3.2光的干涉 同步练习 (含答案)
文档属性
| 名称 | 3.2光的干涉 同步练习 (含答案) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 180.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-01-06 07:34:15 | ||
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文档简介
3.2光的干涉
同步练习
基础巩固
一、选择题
1.(2013·达州高二检测)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
【解析】选C。在双缝干涉实验中，相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx=λ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d或者增大双缝屏到光屏的距离L，或者换用波长更长的光做实验。由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误。
2.(多选)(2013·温州高二检测)如图是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则( )
A.屏上干涉条纹的间距将变小
B.屏上O点仍然为中央亮条纹的中心
C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心
D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心
【解析】选B、D。干涉条纹间距Δx=λ，d为双缝间距，d减小，Δx变大，A不正确；O点到双缝的光程差为零，所以O点始终是亮纹，B正确；P1到双缝的光程差小于一个波长，P1点有可能是暗条纹中心，故C不正确，D正确。
【变式训练】由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为( )
A.两个光源发出光的频率相同
B.两个光源发出光的强度不同
C.两个光源的光速不同
D.这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
【解析】选D。紧扣相干光源的条件必须为同频率的单色光源，而不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干涉现象。
3.(2013·菏泽高二检测)如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹。已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2-r1应为
( )
A.
B.
C.
D.
【解析】选D。在某点产生暗条纹的条件是:光程差r2-r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹，说明r2-r1=λ，由c=fλ得:λ=，则r2-r1=。
4.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么( )
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹
B.B位置出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D.以上结论都不对
【解题指南】(1)在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)。
(2)所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的。
【解析】选A。本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的。
二、非选择题
5.在双缝干涉实验中，由双缝S1、S2发出的光在光屏上某点P叠加，若光的波长为600nm，光屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2×10-2mm和1.1×10-2mm，则P点将出现 (选填“亮”或“暗”)条纹。
【解析】由S1P-S2P=3.2×10-2mm-1.1×10-2mm
=2.1×10-2mm
==35，
即S1P-S2P=35λ，故P点出现亮条纹。
答案:亮
6.(2013·苏州高二检测)如图所示，在双缝干涉实验中，若用λ1=5×10-7m的光照射，屏上O点是中央亮条纹，屏上A点为第二级亮条纹所在处。若换用λ2=4×10-7m的光照射时，屏上O点处是什么情况？屏上A点处又是什么情况？
【解题指南】本题主要考查双缝干涉原理、路程差与波长的数量关系。当路程差d满足光波波长的整数倍时，该点为亮条纹，当路程差d为半波长的奇数倍时，该点为暗条纹。
【解析】从双缝到屏上O点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零。所以O点仍然是亮条纹。
从双缝到屏上A点的路程差d=S2A-S1A，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d=2λ1
代入数据d=1×10-6m，这个路程差1×10-6m对于波长为λ2的光波来说=2.5。
即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹
d=(2k+1)(k=0，±1，±2…)
1×10-6m=(2k+1)m，即k=2
当k=0时为第一级暗条纹，所以当k=2时应为第三级暗条纹。
答案:见解析
能力提升
一、选择题
1.(2013·上海高考)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )
A.传播速度不同
B.强度不同
C.振动方向不同
D.频率不同
【解析】选D。白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。
2.(2013·沈阳高二检测)煤矿中的瓦斯危害极大，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，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示: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。如果屏的正中央O点变为暗条纹，说明B中气体( )
A.一定含瓦斯
B.一定不含瓦斯
C.不一定含瓦斯
D.无法判断
【解析】选A。如果屏的正中央O变为暗条纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯。
【变式训练】两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( )
A.两盏灯亮度不同
B.灯光的波长太短
C.两灯光的振动情况不同
D.电灯发出的光不稳定
【解析】选C。一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
3.杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)( )
①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹；③在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹；④在距双缝的路程差为
(n+)λ的点形成暗条纹。
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
【解析】选D。在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx=kλ，k=0，1，2，3…这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx=(2k+1)，k=0，1，2，3…这点为减弱点，该处出现暗条纹。
同步练习
基础巩固
一、选择题
1.(2013·达州高二检测)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
【解析】选C。在双缝干涉实验中，相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx=λ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d或者增大双缝屏到光屏的距离L，或者换用波长更长的光做实验。由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误。
2.(多选)(2013·温州高二检测)如图是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心，P1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则( )
A.屏上干涉条纹的间距将变小
B.屏上O点仍然为中央亮条纹的中心
C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心
D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心
【解析】选B、D。干涉条纹间距Δx=λ，d为双缝间距，d减小，Δx变大，A不正确；O点到双缝的光程差为零，所以O点始终是亮纹，B正确；P1到双缝的光程差小于一个波长，P1点有可能是暗条纹中心，故C不正确，D正确。
【变式训练】由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象。这是因为( )
A.两个光源发出光的频率相同
B.两个光源发出光的强度不同
C.两个光源的光速不同
D.这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
【解析】选D。紧扣相干光源的条件必须为同频率的单色光源，而不同光源发出的光频率一般不同，所以不会产生干涉现象。
3.(2013·菏泽高二检测)如图所示，用频率为f的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3条暗条纹。已知光速为c，则P点到双缝的距离之差r2-r1应为
( )
A.
B.
C.
D.
【解析】选D。在某点产生暗条纹的条件是:光程差r2-r1为半波长的奇数倍。已知P点出现第3条暗条纹，说明r2-r1=λ，由c=fλ得:λ=，则r2-r1=。
4.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷。在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点。如果把屏分别放在A、B、C三个位置，那么( )
A.A、B、C三个位置都出现亮条纹
B.B位置出现暗条纹
C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定
D.以上结论都不对
【解题指南】(1)在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)。
(2)所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置，对光波而言，该点是完全暗的。
【解析】选A。本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的。
二、非选择题
5.在双缝干涉实验中，由双缝S1、S2发出的光在光屏上某点P叠加，若光的波长为600nm，光屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2×10-2mm和1.1×10-2mm，则P点将出现 (选填“亮”或“暗”)条纹。
【解析】由S1P-S2P=3.2×10-2mm-1.1×10-2mm
=2.1×10-2mm
==35，
即S1P-S2P=35λ，故P点出现亮条纹。
答案:亮
6.(2013·苏州高二检测)如图所示，在双缝干涉实验中，若用λ1=5×10-7m的光照射，屏上O点是中央亮条纹，屏上A点为第二级亮条纹所在处。若换用λ2=4×10-7m的光照射时，屏上O点处是什么情况？屏上A点处又是什么情况？
【解题指南】本题主要考查双缝干涉原理、路程差与波长的数量关系。当路程差d满足光波波长的整数倍时，该点为亮条纹，当路程差d为半波长的奇数倍时，该点为暗条纹。
【解析】从双缝到屏上O点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零。所以O点仍然是亮条纹。
从双缝到屏上A点的路程差d=S2A-S1A，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d=2λ1
代入数据d=1×10-6m，这个路程差1×10-6m对于波长为λ2的光波来说=2.5。
即为半波长的奇数倍，A处为暗条纹
d=(2k+1)(k=0，±1，±2…)
1×10-6m=(2k+1)m，即k=2
当k=0时为第一级暗条纹，所以当k=2时应为第三级暗条纹。
答案:见解析
能力提升
一、选择题
1.(2013·上海高考)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )
A.传播速度不同
B.强度不同
C.振动方向不同
D.频率不同
【解析】选D。白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的频率不同。
2.(2013·沈阳高二检测)煤矿中的瓦斯危害极大，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，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示: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。如果屏的正中央O点变为暗条纹，说明B中气体( )
A.一定含瓦斯
B.一定不含瓦斯
C.不一定含瓦斯
D.无法判断
【解析】选A。如果屏的正中央O变为暗条纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯。
【变式训练】两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( )
A.两盏灯亮度不同
B.灯光的波长太短
C.两灯光的振动情况不同
D.电灯发出的光不稳定
【解析】选C。一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
3.杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)( )
①在距双缝的路程相等的点形成暗条纹；②在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹；③在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹；④在距双缝的路程差为
(n+)λ的点形成暗条纹。
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
【解析】选D。在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx=kλ，k=0，1，2，3…这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx=(2k+1)，k=0，1，2，3…这点为减弱点，该处出现暗条纹。