第四章3光的干涉能力提升练(word版含答案)

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名称 第四章3光的干涉能力提升练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 303.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-16 16:42:38

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文档简介

2022版高中同步人教版选择性必修第一册 第四章 3 光的干涉 能力提升练
一、单选题
1.某同学用如图所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验,下列说法中正确的是(  )
A.将屏远离双缝,干涉条纹间距变小
B.将滤光片由红色的换蓝色的,干涉条纹间距变大
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变小
D.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变大
2.如图所示,在光源L的右侧,有两个平行挡板A1、A2相距为d,A1上开有单缝S,A2上开有相距为b的平行双缝S1、S2,挡板A2右侧有一相距为D的光屏A3,L、S、S1、S2中点、O在一条直线上,且d>>b,D>>d,光源L发出单色光的波长为,若在图中阴影区域加上折射率为n的介质,则中央亮纹移动的方向和距离为(提示:在波的传播方向上的相位落后,由波长的个数决定,单色光在介质中的波长是真空中波长的)(  )
A.上移 B.上移
C.下移 D.下移
3.如图所示,a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板,a和b、b和c之间的夹角都为β,一细光束由红光和蓝光组成,以入射角θ从O点射入a板,且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点,由此可知( )
A.射出c板后的两束单色光与入射光不再平行
B.射到Q点的光在玻璃中的折射率较大
C.射到P点的光在玻璃中的传播速度较大,波长较长
D.若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到P点的光形成干涉条纹的间距小,这束光为蓝光
4.物理老师在课堂上做了一个演示实验:让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖(玻璃较厚),经折射分成两束单色光a、b,下列说法正确的是(  )
A.a光光子的能量小于b光光子的能量
B.若增大入射角i,则a光可能先消失
C.进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,a光条纹间距大于b光条纹间距
D.在玻璃砖中,a光的波长比b光的波长短
5.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝后,投射到具有双缝的挡板上,双缝和与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹.屏上点距双缝和的距离相等,点是距点最近的第一条亮条纹,如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上及其上方的干涉条纹的情况是( )
A.点是红光的暗条纹 B.点是蓝光的暗条纹
C.红光的第一条亮条纹在点的下方 D.蓝光的第一条亮条纹在点的下方
6.双缝干涉实验装置如图所示,双缝间距离为d,双缝到像屏间距为,调整实验装置使像屏上见到清晰的干涉条纹,关于该干涉条纹及改变条件后干涉条纹的变化情况,下列叙述中正确的是
A.屏上所有亮线都是从双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的,而所有暗线是波谷与波谷叠加形成的
B.若将像屏向右或向左平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
C.若将双缝间距d减小,像屏上两相邻明条纹间距变小
D.若改用频率较大的色光进行实验,在其他条件不变的前提下,像屏上两相邻暗条纹间距变大
7.如图,三角形ABC为某种透明均匀介质制成的直角三棱镜的横截面,∠A=30°,BC边长为d,一束包含a、b两种单色光的细光束平行与AC边照射到AB边的某点,经三棱镜折射后分成a、b两束单色光,a单色光经面AC反射后垂直于BC边中点射出。光在真空中传播速度为c。下列结论不正确的是(  )
A.在该介质中。单色光a的传播速度比单色光b的传播速度大
B.单色光a在介质中发生全反射的临界角为C,且
C.若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置。单色光a的条纹间距比单色光b的小
D.单色光a在三棱镜中的传播时间为
8.下列说法正确的是(  )
A.在光的双缝干涉实验中,若将入射光由绿光改为紫光,则条纹间距变宽
B.在观察红光的单缝衍射现象时,若缝的宽度d越窄,则衍射条纹越暗,衍射现象越明显
C.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关
D.用红外线照射时,钞票上用荧光物质印刷的文字会发出荧光
9.下列说法正确的是
A.简谐运动中反映物体振动强弱的物理量是振动周期
B.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
C.在双缝干涉实验中,同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽
D.在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,狭缝宽度必须比波长小或者相差不多
10.在杨氏双缝干涉实验中,如果(  )
A.用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
C.若仅将入射光由红光改为紫光,则条纹间距一定变大
D.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
二、多选题
11.下列说法正确的是(  )
A.图甲牛顿环是由两玻璃表面间的空气薄膜的反射光干涉形成的
B.图甲中换表面曲率半径更大的凸透镜,中心暗纹半径不变
C.图乙属于红光的干涉条纹
D.图丙测彩色条纹的成因与图甲相同
12.如图所示,把一个平凸透镜A和标准的平板玻璃B叠放在一起。用平行单色光由上向下照射,在A的上方向下观察,会看到一圈圈明暗相间的同心圆环状的干涉条纹,这种干涉条纹叫牛顿环,它是检查透镜质量的一种方法。分别用a﹑b和c﹑d表示透镜A和平板玻璃B的上﹑下两个表面,关于两束相干光及干涉条纹的说法正确的是(  )
A.两束相干光是由a、b面反射形成的
B.两束相干光是b、c面反射形成的
C.干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆
D.干涉条纹是中央密边缘疏的同心圆
13.关于光现象,下列说法正确的是(  )
A.图a中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B.图b中光照射不透明的圆盘,在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的衍射现象
C.图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干射现象
D.图d中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象
14.下列所示的图片、示意图或实验装置图大都来源于课本,则下列判断正确是(  )
A.甲图是薄膜干涉的图像,照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用
B.乙图是小孔衍射的图样,也被称为泊松亮斑
C.丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”,上方是景物,下方是蜃景
D.丁图是衍射图像,其最明显的特征是条纹间距不等
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
A.将屏远离双缝,L变大,根据双缝干涉条纹的间距公式
可知条纹间距变大,故A错误;
B.将滤光片由红色的换蓝色的,波长变短,根据双缝干涉条纹的间距公式
可知干涉条纹间距变小,故B错误;
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,则d增大,根据双缝干涉条纹的间距公式
可知干涉条纹间距变小,故C正确;
D.将单缝向双缝移动一小段距离后,根据双缝干涉条纹的间距公式
条纹间距与单缝与双缝的距离无关,则条纹间距不变,故D错误。
故选C。
2.A
【解析】
【分析】
【详解】
因光在介质中传播时速度减小,则同时由S发出的光线同时到达光屏时通过介质的光传播的路程较短,则中央亮纹上移;光在介质中的波长为
则光从S到S1和S2满足(其中N′和N是波长数)
则从S到S1和S2的波长数差
因为d>>b,则可认为
从S1和S2发出的光线在屏上的条纹间距
则中央亮纹上移的距离为
故选A。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.光线经过平行玻璃板时出射光线和入射光线平行,则最终从c板射出的两束单色光与入射光仍然平行,故A错误;
B.射到Q点的光偏折程度没有射到点的光偏折程度厉害,可知射到Q点的光在玻璃中的折射率较小,故B错误;
C.射到P点的光折射率较大,根据
知,在玻璃中传播的速度较小,折射率大,则频率大,波长小,故C错误;
D.根据
知,条纹间距较小的光波长小,则频率大,折射率大,偏折厉害,为射到P点的光,即蓝光,故D正确。
故选D。
4.D
【解析】
【详解】
A.由折射率的定义式可知
通过比较a光折射率大,频率大,光子的能量大于b光光子的能量,故A错误;
B.从空气射向玻璃不可能发生全反射,增大入射角i,当入射角为直角时,a光、b光同时消失,故B错误;
C.进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,条纹间距 a光频率大,波长短,条纹间距小于b光条纹间距,故C错误;
D.光线通过玻璃砖比较折射角,可知a光折射率大,频率大,波长短,故D正确。
故选D。
5.D
【解析】
【详解】
点距离双缝的路程差为,该点为明条纹,当用红光或蓝光照射时,产生红光的亮条纹或蓝光的亮条纹,故A B错误;根据双缝干涉条纹间距公式得,红光的波长大于绿光,红光的条纹间距大于绿光的条纹间距,所以红光的第一条亮条纹在P点的上方,故C错误;蓝光的波长小于绿光的波长,则蓝光的条纹间距小于绿光的条纹间距,所以蓝光的第一条亮条纹在P点的下方,故D正确.
6.B
【解析】
【详解】
A.干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加形成的,两反射光波波谷与波谷的叠加形成亮纹,故A错误;
B.将光屏向左平移一小段距离,或右移一小段距离,屏上都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,知d减小,相邻明条纹的距离增大,故C错误;
D.若用频率较大的色光进行实验,即波长变短,其它条件不变的前提下,根据双缝干涉条纹的间距公式,可知,光屏上相邻暗条纹间距减小,故D错误。
故选B。
7.A
【解析】
【详解】
A.根据图象的偏折程度可知,a光的折射率大于b光的折射率,根据可知,在该介质中。单色光a的传播速度比单色光b的传播速度小,故A错误,符合题意;
B.根据几何知识可知
所以
故B正确,不符合题意;
C.因为,所以,再根据,可得单色光a的条纹间距比单色光b的小, 故C正确,不符合题意;
D.单色光a在三棱镜中的传播路程为
所以传播时间为
故D正确,不符合题意。
故选A。
【点睛】
先根据偏折程度得到折射率的关系,再结合几何知识计算出a的折射率,结合,,,以及几何知识得到结论。
8.B
【解析】
【详解】
A.在光的双缝干涉实验中,相邻亮(暗)条纹间距为
若将入射光由绿光改为紫光,入射光的波长变短,则条纹间距变窄,所以A错误;
B.在观察红光的单缝衍射现象时,若缝的宽度d越窄,则衍射条纹越宽,即衍射条纹越暗,衍射现象越明显,所以B正确;
C.声波的传播速度在介质中是由介质决定的,与频率无关;而电磁波的传播速度
而折射率n与光的频率有关;故电磁波在介质中的速度与频率有关,所以C错误;
D.用紫外线照射时,钞票上用荧光物质印刷的文字会发出荧光,所以D错误。
故选B。
9.D
【解析】
【详解】
A.振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,表示振动的强弱,故A错误;
B.质点的振动速度与波的传播速度不同,质点做周期性运动,而波在同一介质中匀速传播,故B错误;
C.在双缝干涉实验中,根据干涉条纹间距公式,可知,同种条件下,因紫光波长小于红光,则用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更窄,故C错误;
D.单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,根据明显衍射的条件可知,狭缝宽度必须比波长小或者相差不太多,故D正确.
故选D.
10.B
【解析】
【详解】
A.用白光做杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,选项A错误;
B.用红光作为光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,选项B正确;
C.若仅将入射光由红光改为紫光,则λ变小,根据,则Δx变小,选项C错误;
D.红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,选项D错误。
故选B。
11.AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.两玻璃表面间的空气薄膜上下表面的反射光干涉形成的,选项A正确;
B.表面曲率半径越大,中心暗纹半径变大,选项B错误;
C.图乙中由于亮条纹不是等宽等间距,不是干涉条纹,而属于红光的衍射条纹,选项C错误;
D.图丙、图甲都属于光的干涉现象,因此选项D正确;
故选AD。
12.BD
【解析】
【详解】
AB.由图可知,空气薄层是两个反射面,所以可以得到,两束干涉光是图中b、c面反射形成,A错误B正确;
CD.空气薄层厚度不是均匀增加,而是越向外越厚,所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆,而是中央密边缘疏的同心圆,C错误D正确。
故选BD。
13.BCD
【解析】
【详解】
A.图a中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射,故A错误;
B.图b中光照射不透明的圆盘,在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是泊松亮斑,是光的衍射现象,故B正确;
C.图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的,是光的干涉现象,故C正确;
D.图d中立体电影在放映时,是两台放映机发出相互垂直的偏振光,佩戴特殊眼镜观看立体电影,才能获得最佳观赏效果,利用了光的偏振原理,故D正确。
故选BCD。
14.AD
【解析】
【详解】
A.甲图是薄膜干涉的图像,照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜,即增透膜,光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱,A正确;
B.乙图是圆板衍射,被称为“泊松亮斑”,而小孔衍射的图样,不是“泊松亮斑”,B错误;
C.丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”,海面下层空气温度比上层低,密度比上层大,故海面附近的空气折射率从下到上逐渐减小,从远处的景物发出的光线射向海面时,由于不断被折射,越来越偏离法线方向,进入上层的入射角不断增大,以致发生全反射,光线反射回空气,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物悬在空中,而产生了“蜃景”现象,那么上方是蜃景,下方是景物,C错误;
D.丁图是衍射图像,衍射条纹中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,其间距不相等,D正确。
故选AD。
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