4.3 光的干涉 提升练习
一、单选题
1.把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入(如图),这时可以看到亮暗相间的条纹.下面关于条纹的说法中正确的是
A.将薄片远离劈尖移动使劈角变小时,条纹变疏
B.将薄片向着劈尖移动使劈角变大时,条纹变疏
C.将上玻璃板平行下移,条纹向着劈尖移动
D.将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖移动
2.在五彩缤纷的大自然中,我们常常会见到一些彩色光的现象,下列现象中不属于光的干涉的是( )
A.洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象
B.小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象
C.雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象
D.实验室用双缝实验得到的彩色条纹
3.以下说法正确的是( )
A.红光的波长比紫光的波长长
B.增透膜利用了光的衍射原理
C.光只有粒子性,没有波动性
D.红光的光子能量比紫光的光子能量大
4.下列说法中正确的是( )
A.浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下呈现各种不同颜色,这是光的干涉形成的现象
B.光学镜头上镀有一层增透膜可以增强透射光的强度,这是利用光的衍射原理
C.雨后空中出现的彩虹,这主要是由于光的干涉形成的现象
D.用光照射标准平面与待测器件表面之间的空气薄层所形成的明暗条纹,可检查器件表面的平整程度,这是利用光的衍射现象
5.在白光照射下,能在竖直放置的肥皂膜上看到( )
A.彩色的水平条纹
B.彩色的竖直条纹
C.黑白的水平条纹
D.黑白的竖直条纹
6.关于光的杨氏双缝干涉实验,下列说法中正确的( )
A.干涉条纹中间是亮条纹,且中间亮条纹比两侧的亮条纹都宽
B.干涉条纹的间距与入射光的频率成正比
C.干涉条纹的间距与光屏到双缝的距离成正比
D.干涉条纹的间距与双缝的间隔成正比
7.在下面几种有关光的现象中,不属于光的干涉的是 ( )
A.在水面的油膜上看到彩色花纹
B.通过游标卡尺两测脚间的狭缝,观看与狭缝平行的线光源时,看到彩色条纹
C.光通过照相机镜头上的增透膜
D.白光通过双缝后,在光屏上出现彩色条纹
二、多选题
8.以下说法中不正确的有__________。
A.一束光由介质斜射向空气,界面上可能只发生反射现象而没有折射现象
B.作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度
C.在电场周围一定存在磁场,在磁场周围一定存在电场
D.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
E.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象,这可以用光的波动理论来解释
9.下列说法中正确的是( )
A.用光导纤维束传输图象,利用了光的偏振原理
B.全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性好的特点
C.用无色的肥皂液吹出彩色的肥皂泡,这是光的干涉造成的
D.雨后彩虹是光的衍射形成的色散现象
10.关于光的波动性、电磁波及相对论,下列说法正确的是____________。
A.电磁波由真空进入介质传播时,波长变短
B.宇宙飞船的运动速度很大,应该用相对论力学计算它的运动轨道
C.当光的波长明显比圆孔的直径小时,就不能产生衍射现象
D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则相邻亮条纹间距变窄
E.照相机镜头的增透膜最小厚度应为入射光在增透膜中波长的
11.利用如图的装置测量光的波长时,若双缝间距为d,屏与双缝间距为。当插上红色滤光片后,从目镜中观测到第1个亮条纹与第n个亮条纹的间距为Δx,则( )
A.红光的波长为
B.换用间距较小的双缝,目镜中观察到的亮条纹个数将减少
C.将屏向双缝移动,可增加目镜中观察到的亮条纹个数
D.取下红色滤光片,目镜上不会观察到干涉条纹
E.将红色滤光片换成蓝色,相邻两亮条纹间的距离将减少
12.以下说法正确的是( )
A.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关
B.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄
C.两列波相叠加产生干涉现象,振动加强区域与减弱区域应交替变化
D.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
E.LC回路中的振荡电流为零时,电容器极板间的场强最大
三、解答题
13.如图所示为“双缝干涉测量光的波长”实验示意图,双缝和间距为,双缝到屏的距离为,波长为的单色平行光垂直入射到双缝和上,在屏上形成干涉条纹,中心轴线上方第一条亮纹中心位置在处,第三条亮纹中心位置在处,现有1号、2号虫子分别从和同时出发,以相同速度沿垂直屏的方向飞行,1号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到,2号虫子到达屏后,沿屏直线爬行到,假定两只虫子爬行速度均为,则两只虫子运动的时间差为多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,发生干涉现象,出现干涉条纹,所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的.当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时,相邻亮条纹间距变小,所以干涉条纹会变密;若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时,相邻亮条纹间距变大,所以干涉条纹会变疏,故A正确,B错误;将上玻璃板平行下移,导致满足亮条纹光程差的间距远离劈尖移动,因此出现条纹远离劈尖移动,故C错误;将上玻璃板平行上移,导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动,因此出现条纹向着劈尖移动,故D错误.所以A正确,BCD错误.
2.A
【解析】
【详解】
洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象,这是光的色散现象,A正确;阳光下肥皂泡上出现的彩色条纹是由于肥皂泡的前后薄膜的反射光发生干涉形成的,是薄膜干涉,故B错误;马路上的油膜在阳光照射下呈现彩色,属于薄膜干涉,C错误 ;白光含有七种波长的光,发生干涉后条纹间距不同,故得到彩色条纹,D错误;
3.A
【解析】
【详解】
AD.由电磁波谱相关知识点可知:红光波长比紫光长,故红光的光子能量比紫光的光子能量小,故A正确,D错误;
B.增透膜是利用了光的干涉原理,B错误;
C.光具有波粒二象性,C错误。
故选A。
4.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下,油膜上下表面形成两列频率相同的光发生干涉,因为不同颜色的光波长不同,导致条纹间距不同,则呈现各种不同颜色,A正确;
B.光学镜头上的增透膜的厚度等于绿光在该介质中波长的 ,绿光被膜的两个表面反射后发生干涉,相互抵消,增加了绿光的透射强度,这是光的干涉现象,B错误;
C.夏天雨后的天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象,C错误;
D.用光照射标准平面与待测器件表面之间的空气薄层所形成的明暗条纹,可检查器件表面的平整程度,是空气薄膜的两个表面反射的两列光发生干涉出现彩色条纹,这是薄膜干涉现象,D错误。
故选A。
5.A
【解析】
【详解】
薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹,所以从肥皂薄膜上可看到彩色的水平干涉条纹,故A正确,BCD错误.
6.C
【解析】
【详解】
干涉条纹中间是亮条纹,且各个条纹都是平行等距的,选项A错误;根据 可知,干涉条纹的间距与入射光的频率f成反比,与光屏到双缝的距离l成正比,与双缝的间隔d成反比,选项C正确,BD错误;故选C.
【点睛】
本题关键根据双缝干涉条纹间距公式分析,要明确公式中的各个物理量的含义,知道波长与频率的关系.
7.B
【解析】
【详解】
在水面的油膜上看到彩色花纹是油膜上下表面反射的两列波发生干涉,则A是干涉;通过游标卡尺两测脚间的狭缝,观看与狭缝平行的线光源时,看到彩色条纹是光的衍射,则B不是干涉;光通过照相机镜头上的增透膜是增透膜前后表面反射的光发生干涉,则C是干涉;白光通过双缝后,在光屏上出现彩色条纹是双缝干涉,则D是干涉.本题选不属于干涉的,故选B.
8.BCD
【解析】
【详解】
A.一束光由介质斜射向空气,界面上若发生全反射,只发生反射现象而没有折射现象,A正确,不符合题意;
B.作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度,而速度有两种方向,可能不同,B错误,符合题意;
C.根据麦克斯韦电磁场理论可知,在变化的电场周围才存在磁场,在变化的磁场周围才存在电场,C错误,符合题意;
D.横波在传播过程中,波峰上的质点只在自己的平衡位置附近振动,不向前移动,D错误,符合题意;
E.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象形成的,说明了光是一种波,E正确,不符合题意。
故选BCD。
9.BC
【解析】
【详解】
A.用光导纤维束传输图象,利用了光的全反射原理,A错误;
B.全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性好的特点,B正确;
C.用无色的肥皂液吹出彩色的肥皂泡,这是光的干涉造成的,C正确;
D.雨后彩虹是光的折射形成的色散现象,D错误。
故选BC。
10.ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A.电磁波在传播过程中其频率不变,由波速公式
知,由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小,所以可得此时波长变短,故A正确;
B.宇宙飞船的运动速度虽然很大,但是远小于光速,没必要用相对论力学计算它的运动轨道,故B错误;
C.当光的波长明显比圆孔的直径小时,能产生衍射现象,但不能产生明显的衍射现象,故C错误;
D.由公式
可知,干涉条纹的间距与入射光的波长成正比,即入射光由红光改为绿光时,干涉图样中的相邻亮条纹间距一定变窄,故D正确;
E.增透膜利用的是光的干涉原理,当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时,薄膜前后表面的反射光相互抵消,故E正确。
故选ADE。
11.BCE
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据条纹间距关系式,有
解得
故A错误;
B.换用间距较小的双缝,则双缝间距d减小,可知相邻条纹间距变大,故目镜中观察到的亮条纹个数将减少。故B正确;
C.将屏向双缝移动,则双缝到屏的距离l减小,可知相邻条纹间距变小,可增加目镜中观察到的亮条纹个数。故C正确;
D.取下红色滤光片,目镜上不会观察到红光的干涉条纹,但是可以看到不同颜色的彩色干涉条纹。故D错误;
E.将红色滤光片换成蓝色,入射光的波长变短,则相邻两亮条纹间的距离将减少。故E正确。
故BCE。
12.ABE
【解析】
【分析】
单摆在周期性外力作用下做受迫振动周期等于驱动力的周期;
根据干涉条纹间距公式△L=λ;
两列波相叠加产生干涉现象,振动加强区域与减弱区域不变;
检查平面的平整度是利用薄膜干涉;
LC回路中的振荡电流为零时,充电完毕,电容器极板间的电压最大,场强最大。
【详解】
A.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期,与单摆的摆长无关,故A正确;
B.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,由于波长变小,故条纹间距变窄,故B正确;
C.两列波相叠加产生干涉现象,振动加强区域始终加强,减弱区域始终减弱,故C错误;
D.检查平面的平整度的原理是经过空气层的前后两面反射的光线在标准样板的下表面叠加发生薄膜干涉形成干涉条纹,故D错误;
E.LC回路中的振荡电流为零时,充电完毕,电容器极板间的电压最大,场强最大,故E正确。
故选ABE。
【点评】
本题考查的知识点比较杂,重点是掌握各种物理现象发生的原理即可顺利解决此类题目,单摆振动应分清是自由振动,还是受迫振动,掌握干涉的原理,及干涉条纹间距公式。
13.0.2s
【解析】
【详解】
相邻亮条纹的间距为
的间距为
的间距为
1号虫子爬行的时间为
2号虫子爬行的时间为
两只虫子飞行的时间相同,因此两只虫子运动的时间差为
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