第四章3光的干涉同步检测（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第四章3光的干涉同步检测（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 251.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 08:00:41 | ||
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文档简介
2021人教版选择性必修第一册 第四章 3 光的干涉 同步检测
一、多选题
1．a、b、c三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，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与光线b交于P、Q，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．在相同条件下进行双缝干涉实验，a的条纹间距比c窄
C．光线a、c分别从空气射入某种介质中，c发生全反射时临界角较小
D．c穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比a短
E.若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的初动能更大
2．下列说法正确的是___________．
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色的是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
B．光纤通信，全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C．做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏P上观察到干涉条纹，用红光替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样
D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
E.在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
3．煤矿中瓦斯爆炸危害极大．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示．在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．以下说法正确的是（ ）
A．如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
4．下列说法中正确的是________．
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
E.机械波和电磁波都可以在真空中传播
5．关于常见的光学常识及实验，下列表述正确的是（ ）
A．干涉、衍射及偏振现象均可体现光的波动性
B．影子的形成和泊松亮斑均说明光在均匀介质中沿直线传播
C．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象
D．在双缝干涉实验中，若仅增大双缝间距，则相邻两条亮条纹的间距变小
6．以下物理学知识的相关叙述中，正确的是（ ）
A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性
D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
E.在“测定玻璃的折射率”的实验中，若玻璃的两界面不平行，不会影响实验结果
7．下列说法中正确的是_________________
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．满足干涉条件的振幅不同的两列简谐横波相遇时，某时刻振动加强点的位
移可能比振动减弱点的位移小
C．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率发生了变化
D．光的双缝干涉实验中，仅将入射光从红光改为紫光，相邻亮条纹间距一定变小
E.机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变
8．下列说法正确的是___________
A．声源向着静止的观察者运动时，观察者接收到的频率大于声源的发声频率
B．机械波向周围传播时，介质中的质点也随波迁移
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．水面上的油膜呈现彩色条纹是由于光的干涉产生的现象
E.质点在平衡位置附近的往复运动就是简谐运动
9．在双缝干涉实验中，用蓝色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ ）
A．增大双缝间距 B．改用红色激光
C．增大屏幕与双缝的间距 D．增大光源与双缝的间距
二、单选题
10．下列说法正确的是（ ）
A．肥皂泡的表面在阳光下呈现彩色条纹是光的全反射现象
B．雨后天空中出现彩虹是光的干涉现象
C．白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹是光的干涉现象
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象
11．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是
A．P0点和P1点都是亮条纹
B．P0点是亮条纹，P1点是暗条纹
C．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
D．若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，紫光的衍射现象更明显
12．关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是（ ）
A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的
B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹
C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹
D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光
13．激光散斑测速是一种新的测速技术，它应用了光的干涉原理利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，已知“散斑对"的间距d与待测物体的速度v、二次曝光时间间隔之间满足关系式，其中K为常数。实验中可测得二次曝光时间间隔和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹间距．若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ）
A． B．
C． D．
14．在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮纹。其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A点是暗条纹位置，可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz，则入射光的波长可能是（ ）
A．8.0×10－7m B．4.8×10－7m C．4.0×10－7m D．3.4×10－7m
15．如图所示为两频率相同的相干水波独立传播到某叠加区域的示意图，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm（且在图中所示范围内振幅不变），E点是BD连线和AC连线交点，下列说法中正确的是（ ）
A．A、C两点是振动加强点
B．E点是振动减弱点
C．B、D两点在此刻的竖直高度差为8cm
D．E点此刻离开平衡位置的位移大小为4cm
16．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为，若两次实验分别用频率为的单色光a和的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是（ ）
A．单色光a和b分别照射时，均出现明条纹
B．单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹
C．单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹
D．单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹
17．以下光源可作为相干光源的是（ ）
A．两个相同亮度的烛焰 B．两个相同规格的灯泡
C．双丝灯泡 D．出自一个点光源的两束光
18．在用双缝干涉测量光的波长时，激光投射到两条相距为d的狭缝上，双缝到屏的距离为l，P点为A、B中点。A、B两点分别为第2条和第5条亮条纹的中心位置，它们间的距离为x，则关于该激光的波长和P点出现的条纹描述正确的是（ ）
A．，亮条纹 B．，暗条纹
C．，暗条纹 D．，亮条纹
19．用如图所示的实验装置在暗室中探究光的性质，左侧是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，下列说法中正确的是（ ）
A．条纹呈黄白相间
B．条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定
C．酒精灯火焰发出两种不同颜色的光照射到薄膜上，形成干涉条纹
D．在图示的情况下，从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到衍射条纹
20．下列说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的
C．射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查
D．一个裂变释放的能量是，则该核反应中质量亏损均为
三、解答题
21．用橙色光做双缝干涉实验时，测得双缝间的距离为0.1cm，双缝挡板与光屏间的距离为205cm，第1条亮线与第5条亮线中心间距为0.5cm。求橙色光的波长和频率。
22．用单色红光做杨氏双缝干涉实验，在光屏上会出现明暗相间的条纹。
(1)请画出光波通过狭缝后传播的示意图，并解释为什么屏上会出现明暗相间的条纹。
(2)若用蓝光代替红光，干涉条纹的间距会发生什么变化？为什么？
23．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？
四、填空题
24．水平放置的单色线光源S发出的光有一部分直接射到竖直光屏上，一部分通过水平放置的平面镜反射后射到屏上，这两列光相遇时发生干涉形成明暗相间的条纹。若将屏向右平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）；若将线光源S向下平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BDE
【详解】
A．由图可知，a光和c光入射角相同，但c光折射角较大，根据折射率公式可知玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率，但由于b光没有发生折射，故无法比较b光的折射率大小，故A错误.
B．由于a光的折射率大，波长较短，由：
可知在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光的窄，故B正确.
C．根据临界角公式：
可知a光发生全反射时的临界角较小，故C错误.
D．根据公式：
由于a光的折射率较大，则a光在玻璃中传播速度较小，故a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，故D正确.
E．由于a光的折射率大，故a光频率较大，若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的初动能更大，故E正确.
2．ACE
【详解】
A．肥皂泡呈现的彩色是光的薄膜干涉，露珠呈现的彩色的是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象。A正确；
B．全息照相不是利用全反射，是和光的干涉有关，B错误；
C．由可知用红光代替绿光，条纹间距变大，C正确；
D．相对论认为：高速运动的物体在运动方向上，长度变短，D错误；
E．在真空中传播的电磁波，传播速度不变，由v=λf得，频率增加时，波长变短，E正确。
故选ACE。
3．BC
【详解】
A．由于光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以中央可能是亮条纹，也可能是暗条纹，故B中气体可能含有瓦斯，也可能没有，故A错误；
B．如果屏的正中央是暗纹，必有路程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，含瓦斯，故B正确；
C．如果屏上干涉条纹不停移动说明路程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不稳定，故C正确；
D．无论用单色光还是白光照射单缝时，都能在屏上出现干涉条纹，故D错误。
故选BC。
4．BCD
【详解】
A．做简谐运动的物体，振幅反映了振动的强弱，振幅越大，振动的能量越大，故A错误；
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故B正确；
C．根据爱因斯坦的狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；
D．激光的亮度高、能量大，医学上常用激光做“光刀”来进行手术，故D正确；
E．机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，E错误。
故选BCD。
5．AD
【详解】
A．干涉、衍射及偏振现象都是光的波动性所具有的特点，故A正确；
B．泊松亮斑说明光发生了明显的衍射现象，说明光不是沿直线传播，故B错误；
C．任何障碍物都可以使光发生衍射，但只有当障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或小于波长时，才会产生明显的衍射现象，故C错误；
D．根据公式
可知，仅增大双缝间距d，则相邻两条亮条纹的间距将变小，故D正确；
故选AD。
6．ACE
【详解】
A．交警通过发射超声波测量车速，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化，是利用了波的多普勒效应，故A正确；
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，故B错误；
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确；
D．红外线的显著作用是热作用，一切物体都在辐射红外线，故D错误；
E．在“测定玻璃的折射率”的实验中，所用玻璃的两界面不平行，只要正确操作，测量结果不受影响，即测得的折射率不变，故E正确；
故选ACE。
7．BDE
【详解】
A项：物体做受迫振动时，发生共振时振幅最大，A错误；
B项：振动加强点的振幅一定比振动减弱点的振幅大，但位移不一定，B正确；
C项：在多普勒效应中，观察到的频率发生了变化，C错误；
D项：紫光波长比红光波长短，由得条纹间距变小，D正确；
E项：机械波从一种介质进入另一种介质后，频率保持不变，E正确．
8．ACD
【详解】
A．声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，观察者接收到的频率大于声源的频率，A正确；
B．机械波的传播依靠质点间的依次带动，能量以波的形式传播，但组成波的质点并不随波迁移，B错误；
C．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，C正确；
D．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的，D正确；
E．质点在平衡位置附近的往复运动属于机械运动，不一定是简谐振动，E错误．
故选ACD。
9．BC
【详解】
条纹间距公式为
若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可增大屏幕与双缝的间距l，可减小双缝间距d，可用更长波长的光（如红光）。
故选BC。
10．C
【详解】
A．肥皂泡的表面在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外表面反射的光线相互叠加产生的现象，这是光的干涉现象，故A错误；
B．雨后天空中出现彩虹是由于太阳光照射到空气中细小的水珠后，白光经水珠折射后分解成多种色光产生的，这是光的色散现象，故B错误；
C．白光通过双缝呈现彩色条纹，是光的干涉现象，故C正确；
D．增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误。
故选C。
11．B
【解析】根据出现明暗条纹的条件可知，P0点到双缝的路程差为0，出现明条纹．用600nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹，则，解得△x=λ1=600nm，则，可知P1点是暗条纹．故B正确，A错误．因橙光的波长大于紫光，则根据可知，橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相邻亮条纹间距，若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，橙光的衍射现象更明显，选项CD错误；故选B．
点睛：解决本题的关键知道波峰与波峰或波谷与波谷叠加，振动加强，波峰与波谷叠加，振动减弱．通过该关系知道形成明条纹或暗条纹的条件.
12．D
【详解】
A．若用白光作光源照射双缝，由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，相同的色光发生干涉，在光屏上出现彩色干涉条纹。故A正确，不符合题意。
B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，相当于白光照射单缝，将出现彩色的衍射条纹，白光照射产生衍射条纹的特点是中央是白色，两边是宽度不等的彩色条纹。故B正确，不符合题意。
CD．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，由于黄光和蓝光不能产生干涉，所以屏上有两光，但不是干涉条纹。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
13．C
【详解】
在波的干涉中，干涉条纹的间距
又
可得
故选C。
14．B
【详解】
AD．可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz，依据公式
可知其波长范围是4.0×10－7~7.69×10－7 m。
AD错误；
B．根据公式
（n为整数）
可知，n为偶数的地方出现亮条纹，n为奇数的地方出现暗条纹，因此n＝4时，出现距中心条纹的第二条亮纹，所以A点到两条缝的光程差
要想出现暗条纹，n需取奇数才行，当入射光波长为4.8×10－7 m时
n＝5为奇数，所以A点出现暗条纹，B选项正确。
C．当入射光波长为4.0×10－7 m时
n＝6为偶数，所以A点出现亮条纹，C错误。
故选B。
15．C
【解析】如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷． A、C两点均是波峰与波谷相遇点，所以振动减弱点，故A错误；B点是波谷与波谷相遇点，而D两点是波峰与波峰相遇点，均属于振动加强区．所以BD连线上也是振动加强区，则E点是振动加强点，故B错误；B点是波谷与波谷相遇点，则此刻相对平衡的竖直高度为4cm，而D两点是波峰与波峰相遇点，则此刻相对平衡的竖直高度为4cm，所以B、D两点在此刻的竖直高度差为8cm．故C正确；图为相干水波在t=0时刻的叠加情况，E点是平衡位置与平衡位置相遇，所以离开平衡位置的位移大小为0．故D错误；故选C．
点睛：波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零.
16．C
【详解】
双缝到光屏上P点的距离之差为半波长奇数倍时为暗条纹，光程差等于半波长偶数倍时为亮条纹
根据知，单色光a的波长
单色光b的波长
则
单色光a照射时，光程差为半波长偶数倍，为亮条纹
单色光b照射时，光程差为半波长奇数倍，出现暗条纹
故选C。
17．D
【详解】
ABC．从不同光源发出的光频率不一定相同，相位差也不恒定，所以不能作为相干光源。故ABC错误；
D．相干光源必须满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定，出自一个光源的两束光符合条件，故D正确。
故选D。
18．B
【详解】
A、B两点分别为第2条和第5条亮纹的中心位置，它们间的距离为x，则相邻条纹间距为
根据
知激光的波长为
P点为A、B中点，则P点是出现在第3和第4之间的亮纹的暗纹。
故选B。
19．B
【详解】
A．在干涉条纹的减弱区域为暗条纹，故总的条纹是明暗相间的，A错；
B．条纹的明暗情况由两列光在薄膜内的路程差决定，即条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定，故B正确；
C．发生干涉的条件是两束光的频率相同，所以颜色不同即频率不同的光不能干涉，故C错；
D．光发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸与波长差不多或小于波长，故D错。
故选B。
20．D
【详解】
A．光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是薄膜干涉形成的，故B错误；
C．X射线穿透物质的本领比γ射线弱，为了安全在机场等地用X射线探测箱内物品进行安全检查，故C错误；
D．由爱因斯坦质能方程
可得该核反应中质量亏损为
故D正确。
故选D。
21．6.1×10-7m ；
【详解】
我们可以通过第1条纹和第5条纹的距离可求得相邻条纹的间距，再通过双缝干涉条纹间距的公式即可得到光的波长，然后通过波长与频率的关系可求得频率。已知l=205cm，d=0.1cm，△y=cm
22．(1)光路见解析；当双缝到干涉屏上某点的路程差是波长的整数倍时，光屏上出现亮条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，光屏上出现暗条纹。(2)变小
【详解】
(1)画出光波通过狭缝后传播的示意图如图；
当双缝到干涉屏上某点的路程差是波长的整数倍时，光屏上出现亮条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，光屏上出现暗条纹。
(2)蓝光的波长小于红光，根据
可知，若用蓝光代替红光，干涉条纹的间距会变小。
23．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹
【详解】
如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．
频率为f1的单色光波长
λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm
频率为f2的单色光波长
λ2＝＝＝0.4×10－6 m＝0.4μm
可见
Δr＝λ1，Δr＝λ2
可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．
24．增大 增大
【详解】
[1][2]．光路如图；
如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”；根据可知，若将屏向右平移，则l变大，则相邻明条纹间距增大；若将线光源S向下平移，则d减小，则相邻明条纹间距增大。
答案第1页，共2页
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一、多选题
1．a、b、c三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，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与光线b交于P、Q，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．在相同条件下进行双缝干涉实验，a的条纹间距比c窄
C．光线a、c分别从空气射入某种介质中，c发生全反射时临界角较小
D．c穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比a短
E.若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的初动能更大
2．下列说法正确的是___________．
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色的是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
B．光纤通信，全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C．做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏P上观察到干涉条纹，用红光替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样
D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
E.在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
3．煤矿中瓦斯爆炸危害极大．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示．在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．以下说法正确的是（ ）
A．如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯
B．如果屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分不相同，可能含有瓦斯
C．如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定
D．只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹
4．下列说法中正确的是________．
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
E.机械波和电磁波都可以在真空中传播
5．关于常见的光学常识及实验，下列表述正确的是（ ）
A．干涉、衍射及偏振现象均可体现光的波动性
B．影子的形成和泊松亮斑均说明光在均匀介质中沿直线传播
C．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象
D．在双缝干涉实验中，若仅增大双缝间距，则相邻两条亮条纹的间距变小
6．以下物理学知识的相关叙述中，正确的是（ ）
A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性
D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
E.在“测定玻璃的折射率”的实验中，若玻璃的两界面不平行，不会影响实验结果
7．下列说法中正确的是_________________
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．满足干涉条件的振幅不同的两列简谐横波相遇时，某时刻振动加强点的位
移可能比振动减弱点的位移小
C．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率发生了变化
D．光的双缝干涉实验中，仅将入射光从红光改为紫光，相邻亮条纹间距一定变小
E.机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变
8．下列说法正确的是___________
A．声源向着静止的观察者运动时，观察者接收到的频率大于声源的发声频率
B．机械波向周围传播时，介质中的质点也随波迁移
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．水面上的油膜呈现彩色条纹是由于光的干涉产生的现象
E.质点在平衡位置附近的往复运动就是简谐运动
9．在双缝干涉实验中，用蓝色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ ）
A．增大双缝间距 B．改用红色激光
C．增大屏幕与双缝的间距 D．增大光源与双缝的间距
二、单选题
10．下列说法正确的是（ ）
A．肥皂泡的表面在阳光下呈现彩色条纹是光的全反射现象
B．雨后天空中出现彩虹是光的干涉现象
C．白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹是光的干涉现象
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象
11．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹；若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是
A．P0点和P1点都是亮条纹
B．P0点是亮条纹，P1点是暗条纹
C．橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
D．若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，紫光的衍射现象更明显
12．关于双缝干涉实验，若用白光作光源照射双缝，以下说法不正确的是（ ）
A．屏上会出现彩色干涉条纹，因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的
B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹
C．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上有亮光，但一定不是干涉条纹
D．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，屏上无亮光
13．激光散斑测速是一种新的测速技术，它应用了光的干涉原理利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，已知“散斑对"的间距d与待测物体的速度v、二次曝光时间间隔之间满足关系式，其中K为常数。实验中可测得二次曝光时间间隔和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹间距．若所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是（ ）
A． B．
C． D．
14．在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7m的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A点恰好是距中心条纹的第二条亮纹。其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A点是暗条纹位置，可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014Hz，则入射光的波长可能是（ ）
A．8.0×10－7m B．4.8×10－7m C．4.0×10－7m D．3.4×10－7m
15．如图所示为两频率相同的相干水波独立传播到某叠加区域的示意图，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm（且在图中所示范围内振幅不变），E点是BD连线和AC连线交点，下列说法中正确的是（ ）
A．A、C两点是振动加强点
B．E点是振动减弱点
C．B、D两点在此刻的竖直高度差为8cm
D．E点此刻离开平衡位置的位移大小为4cm
16．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为，若两次实验分别用频率为的单色光a和的单色光b进行实验，则P点出现明、暗条纹的情况是（ ）
A．单色光a和b分别照射时，均出现明条纹
B．单色光a和b分别照射时，均出现暗条纹
C．单色光a照射时出现明条纹，单色光b照射时出现暗条纹
D．单色光a照射时出现暗条纹，单色光b照射时出现明条纹
17．以下光源可作为相干光源的是（ ）
A．两个相同亮度的烛焰 B．两个相同规格的灯泡
C．双丝灯泡 D．出自一个点光源的两束光
18．在用双缝干涉测量光的波长时，激光投射到两条相距为d的狭缝上，双缝到屏的距离为l，P点为A、B中点。A、B两点分别为第2条和第5条亮条纹的中心位置，它们间的距离为x，则关于该激光的波长和P点出现的条纹描述正确的是（ ）
A．，亮条纹 B．，暗条纹
C．，暗条纹 D．，亮条纹
19．用如图所示的实验装置在暗室中探究光的性质，左侧是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，下列说法中正确的是（ ）
A．条纹呈黄白相间
B．条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定
C．酒精灯火焰发出两种不同颜色的光照射到薄膜上，形成干涉条纹
D．在图示的情况下，从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到衍射条纹
20．下列说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的
C．射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查
D．一个裂变释放的能量是，则该核反应中质量亏损均为
三、解答题
21．用橙色光做双缝干涉实验时，测得双缝间的距离为0.1cm，双缝挡板与光屏间的距离为205cm，第1条亮线与第5条亮线中心间距为0.5cm。求橙色光的波长和频率。
22．用单色红光做杨氏双缝干涉实验，在光屏上会出现明暗相间的条纹。
(1)请画出光波通过狭缝后传播的示意图，并解释为什么屏上会出现明暗相间的条纹。
(2)若用蓝光代替红光，干涉条纹的间距会发生什么变化？为什么？
23．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？
四、填空题
24．水平放置的单色线光源S发出的光有一部分直接射到竖直光屏上，一部分通过水平放置的平面镜反射后射到屏上，这两列光相遇时发生干涉形成明暗相间的条纹。若将屏向右平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）；若将线光源S向下平移，则相邻明条纹间距________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BDE
【详解】
A．由图可知，a光和c光入射角相同，但c光折射角较大，根据折射率公式可知玻璃对a光的折射率大于对c光的折射率，但由于b光没有发生折射，故无法比较b光的折射率大小，故A错误.
B．由于a光的折射率大，波长较短，由：
可知在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比c光的窄，故B正确.
C．根据临界角公式：
可知a光发生全反射时的临界角较小，故C错误.
D．根据公式：
由于a光的折射率较大，则a光在玻璃中传播速度较小，故a光比c光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间长，故D正确.
E．由于a光的折射率大，故a光频率较大，若a、c都能使某金属发生光电效应，则a打出的光电子的初动能更大，故E正确.
2．ACE
【详解】
A．肥皂泡呈现的彩色是光的薄膜干涉，露珠呈现的彩色的是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象。A正确；
B．全息照相不是利用全反射，是和光的干涉有关，B错误；
C．由可知用红光代替绿光，条纹间距变大，C正确；
D．相对论认为：高速运动的物体在运动方向上，长度变短，D错误；
E．在真空中传播的电磁波，传播速度不变，由v=λf得，频率增加时，波长变短，E正确。
故选ACE。
3．BC
【详解】
A．由于光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以中央可能是亮条纹，也可能是暗条纹，故B中气体可能含有瓦斯，也可能没有，故A错误；
B．如果屏的正中央是暗纹，必有路程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，含瓦斯，故B正确；
C．如果屏上干涉条纹不停移动说明路程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不稳定，故C正确；
D．无论用单色光还是白光照射单缝时，都能在屏上出现干涉条纹，故D错误。
故选BC。
4．BCD
【详解】
A．做简谐运动的物体，振幅反映了振动的强弱，振幅越大，振动的能量越大，故A错误；
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故B正确；
C．根据爱因斯坦的狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；
D．激光的亮度高、能量大，医学上常用激光做“光刀”来进行手术，故D正确；
E．机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，E错误。
故选BCD。
5．AD
【详解】
A．干涉、衍射及偏振现象都是光的波动性所具有的特点，故A正确；
B．泊松亮斑说明光发生了明显的衍射现象，说明光不是沿直线传播，故B错误；
C．任何障碍物都可以使光发生衍射，但只有当障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或小于波长时，才会产生明显的衍射现象，故C错误；
D．根据公式
可知，仅增大双缝间距d，则相邻两条亮条纹的间距将变小，故D正确；
故选AD。
6．ACE
【详解】
A．交警通过发射超声波测量车速，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化，是利用了波的多普勒效应，故A正确；
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，故B错误；
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，说明光具有波动性，故C正确；
D．红外线的显著作用是热作用，一切物体都在辐射红外线，故D错误；
E．在“测定玻璃的折射率”的实验中，所用玻璃的两界面不平行，只要正确操作，测量结果不受影响，即测得的折射率不变，故E正确；
故选ACE。
7．BDE
【详解】
A项：物体做受迫振动时，发生共振时振幅最大，A错误；
B项：振动加强点的振幅一定比振动减弱点的振幅大，但位移不一定，B正确；
C项：在多普勒效应中，观察到的频率发生了变化，C错误；
D项：紫光波长比红光波长短，由得条纹间距变小，D正确；
E项：机械波从一种介质进入另一种介质后，频率保持不变，E正确．
8．ACD
【详解】
A．声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，观察者接收到的频率大于声源的频率，A正确；
B．机械波的传播依靠质点间的依次带动，能量以波的形式传播，但组成波的质点并不随波迁移，B错误；
C．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，C正确；
D．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的，D正确；
E．质点在平衡位置附近的往复运动属于机械运动，不一定是简谐振动，E错误．
故选ACD。
9．BC
【详解】
条纹间距公式为
若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可增大屏幕与双缝的间距l，可减小双缝间距d，可用更长波长的光（如红光）。
故选BC。
10．C
【详解】
A．肥皂泡的表面在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外表面反射的光线相互叠加产生的现象，这是光的干涉现象，故A错误；
B．雨后天空中出现彩虹是由于太阳光照射到空气中细小的水珠后，白光经水珠折射后分解成多种色光产生的，这是光的色散现象，故B错误；
C．白光通过双缝呈现彩色条纹，是光的干涉现象，故C正确；
D．增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误。
故选C。
11．B
【解析】根据出现明暗条纹的条件可知，P0点到双缝的路程差为0，出现明条纹．用600nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹，则，解得△x=λ1=600nm，则，可知P1点是暗条纹．故B正确，A错误．因橙光的波长大于紫光，则根据可知，橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相邻亮条纹间距，若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验，橙光的衍射现象更明显，选项CD错误；故选B．
点睛：解决本题的关键知道波峰与波峰或波谷与波谷叠加，振动加强，波峰与波谷叠加，振动减弱．通过该关系知道形成明条纹或暗条纹的条件.
12．D
【详解】
A．若用白光作光源照射双缝，由于白光是由波长不同的各种颜色的光组成的，相同的色光发生干涉，在光屏上出现彩色干涉条纹。故A正确，不符合题意。
B．当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，相当于白光照射单缝，将出现彩色的衍射条纹，白光照射产生衍射条纹的特点是中央是白色，两边是宽度不等的彩色条纹。故B正确，不符合题意。
CD．将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时，由于黄光和蓝光不能产生干涉，所以屏上有两光，但不是干涉条纹。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
13．C
【详解】
在波的干涉中，干涉条纹的间距
又
可得
故选C。
14．B
【详解】
AD．可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz，依据公式
可知其波长范围是4.0×10－7~7.69×10－7 m。
AD错误；
B．根据公式
（n为整数）
可知，n为偶数的地方出现亮条纹，n为奇数的地方出现暗条纹，因此n＝4时，出现距中心条纹的第二条亮纹，所以A点到两条缝的光程差
要想出现暗条纹，n需取奇数才行，当入射光波长为4.8×10－7 m时
n＝5为奇数，所以A点出现暗条纹，B选项正确。
C．当入射光波长为4.0×10－7 m时
n＝6为偶数，所以A点出现亮条纹，C错误。
故选B。
15．C
【解析】如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷． A、C两点均是波峰与波谷相遇点，所以振动减弱点，故A错误；B点是波谷与波谷相遇点，而D两点是波峰与波峰相遇点，均属于振动加强区．所以BD连线上也是振动加强区，则E点是振动加强点，故B错误；B点是波谷与波谷相遇点，则此刻相对平衡的竖直高度为4cm，而D两点是波峰与波峰相遇点，则此刻相对平衡的竖直高度为4cm，所以B、D两点在此刻的竖直高度差为8cm．故C正确；图为相干水波在t=0时刻的叠加情况，E点是平衡位置与平衡位置相遇，所以离开平衡位置的位移大小为0．故D错误；故选C．
点睛：波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零.
16．C
【详解】
双缝到光屏上P点的距离之差为半波长奇数倍时为暗条纹，光程差等于半波长偶数倍时为亮条纹
根据知，单色光a的波长
单色光b的波长
则
单色光a照射时，光程差为半波长偶数倍，为亮条纹
单色光b照射时，光程差为半波长奇数倍，出现暗条纹
故选C。
17．D
【详解】
ABC．从不同光源发出的光频率不一定相同，相位差也不恒定，所以不能作为相干光源。故ABC错误；
D．相干光源必须满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定，出自一个光源的两束光符合条件，故D正确。
故选D。
18．B
【详解】
A、B两点分别为第2条和第5条亮纹的中心位置，它们间的距离为x，则相邻条纹间距为
根据
知激光的波长为
P点为A、B中点，则P点是出现在第3和第4之间的亮纹的暗纹。
故选B。
19．B
【详解】
A．在干涉条纹的减弱区域为暗条纹，故总的条纹是明暗相间的，A错；
B．条纹的明暗情况由两列光在薄膜内的路程差决定，即条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定，故B正确；
C．发生干涉的条件是两束光的频率相同，所以颜色不同即频率不同的光不能干涉，故C错；
D．光发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸与波长差不多或小于波长，故D错。
故选B。
20．D
【详解】
A．光的偏振现象说明光是横波，故A错误；
B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是薄膜干涉形成的，故B错误；
C．X射线穿透物质的本领比γ射线弱，为了安全在机场等地用X射线探测箱内物品进行安全检查，故C错误；
D．由爱因斯坦质能方程
可得该核反应中质量亏损为
故D正确。
故选D。
21．6.1×10-7m ；
【详解】
我们可以通过第1条纹和第5条纹的距离可求得相邻条纹的间距，再通过双缝干涉条纹间距的公式即可得到光的波长，然后通过波长与频率的关系可求得频率。已知l=205cm，d=0.1cm，△y=cm
22．(1)光路见解析；当双缝到干涉屏上某点的路程差是波长的整数倍时，光屏上出现亮条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，光屏上出现暗条纹。(2)变小
【详解】
(1)画出光波通过狭缝后传播的示意图如图；
当双缝到干涉屏上某点的路程差是波长的整数倍时，光屏上出现亮条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，光屏上出现暗条纹。
(2)蓝光的波长小于红光，根据
可知，若用蓝光代替红光，干涉条纹的间距会变小。
23．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹
【详解】
如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．
频率为f1的单色光波长
λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm
频率为f2的单色光波长
λ2＝＝＝0.4×10－6 m＝0.4μm
可见
Δr＝λ1，Δr＝λ2
可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．
24．增大 增大
【详解】
[1][2]．光路如图；
如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”；根据可知，若将屏向右平移，则l变大，则相邻明条纹间距增大；若将线光源S向下平移，则d减小，则相邻明条纹间距增大。
答案第1页，共2页
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