的水面区域大
9．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
10．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）
A．干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化造成的
C．若平薄凸透镜的圆弧面半径增大，圆环状干涉条纹的间距将变大
D．红光的圆环状干涉条纹的间距大于绿光的圆环状干涉条纹间距
E.不论用何种单色光入射，牛顿环的中央都是亮斑
11．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，双缝、之间的距离是，P为光屏，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝S时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（ ）
A．为
B．增大双缝到屏的距离，将变大
C．改用间距为的双缝，将变大
D．换用红光照射，将变大
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
12．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差r＝1.5×10－6m，当单色光波长λ1＝0.5μm时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6μm，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
13．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410-7m，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3.1510-7m，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。
14．一般认为激光器发出的是频率为的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是（也称频率宽度）。让单色光照射到薄膜表面，一部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分光称为乙光），甲、乙两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间，理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：的最大值与的乘积近似等于1，即满足，才会观察到明显的稳定的干涉现象，已知某红宝石激光器发出的激光频率，它的频率宽度，让这束单色光由空气斜射到折射率为的薄膜表面，射入时与薄膜表面成角，如图所示；
（1）求从点射入薄膜中的光的传播方向（在图中画出）及传播速度；
（2）估算在图中的情境下，能观察到明显的稳定的干涉现象的薄膜的最大厚度。
15．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5mm，测得双缝到光屏的距离为1.0m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm。则：
(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？
(2)假如把整个装置放入折射率为的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？
参考答案
1．C
2．A
3．A
4．D
5．C
6．A
7．BD
8．BCE
9．BDE
10．ABD
11．ABD
12．亮条纹，两条
13．（1）暗条纹；（2）明条纹
14．（1）略，；（2）
15．(1)，；(2)
一、单选题（共6题，每题5分，共30分）
1．双缝干涉实验时，用黄光作为入射光照射双缝，在光屏上出现干涉图样。改用蓝光再次进行实验，看到的图样（ ）
A．条纹变宽，间距均匀 B．条纹变宽，间距不均匀
C．条纹变窄，间距均匀 D．条纹变窄，间距不均匀
2．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照射物品产生的热效应大大降低，因而广泛地应用于博物馆、商店等处，这种灯能降低热效应的原因之一，是在灯泡后面放置的反光镜表面上镀了一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来热效应最显著的红外线，以表示红外线在该薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度可能是（ ）
A． B． C． D．
3．、两单色光分别通过同一双缝干涉实验装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若，则下列说法正确的是（ ）
A．光的光子能量小于光的光子能量 B．在真空中光的波长小于光的波长
C．在玻璃中光的波长小于光的波长 D．在玻璃中光的传播速度小于光的传播速度
4．下列说法错误的是（ ）
A．一个高能光子在一定条件下可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可以同时湮灭，转化为光子
B．为避免自感引起火灾，大功率电动机的开关应装在金属壳中，或浸在绝缘油中
C．制作晶体管、集成电路只能使用单晶体，如单晶硅、单晶锗
D．相机的镜头镀膜后在阳光下是彩色的，产生的原因是光的衍射
5．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B、C两点射出（不考虑光在玻璃砖中的反射），其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则a光照亮的水面区域大
6．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
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
7．双缝干涉实验中，下列说法正确的是（n为自然数，λ为光波波长）（ ）
A．在与双缝的距离之差相等的点形成暗条纹
B．在与双缝的距离之差为nλ的点形成亮条纹
C．在与双缝的距离之差为n的点形成亮条纹
D．在与双缝的距离之差为λ的点形成暗条纹
8．如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，之后分成两束分别从B，C两点射出，其中从B点射出的为a光，从C点射出的为b光。则下列说法正确的是（ ）
A．从B点射出玻璃砖的a光的频率较小
B．在玻璃砖中，b光的传播速度一定大于a光的传播速度
C．a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等
D．将a光和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较小
E.若将a光和b光分别放在水面足够大的池塘底部同一位置，则b光照亮的水面区域大
9．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
10．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）
A．干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化造成的
C．若平薄凸透镜的圆弧面半径增大，圆环状干涉条纹的间距将变大
D．红光的圆环状干涉条纹的间距大于绿光的圆环状干涉条纹间距
E.不论用何种单色光入射，牛顿环的中央都是亮斑
11．如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，双缝、之间的距离是，P为光屏，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝S时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法正确的是（ ）
A．为
B．增大双缝到屏的距离，将变大
C．改用间距为的双缝，将变大
D．换用红光照射，将变大
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
12．用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差r＝1.5×10－6m，当单色光波长λ1＝0.5μm时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6μm，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？
13．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410-7m，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3.1510-7m，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。
14．一般认为激光器发出的是频率为的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是（也称频率宽度）。让单色光照射到薄膜表面，一部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分光称为乙光），甲、乙两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉。乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间，理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：的最大值与的乘积近似等于1，即满足，才会观察到明显的稳定的干涉现象，已知某红宝石激光器发出的激光频率，它的频率宽度，让这束单色光由空气斜射到折射率为的薄膜表面，射入时与薄膜表面成角，如图所示；
（1）求从点射入薄膜中的光的传播方向（在图中画出）及传播速度；
（2）估算在图中的情境下，能观察到明显的稳定的干涉现象的薄膜的最大厚度。
15．在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5mm，测得双缝到光屏的距离为1.0m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5mm。则：
(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多少？
(2)假如把整个装置放入折射率为的水中，这时屏上相邻明条纹的间距为多少？
参考答案
1．C
2．A
3．A
4．D
5．C
6．A
7．BD
8．BCE
9．BDE
10．ABD
11．ABD
12．亮条纹，两条
13．（1）暗条纹；（2）明条纹
14．（1）略，；（2）
15．(1)，；(2)