上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：4.1光的干涉 课时作业（含解析）

4.1光的干涉
1．如图所示,一个粒子源产生某种粒子,在其正前方安装只有两条狭缝的挡板,粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光,那么在荧光屏上将会看到(　　)
A．只有两条亮纹
B．有许多条明、暗相间的条纹
C．没有亮纹
D．只有一条亮纹
2．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光。为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )
A．改用红光作为入射光
B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离
D．增大双缝之间的距离
3．如图所示，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中形成复合光束c，则下列说法中正确的是
A．若用a光照射某金属的表面能发生光电效应，则用b光照射也能发生
B．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距较小?
C．在玻璃砖中a光的速度较小
D．从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小
4．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。则这两种光(　　)
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大
5．下列说法中正确的是( )
A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
B．做简谐运动的质点，经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅
C．变化的磁场可以产生稳定的电场，变化的电场可以产生稳定的磁场
D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变大
E. 声波从空气传人水中时频率不变，波长变长
6．如图所示，一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气斜射入某介质后的情况，则下列说法正确的是(　　)
A．在同种介质中a光传播的速度比b光的大
B．a光的光子能量比b光的大
C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光的小
D．a光的波长比b光的大
E. 将两束光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大
7．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，下列说法正确的是（?? ）
A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．在真空中，a光的波长大于b光的波长
C．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线b首先消失
E. 分别用a、b光在同一双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
8．用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中，当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是( )
A．各色光都向顶角偏折
B．各色光都向底面偏折
C．红色光的偏向角比紫光的大
D．红色光的偏向角比紫光的小
9．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是(　　)
A．在相同介质中，绿光的折射率最大
B．红光的频率最高
C．在相同介质中，蓝光的波长最短
D．同一双缝干涉实验装置，红光所产生的条纹间距最大
10．如下图所示，两束颜色不同的单色光a、b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法中正确的是(　　)
A．三棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率
B．a光在三棱镜中传播的速度较大
C．让a光和b光通过同一双缝干涉实验装置，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
D．在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显
11．平常看见的白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光所组成．在这七色可见光中波长最长的色光是________光，频率最低的色光是________光．
12．用干涉法检查工件表面的质量时，产生的干涉条纹是一组平行直线，若让劈尖的上表面略向上平移，如图a所示，则干涉条纹将______ 若恰当增大劈尖的倾角如图b所示，则干涉条纹将______ 均选填“变宽”、“变窄”或“不变”．
13．杨氏双缝于涉实验中，双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，还能看到干涉现象吗？为什么？
14．在双缝干涉实验中，光屏上点到双缝、的距离之差，光屏上点到双缝、的距离之差．若用频率的黄光照射双缝，判定点与点出现的条纹的亮暗．
参考答案
1．B
【解析】
任何运动的粒子都具有波粒二象性,那么离子源产生的大量粒子透过双缝就应该表现出波动性,即形成明、暗相间的多条干涉条纹,故B项正确．
【点睛】考查亮暗条纹的原理是到达同一位置机会的多少来确定，注意并不是双缝干涉现象．
2．AC
【解析】试题分析：光的干涉现象中，条纹间距公式，即干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比，红光波长大于黄光波长，则条纹间距增大，故A正确；蓝光波长小于黄光波长，则条纹间距减小，故B错误；增大双缝到屏的距离，条纹间距增大，故C正确；增大双缝之间的距离，条纹间距减小．故D错误．
考点：考查了双缝干涉实验
【名师点睛】根据双缝干涉条纹的间距公式判断如何增大干涉条纹的间距．
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3．A
【解析】由图知，玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，故a光的频率小于b光的频率，所以若用a光照射某金属的表面能发生光电效应，则用b光照射也一定能发生，所以A正确；根据，所以，又因为双缝干涉的条纹间距为，所以在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距较小，故B错误；在介质中的传播速度知在玻璃砖中a光的速度较大，故C错误；临界角，所以从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。
4．BC
【解析】本题考查光电效应及光的全反射、折射、干涉等问题。由图象可知,用a光照射光电管时的遏止电压小于用b光照射光电管时的遏止电压,故a光的频率要小于b光的频率。据爱因斯坦光电方程Ek=hν-W0可知,照射该光电管时a光逸出的光电子的最大初动能较b小,故A错误;对于同一介质a光的折射率小于b光的折射率,由可知,a光的临界角大,所以通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度小,故B正确,D错误;由c=λf可知,a光的波长较长,由可知发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距大,故C正确。故选BC.
【点睛】要熟练掌握所学公式，明确各个物理量之间的联系．如本题中折射率、临界角、光子能量、最大初动能等都有光的频率有关．
5．ACE
【解析】做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，加速度相同，选项A正确； 做简谐运动的质点，若从平衡位置振动或者从最高（低）点振动，则经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅，从其他位置开始计时经过四分之一个周期，所通过的路程不是一倍振幅，选项B错误；均匀 变化的磁场可以产生稳定的电场，均匀变化的电场可以产生稳定的磁场，选项C正确；根据 可知， 双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小，选项D错误； 声波从空气传入水中时频率不变，波速变大，根据 可知波长变长，选项E正确；故选ACE.
6．ADE
【解析】由图看出，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的折射率小于b光的折射率，由公式得 ，则在同样介质中a光传播的速度比b光的大，故A正确．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，由光子能量公式E=hγ知，a光的光子能量比b光的小，故B错误．因为a光的折射率小，由公式知，a光的临界角大．故C错误．a光的频率小，由c=λf知，波长大，故D正确．a光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式知，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大．故E正确。所以ADE正确，BC错误。
7．ACE
【解析】
光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，θ是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式v=c/n，知a光在玻璃中的传播速度小，故AC正确；a光的折射率大，说明a光的频率高，根据c=λf，a光在真空中的波长较短，故B错误；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D错误；光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式△x=λ，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E正确；故选ACE。
点睛：本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公式n=、光速公式v=c/n、双缝干涉条纹间距公式△x=λ．要注意公式n=的条件条件是光从真空射入介质折射．
8．AD
【解析】
太阳光是复色光，经过三棱镜后由于折射率不同，导致偏折程度不同，光从水斜射向空气时，入射光线和折射光线分居在法线两侧，折射角大于入射角；光从空气斜射向水时，入射光线和折射光线分居在法线两侧，折射角小于入射角．
【详解】
白色光经过三棱镜后产生色散现象，各色光都向顶角偏折，如图所示，光从光密进入光疏，折射光线偏离法线；假设第二次折射，入射角为0°，则折射角也为0°，可知，折射光线偏向顶角，由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小，故紫光的偏向角比红光大，故AD正确．
9．CD
【解析】在光的色散现象中，蓝光偏折最大，所以它的折射率最大，A错误；在空气中由于红光的速度最大，则红光的频率最低，则在红光的折射率最小，B错误；在光的单缝衍射现象中，可发现红光的衍射条纹最宽，蓝光的条纹最小，所以红光的波长最长，蓝光的波长最短，C正确；由于红光的波长最长，根据公式可知同一双缝干涉实验装置，红光所产生的条纹间距最大，D正确．
10．ACD
【解析】试题分析：通过光路图比较a、b两种光的折射率的大小关系，从而得知了两种光的频率关系和波长关系，由分析光在三棱镜中传播速度关系，结合干涉和衍射的特点可得知正确选项．
从图中可知a光的偏转角大，b光的偏转角小，所以三棱镜对a光的折射率大，对b光的折射率小，A正确；由光在介质中传播速度的公式分析知，因a光的折射率大，b光的折射率小，知在玻璃种b光的传播速度较大，B错误；因a光的折射率大，b光的折射率小，所以a光的频率较大，波长较短，根据干涉条纹的间距与波长成正比，知让a光和b光通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距小，C正确；因b光的折射率小，波长较长，波动性强，所以在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显，D正确．
11．红 红
【解析】
熟记电磁波谱中的各种光的名称和排列顺序．
【详解】
把红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫按顺序排列起来，称为七色光，它们属于可见光，由光谱中的排列顺序可知红光的波长最长，频率最低也是红光．
【点睛】
不同色光在真空中的传播速度是相同的，但在空气中不一样，不同色光有不同波长．
12．不变 变窄
【解析】
要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是下板的上表面和上板的下表面的反射光干涉产生的，当两反射光的路程差即膜厚度的2倍是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，当劈尖的上表面向上平移一小段距离，亮条纹将向劈尖前一级亮条纹移动，但亮暗条纹间距不变；从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，若劈尖角度增大，导致相邻亮条纹或暗条纹之间的距离变小，所以干涉条纹间距变窄．
13．见解析
【解析】
不能看到干涉现象，因为只有当两束频率相等的光相遇时才会发生干涉现象．当双缝的一条缝前放一块绿色滤光片，另一条缝前放一块黄色滤光片，这时就变成一束绿光和一束黄光相遇，它们的频率不等，故它们相遇时不会发生干涉现象．
14．点出现暗条纹，点出现亮条纹．
【解析】
由光的频率，知光的波长
点到双缝、的距离之差
点到双缝、的距离之差
因此，点出现暗条纹，点出现亮条纹。