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.a、b两束单色光分别用同一双缝干涉装置进行实验,在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样,图甲是a光照射时形成的干涉图样,图乙是b光照射时形成的干涉图样。下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )
A.a光子的能量较大
B.在水中a光传播的速度较小
C.若用b光照射某金属没有光电子逸出,则a光照射该金属时也没有光电子逸出
D.若a光是氢原子的核外电子从第三能级向第二能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子的核外电子从第四能级向第三能级跃迁时产生的
2.如图所示,一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃,穿过玻璃砖后从侧表面射出变为a、b两束单色光,以下说法正确的是
A.玻璃对a光的折射率较大
B.从玻璃射入空气发生全反射时a光临界角大
C.若经同一装置做双缝干涉实验,b光的条纹间距大
D.若照射同一光电管都能发生光电效应,a光照射时逸出的光电子最大初动能大
3.下列说法中正确的是( )
A.图甲∶全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性
B.图乙∶医学上用光导纤维制成内窥镜来检查人体器官内部,这是利用光的衍射原理
C.图丙∶拍摄汽车玻璃窗内的物品时,在镜头前加一个增透膜可以减少反射光的损失
D.图丁∶在光的双缝干涉实验中,将入射光由红光改为蓝光,则条纹间距变宽
4.下图为甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹,则甲乙两光相比( )
A.甲光更容易衍射 B.甲光的折射率小
C.甲光全反射临界角小 D.甲光在真空中传播速度小
5.如图所示,用频率为的单色光照射双缝,在光屏上P点处出现第3条暗纹,设光速为c,则P点到双缝S1和S2的距离之差应为
A. B. C. D.
6.在光的双缝干涉实验中,能减小干涉条纹间距的做法是( )
A.改用频率更小的光波 B.改用波长更长的光波
C.减小双缝间距 D.减小双缝与光屏间距
7.如图为用光传感器演示双缝干涉现象的实验装置,红色光源在铁架台的最上端,中间是刻有双缝的挡板,下面是光传感器,传感器得到的光照信息经计算机处理后,在显示器上显示出来。则( )
A.仅将红光换为蓝光,相邻两个亮条纹的中心间距将增大
B.仅将光传感器向上移,相邻两个亮条纹的中心间距将增大
C.仅将挡板换成单缝的挡板,显示器上一定不会显示出明暗相间的条纹
D.仅将挡板换成双缝间距更小的挡板,相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间距将增大
8.一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖,发生折射而分为、两速单色光,其传播方向如图所示.下列说法中正确的是( )
A.玻璃砖对、的折射率关系为
B.、在玻璃中的传播速度关系为
C.单色光从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光从玻璃到空气的全反射临界角
D.用同一双缝干涉装置进行实验可看到光干涉条纹的间距比光的宽
9.如图所示,一束由a、b两种单色光组成的复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O,在O点分为两束光1和2,其中光束1为a光,下列判断正确的是( )
A.光束2只有b光,且b光折射率比a光的大
B.a光的频率大于b光的频率
C.在此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
D.用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽
10.在双缝干涉实验中,图甲是用蓝光进行实验时,屏上观察到的条纹情况,a处为中央亮条纹,图乙是换用另一种颜色的单色光进行实验时,屏上观察到的条纹情况,a处仍为中央亮条纹,下列说法中正确的是( )
A.图乙可能是用黄光实验产生的条纹,表明黄光波长较短
B.图乙可能是用黄光实验产生的条纹,表明黄光波长较长
C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
二、多选题
11.下面有关光的说法正确的是( )
A.雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是光的干涉现象
B.天空出现彩虹是白光的色散现象
C.光是一种电磁波,能发生干涉、衍射等现象,没有动量和能量
D.在折射率越大的介质中,光的传播速度越快
12.关于波的干涉、衍射等现象,下列说法正确的是( )
A.有的波只能发生干涉现象,有的波只能发生衍射现象
B.泊松亮斑是光的干涉现象
C.薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D.屋外的人虽然看不到屋里的人,却能听到屋里人的声音,这属于波的衍射现象
13.现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是( )
A.一定频率的光照射到锌板上,光的强度越大,单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B.肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的
C.质量为10-3kg、速度为10-2m/s的小球,其德布罗意波长约为10-28m,不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D.人们常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
14.下列说法正确的是( )
A.摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准
B.火车鸣笛驶出站台时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度
D.肥皂膜看上去呈现彩色,是因为光的色散
E.要有效地发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路且要有足够高的振荡频率
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
根据得,a光的间距大于b光,所以a光的波长大于b光的波长,根据c=λν知,a光的频率小于b光的频率。a光的折射率小于b光的折射率。
A.根据E=hν,可知b光的光子能量大,故A错误;
B.a光的折射率小,根据可知,a光在水中的传播速度大,故B错误;
C.若用b光照射某金属没有光电子逸出,因为a光的频率小于b光,所以a光照射该金属时也没有光电子逸出,故C正确;
D.若a光是氢原子的核外电子从第三能级向第二能级跃迁时产生的,因为b光的频率大于a光的频率,氢原子的核外电子从第四能级向第三能级跃迁时产生的光子能量小于核外电子从第三能级向第二能级跃迁时产生的光子能量,故D错误。
故选C。
2.B
【解析】
【详解】
试题分析:根据光的偏折程度比较出光的折射率大小,从而得出光子频率的大小,通过比较出光波的波长大小,根据比较出经同一装置做双缝干涉实验条纹间距大小,根据比较逸出的光电子最大初动能大小.
如图所示,b光的偏折程度大于a光的偏折程度,知b光的折射率大于a光的折射率,即,A错误;根据可知折射率越大,全反射角越小,B正确;根据知,b光的频率大,则b光的波长小于a光的波长.根据公式可知a光的条纹间距大,C错误;根据可知频率越大,逸出的光电子的最大初动能越大,故b光照射时逸出的光电子最大初动能大,D错误.
3.A
【解析】
【详解】
A.全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性,体现光的干涉原理,故A正确;
B.医学上用光导纤维制成内窥镜,用来检查人体内脏器官的内部,它利用了光的全反射原理,故B错误;
C.往往在镜头前加一个偏振片,其偏振方向与反射光的振动方向垂直,从而减弱反射光的透射的强度,从而使玻璃后的影像清晰,不是减少反射光的损失,故C错误;
D.由知在光的双缝干涉实验中,把入射光由红光改为蓝光,条纹间距将变窄,故D错误;
故选A。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹,乙光的条纹间距大,根据可知乙光得波长长,波长越长,衍射现象越明显,故乙光更容易衍射,选项A错误;
B.根据可知乙光得周期大,则乙光的频率小,折射率小,选项B错误;
C.根据可知乙光折射率小,临界角大,则甲光全反射临界角小,选项C正确;
D.不同色光在真空中传播速度都相同,选项D错误。
故选C。
5.A
【解析】
【详解】
试题分析:光屏上P点处出现第3条暗纹,则P点到双缝的距离之差等于半波长的5倍,即,故选A.
考点:双缝干涉实验.
6.D
【解析】
【详解】
根据
可知,减小干涉条纹间距的方法是减小l和λ,或者增加d;
A.频率小的光波波长大,则条纹间距变大,A不符合题意;
B.改用波长更长的光波会增加条纹间距,B不符合题意;
C.减小双缝间距d会增加条纹间距,C不符合题意;
D.减小双缝与光屏间距l可减小条纹间距,D符合题意。
故选D。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据
仅将红光换为蓝光,波长变短,相邻两个亮条纹的中心间距将减小,A错误;
B.根据
仅将光传感器向上移,L变小,邻两个亮条纹的中心间距将减小,B错误;
C.仅将挡板换成单缝的挡板,会发生单缝衍射,显示器上一定会显示出明暗相间的条纹,C错误;
D.根据
仅将挡板换成双缝间距更小的挡板,即d变小,相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间距将增大,D正确。
故选D。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于a光偏转角度大,说明玻璃砖对a光的折射率大,即na>nb,故A错误;
B.根据公式v=,知a光的折射率大,a光在玻璃中的传播速度小,即va<vb,故B错误;
C.由于na>nb,根据临界角公式sinC=,知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角,故C正确;
D.a光折射率大,频率高,故a光的波长短,根据双缝干涉条纹间距公式△x=,知用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄,故D错误;
故选C。
9.D
【解析】
【详解】
光束2既有b光,也有a光.由题可知,b光发生全反射,a光没有发生全反射,b光的临界角小于a光的临界角.根据临界角公式sinC=1/n,知b光折射率比a光的大,故AC错误.
a光的折射率小于b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,故B错误.a光的频率小于b光的频率,则a光的波长大于b光的波长,双缝干涉条纹的间距与波长成正比,所以用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽,故D正确.故选D.
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
乙图中条纹的间距比甲图大,根据双缝干涉的条纹间距公式
知,乙图中光的波长较长,且比蓝光的波长长,黄光比蓝光的波长长,紫光的波长比蓝光短。
故选B。
11.AB
【解析】
【详解】
试题分析:雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是由于油层的厚度不同而出现的光的干涉现象,故选项A正确;天空出现彩虹是空气中的小水滴充当三棱镜,而对光发生的色散现象,选项B正确;光是一种电磁波,能发生干涉、衍射等现象,它也是有动量和能量的,选项C错误;在折射率越大的介质中,根据公式v=c/n中,光的传播速度越慢,选项D错误.
考点:光的干涉、色散、电磁波及光的传播速度等.
【名师点晴】该题通过四个与波有关的现象,来说明波的几个性质,一是波具有干涉的性质,是通过油膜的彩色条纹呈现的,二是光的色散现象,三是电磁波的动能与能量的问题,当然波是具有动量与能量的,则电磁波也应该具有动量与能量,最后是光速的问题.
12.CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.所有的波都能发生干涉和衍射现象,A错误;
B.泊松亮斑是光的衍射现象,B错误;
C.薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果,C正确;
D.屋外的人虽然看不到屋里的人,却能听到屋里人的声音,即“闻其声不见其人”,这属于波的衍射现象,D正确。
故选CD。
13.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.只有当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应,故如果入射光的频率小于金属的极限频率,无论怎样增大光的强度,也不会有光电子逸出,如能发生光电效应,则证明了光的粒子性,故A错误;
B.肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的,是由于光线在肥皂膜的表面发生干涉造成的,而干涉是波特有的性质,故证明了光具有波动性,故B正确;
C.实物粒子也具有波动性,但由于波长太小,我们无法直接观测到。只能观测到小球运动的轨迹,故只能证明实物的粒子性,故C错误;
D.晶体中相邻原子之间的距离大致与德布罗意波长相同故能发生明显的衍射现象,而衍射是波特有的性质,故D正确;
故选BD。
14.ACE
【解析】
【详解】
A.摆钟偏慢时,说明周期偏大,若要周期变小,根据单摆周期公式,则可缩短摆长进行校准,故A正确;
B.火车鸣笛驶出站台时,间距变大,则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低,故B错误;
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片,以反射光发生干涉,减弱反射光的透射,故C正确;
D.肥皂膜在太阳光照射下出现彩色是光的干涉现象,故D错误;
E.为了有效向外发射电磁波,振荡电路必须采用开放电路,同时提高振荡频率,故E正确。
故选ACE。
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