4.3光的干涉课后练习能力提升(word版含答案)

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名称 4.3光的干涉课后练习能力提升(word版含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-05 16:34:14

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文档简介

4.3光的干涉课后练习能力提升--2021_2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修一
练习
一、单选题,共10小题
1.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间距离为,双缝到光屏的距离为,调整实验装置使光屏上见到清晰的干涉条纹。关于该干涉条纹及改变条件后其变化情况,下列叙述中正确的是(  )
A.屏上所有暗线都是从双缝中出来的两列光波的波谷与波谷叠加形成的
B.若将光屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
C.若只减小双缝间距,屏上两相邻明条纹间距离变小
D.若只改用频率较大的单色光,屏上两相邻明条纹间距离变大
2.用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜,所观察到的干涉条纹为(  )
A. B.
C. D.
3.某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片,在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数,以下措施可行的是(  )
A.增大单缝到双缝的距离 B.换用间距更大的双缝
C.换用更长的遮光筒 D.换用红色的滤光片
4.在水面下同一深处有两个点光源P、Q,能发出不同颜色的光。当它们发光时,在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光,以下说确的是(  )
A.P光的频率大于Q光
B.P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长
C.P光在水中的传播速度小于Q光
D.让P光和Q光通过同一双缝干涉装置,P光条纹间的距离小于Q光
5.光学知识在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是(  )
A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的反射
B.抽制高强度纤维细丝,可用激光监控其粗细,是利用了光的偏振
C.利用光导纤维传送图象,是利用光的全反射现象
D.照相机的镜头表面镀有一层膜,使照相效果更好,是利用了光的衍射
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
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(  )
A. B. C. D.
8.下列说法正确的是( )
A.不同色光在同一种均匀介质中的传播的速度相同
B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的全发射形成的
C.杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故
9.如图所示,两束不同的单色细光束a、b,以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中,其出射光恰好合为一束。以下判断正确的是(  )
A.在同种介质中b光的速度较大
B.该玻璃三棱镜对a光的折射率较大
C.若让a、b光分别通过同一双缝装置,在同位置的屏上形成干涉图样,则b光条纹间距较小
D.若将a、b两束光以相同的入射角从空气射向水面,则可能a光不发生全反射而b光发生全反射
10.如图甲所示,用蓝色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况,观察到A处如图乙所示条纹中O的情况,下列说法正确的是(  )
A.条纹是光在标准板M的上表面反射和N的上表面反射叠加而成的
B.N的上表面A处向上凸起
C.将之间的薄片向右拉出一些,条纹会变密集
D.若改用绿光照射,条纹会变密集
二、多选题,共5小题
11.如图所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。则下列说法正确的是(  )
A.玻璃砖对a光的折射率为
B.b光的频率比a光的频率大
C.b光从玻璃射向空气发生全反射的临界角大于45°
D.b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度大
E.经同一套双缝干涉装置发生干涉,a光干涉条纹间距比b光更宽
12.如图,A、B两束单色光垂直射入梯形玻璃砖,在O1点只有单色光A射出,O2处的反射光没有画出。下列说法正确的是_________。
A.从O2点射出的光束p是单色光B
B.A光的频率比B光的频率低
C.在玻璃中,A光的速度比B光的速度小
D.在真空中,B光的波长比A光的波长短
E.分别用A、B两束光通过同一装置观察双缝干涉现象,A光产生的干涉条纹间距比B光的大
13.由红光和蓝光组成的复色光以相同的入射角射到介质I和II的界面MN,折射后分为a、b两束光。下列说法正确的是(  )
A.a为红光,b为蓝光
B.a为蓝光,b为红光
C.在介质II中传播相同距离,b光所用时间短
D.增大复色光的入射角,b光先发生全反射
E.用同一双缝干涉仪做实验,a光条纹间距较小
14.表面附着油膜的透明玻璃片,当有阳光照射时,可在表面和玻璃片的边缘分别看到彩色图样,则(  )
A.两者都是色散现象
B.两者都是干涉现象
C.前者是干涉现象,后者是折射现象
D.前者是色散现象,后者不是色散现象
15.利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差(约为微米量级),实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶,为标准金属丝,直径为; 为待测金属丝,直径为;两者中心间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面,观察到的干涉条纹如图乙所示,测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是(  )
A.与直径相差越大,越小
B.与直径相差越大,越大
C.
D.
三、填空题,共3小题
16.两束不同频率的单色光a、b以相同的入射角从空气射入玻璃砖中,发生了如图所示的折射现象,且α>β。在玻璃砖中,a光的传播速度________(填“大于”“小于”或“等于”)b光的传播速度;若光束从玻璃砖射向空气,则b光的临界角比a光的临界角________(填“大”或“小”);若用a、b两种光分别通过同样的装置做双缝干涉实验时,a光的干涉条纹间距________(填“宽”或“窄”)。
17.如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,用波长为5.30×10-7m的激光,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m.则在这里出现的应是__________(填“明条纹”或“暗条纹”).
18.判断下列说法的正误。
(1)用白光做双缝干涉实验时屏幕各处均是彩色条纹。(____)
(2)频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定。(____)
(3)用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹。(____)
(4)用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时,从两个狭缝到屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹。(____)
(5)在双缝干涉实验装置一定的情况下,光的波长越长,条纹间距越大。(____)
(6)水面上的油膜呈现彩色条纹,是油膜表面反射光与入射光叠加的结果。(____)
四、解答题,共2小题
19.如图所示,双缝干涉测波长的实验中,双缝、的间距,双缝到光屏的距离,光屏上的P点到、的距离之差,现用某单色光在空气中做双缝干涉实验,测得两条相邻亮条纹的中心间距,光在空气中的传播速度。
(1)求单色光的波长和频率;
(2)判断P处是亮条纹还是暗条纹(写出判断依据)。
20.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?
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.B
【详解】
A.从双缝中出来的两列光波的波谷与波峰叠加形成暗线,故A错误;
B.根据双缝干涉条纹的间距公式
可知将光屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹,故B正确;
C.根据双缝干涉条纹的间距公式
可知,若只减小双缝间距d,屏上两相邻明条纹间距离变大,故C错误;
D.频率变大,波长变短,根据间距公式可知条纹间距变短,故D错误;
故选B。
2.B
【详解】
由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程差,则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必然是水平的,由此可知只有选项B正确。
故选B。
3.B
【详解】
若要增加从目镜中观察到的条纹个数,则需要减小条纹间距,根据
可知,增大单缝到双缝的距离对条纹间距无影响;换用间距更大的双缝可减小条纹间距;换用更长的遮光筒可增大条纹间距;红光的波长大于绿光,则换用红色的滤光片条纹间距变大。
故选B。
4.B
【详解】
A.在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光,证明此时P光全反射的临界角大于Q光,由全反射临界角公式
说明P光的折射率小于Q光,所以P光的频率小于Q光,故A错误;
B.由题可知,P光的折射率小于Q光,那么P光在水中的传播速度大于Q光,所以P光在水中传播的波长大于Q光在水中传播的波长,故B正确;
C.由光在介质中的传播速度可知
P光的折射率小于Q光,P光在水中的传播速度大于Q光,故C错误;
D.双缝干涉相邻等宽条纹间距
P光的波长大于Q光的波长,所以P光条纹间的距离大于Q光,故D错误。
故选B。
5.C
【详解】
A.检查光学平面的平整程度是利用标准平面样板与检查平面所围成的空气薄膜两面的反射光进行叠加,而形成光的薄膜干涉现象,故A错误;
B.激光束越过细丝时产生的衍射条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,故B错误;
C.光导纤维束内传送图象是利用了光由光密介质到光疏介质时会发生全反射的现象,故C正确;
D.光学镜头上的增透膜是利用增透膜前后表面反射的光发生干涉现象减弱反射光的,故D错误;
故选C。
6.A
【详解】
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,故A正确;
B.若明暗相间的条纹相互平行,说明肥皂液薄膜的厚度变化是均匀的,故B错误;
C.由于紫光的波长比红光的小,故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小,故C错误;
D.薄膜上的干涉条纹基本上是水平的,故D错误。
故选A。
7.B
【详解】
第一条暗条纹到两个波源的光程差为,第二条暗条纹到两个波源的光程差为,由于
因此
故选B。
8.D
【详解】
A.根据 ,不同色光在同一种均匀介质中的传播的速度不相同,A错误;
B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由油膜的两个表面反射的两列光发生干涉形成的,B错误;
C.杨氏双缝干涉实验中,根据 ,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大,C错误;
D.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故,D正确。
故选D。
9.C
【详解】
AB.根据光路图可知,b光偏折比较大,则b光的折射率较大,根据
可知,b光在介质中传播速度较小,故AB错误;
C.由于b光的折射率大,则频率高,波长小,根据
可知,b光的条纹间距较小,故C正确;
D.将a、b两束光以相同的入射角从空气射向水面,从光疏到光密,不会发生全反射,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】
A.条纹是光在标准板M的下表面反射和N的上表面反射叠加而成的。故A错误;
B.空气薄膜厚度从左向右依次增大,又因为同一条纹上各处空气薄膜厚度相同,所以N的上表面A处空气厚度与左边相同,即向上凸起。故B正确;
C.将之间的薄片向右拉出一些,空气薄膜厚度依次减小,观察到的条纹宽度会变大,所以条纹会变稀疏。故C错误;
D.若改用绿光照射,入射光的波长变长,相邻明(暗)条纹会变大,所以条纹变稀疏。故D错误。
故选B。
11.ABE
【详解】
A.根据折射定律可知,玻璃砖对a光的折射率为
故A正确;
B.b光比a光的偏折程度大,所以b光的频率比a光的频率大,故B正确;
C.根据折射定律可知,玻璃砖对b光的折射率为
b光从玻璃射向空气发生全反射的临界角为
故C错误;
D.a、b光在玻璃中的传播速度分别为
根据nb>na可知va>vb,故D错误;
E.由于b光的频率比a光的频率大,所以a光的波长比b光的波长大,根据双缝干涉条纹间距公式
可知经同一套双缝干涉装置发生干涉,a光干涉条纹间距比b光更宽,故E正确。
故选ABE。
12.BDE
【详解】
A.单色光B在O1、O2的入射角相等,在O1点单色光B没有射出,在O2也不会射出,故A错误;
B.单色光B在O1点发生全反射,A光没有发生全反射,所以A光的频率比B光的频率低,故B正确;
C.A光的频率比B光的频率低,由
可知在玻璃中,A光的速度比B光的速度大,故C错误;
D.由
可知在真空中,B光的波长比A光的波长短,故D正确;
E.分别用A、B两束光通过同一装置观察双缝干涉现象,因为A光的波长长,A光所以产生的干涉条纹间距比B光的大,故E正确。
故选BDE。
13.BCE
【详解】
AB.由图可知a光的偏折成度大,则a光的折射率大,a为蓝光,b为红光,选项A错误,B正确;
C.a光的折射率大,根据可知a光在介质中的传播速度小,在介质II中传播相同距离所用时间长,b光所用时间短,选项C正确;
D.a光的折射率大,根据可知a光的临界角小,增大复色光的入射角,a光先达到临界角,先发生全反射,选项D错误;
E.a光的折射率大,波长小,根据可知用同一双缝干涉仪做实验,a光条纹间距较小,选项E正确。
故选BCE。
14.AC
【详解】
阳光照射到油膜上,油膜前后表面的反射光干涉形成彩色图样,是干涉现象,阳光照在边缘棱角处,由于折射产生彩色图样,是折射现象,两者都属于色散现象,选项A、C正确,B、D错误。
故选AC。
15.AD
【详解】
AB.设标准平面的玻璃晶之间的夹角为θ,由空气薄膜的干涉条件可知
所以A与直径相差越大,θ越大,越小,A正确,B错误;
CD.由题设条件,则有
由空气薄膜干涉的条件,有
2 Ltanθ=
联立解得
C错误,D正确。
故选AD。
16.大于 小 宽
【详解】
[1]由折射定律
知,b光的折射率较大,则b光的频率较大,根据
可知,在同种介质中,b光的传播速度较小;
[2]由
可知,折射率大的临界角小,即b光的临界角比a光的临界角小;
[3]a光的频率小,波长大,则用同样的装置做双缝干涉实验时,根据
可知,a光的干涉条纹间距宽,b光的干涉条纹间距窄。
17.暗条纹
【详解】
波长为5.30×10-7m,路程差7.95×10-7m=3×(0.5×5.30×10-7)m,为半波长的奇数倍,故为暗条纹。
18.错误 错误 正确 错误 正确 错误
【详解】

19.(1),;(2)暗条纹,判断依据见解析
【详解】
(1)据干涉实验相邻亮条纹间距公式可知
根据波长频率公式可知
代入数据得

(2)P到、的距离之差
单色光的波长
由此可知
所以P点为暗条纹。
20.暗,亮
【详解】
由得

故点出现暗条纹
放入的介质中,
由得

故点出现亮条纹答案第1页,共2页
答案第1页,共2页