浙江專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章光3光的干涉訓(xùn)練提升新人教版選擇性必修第一冊

3光的干涉課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.以下現(xiàn)象不屬于干涉的是()A.白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣B.白光照耀肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C.白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣D.白光照耀水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣答案C解析依據(jù)光的干涉定義可知白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣是楊氏雙縫干涉,故選項A錯誤。由于重力的作用,肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜,光線通過薄膜時頻率不變,干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加,白光照耀肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣屬于干涉現(xiàn)象,故選項B錯誤。白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光在折射時產(chǎn)生的色散現(xiàn)象,故選項C正確。水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象,屬于薄膜干涉,故選項D錯誤。2.用如圖所示的裝置來視察光的雙縫干涉現(xiàn)象時,以下推斷正確的是()A.雙縫干涉圖樣中亮條紋之間的距離相等,暗條紋之間的距離不相等B.若入射光是白光,則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋C.像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時,該點處肯定是亮條紋D.圖中雙縫屏的作用是使通過雙縫的光形成兩列相干光答案D解析干涉條紋的寬度是相等的,選項A錯誤。若入射光是白光,則像屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋,選項B錯誤。屏上某點到雙縫的距離之差等于半個波長的奇數(shù)倍時,這點將出現(xiàn)暗條紋,選項C錯誤。雙縫的作用是得到兩列相干光,選項D正確。3.在雙縫干涉試驗中,用波長為5×10-7m的黃光照耀雙縫。已知兩縫間的間距為0.3mm,雙縫到光屏的距離為1.2m,光屏上P點到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10-7m,則下列說法正確的是()A.P點出現(xiàn)的是亮條紋,相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為2mmB.P點出現(xiàn)的是暗條紋,相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為2mmC.P點出現(xiàn)的是亮條紋,相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為4mmD.P點出現(xiàn)的是暗條紋,相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為4mm答案B解析光屏上P點到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10-7m,黃光的波長為5×10-7m,則n=Δsλ2=3,為奇數(shù),在P點出現(xiàn)暗條紋。相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距為Δx=ldλ=1.20.0003×5×10-4.如圖所示,在一個空長方體箱子的一邊刻上一個雙縫,當(dāng)把一個鈉光燈照亮的狹縫放在刻有雙縫一邊的箱子外邊時,在箱子的對面壁上產(chǎn)生干涉條紋。假如把透亮的油緩慢地灌入這箱子中,條紋的間隔將會()A.保持不變 B.減小C.有可能增加 D.增加答案B解析箱子灌滿油時,折射率增大,依據(jù)v=cn可知光速減小,依據(jù)v=λf可知光的波長減小,依據(jù)干涉條紋間距寬度公式Δx=ld5.用雙縫干涉試驗裝置得到紅光的干涉條紋。先增加光源與單縫之間的距離,再將光源與單縫之間的紅色濾光片換為綠色濾光片,下列說法正確的是()A.增加光源與單縫之間的距離后,得到的條紋間距變大B.增加光源與單縫之間的距離后,得到的條紋間距變小C.換為綠色濾光片后,得到的條紋間距變小D.換為綠色濾光片后,得到的條紋間距變大答案C解析依據(jù)Δx=ldλ可知,增加光源與單縫之間的距離后,得到的條紋間距不變,選項A、B錯誤。依據(jù)Δx=ld二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)6.如圖所示,把一個平凸透鏡A和標(biāo)準(zhǔn)的平板玻璃B疊放在一起。用平行單色光由上向下照耀,在A的上方向下視察,會看到一圈圈明暗相間的同心圓環(huán)狀的干涉條紋,這種干涉條紋叫牛頓環(huán),它是檢查透鏡質(zhì)量的一種方法。分別用a、b和c、d表示透鏡A和平板玻璃B的上、下兩個表面,關(guān)于兩束相干光及干涉條紋的說法正確的是()A.兩束相干光是由a、b面反射形成的B.兩束相干光是b、c面反射形成的C.干涉條紋是中心疏邊緣密的同心圓D.干涉條紋是中心密邊緣疏的同心圓答案BC解析由題圖可知,空氣薄層的兩個分界面是兩個反射面,所以可以得到,兩束干涉光是圖中b、c面反射形成的,選項A錯誤,B正確?？諝獗雍穸炔皇莿蚍Q增加,而是越向外相同距離上厚度改變越大,所以干涉條紋不是疏密勻稱的同心圓,而是中心疏邊緣密的同心圓,選項C正確,D錯誤。7.右圖是一直立的肥皂液薄膜的橫截面,關(guān)于在豎直放置的肥皂膜上產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在膜前后表面反射形成的兩列光波的疊加B.用藍(lán)光照耀產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃光照耀時產(chǎn)生的條紋間距窄C.干涉條紋間的亮紋是由于兩反射光疊加減弱產(chǎn)生的D.薄膜上干涉條紋基本上是水平的答案ABD解析由于重力的作用,肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜,干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的疊加,故選項A正確。條紋間距與光的波長成正比,由于藍(lán)光波長短,故藍(lán)光條紋間距窄,故選項B正確。干涉條紋間的亮紋是由于兩反射光疊加增加產(chǎn)生的,故選項C錯誤。薄膜的干涉是等厚干涉,同一條紋厚度相同,故條紋是水平的,故選項D正確。實力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.激光陀螺儀是許多現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件,廣泛應(yīng)用于民航飛機(jī)等交通工具。激光陀螺儀的基本元件是環(huán)形激光器,其原理結(jié)構(gòu)比較困難,我們簡化為如圖所示模型:由激光器發(fā)出的A、B兩束激光,經(jīng)完全對稱的兩個通道(圖中未畫出)在光電探測器處相遇,產(chǎn)生干涉條紋。假如整個裝置本身具有繞垂直紙面的對稱軸轉(zhuǎn)動的角速度,那么沿兩個通道的光的路程差就會發(fā)生改變,同時間電探測器能檢測出干涉條紋的改變,依據(jù)此改變就可以測出整個裝置的旋轉(zhuǎn)角速度。某次測試時,整個裝置從靜止起先,繞垂直紙面的對稱軸,順時針方向漸漸加速旋轉(zhuǎn),最終轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,這個過程中光電探測器的中心位置C處檢測出光強(qiáng)經(jīng)過了強(qiáng)→弱→強(qiáng)→弱→強(qiáng)的改變過程。依據(jù)上述材料,結(jié)合所學(xué)學(xué)問,推斷下列說法正確的是()A.A束激光的頻率大于B束激光的頻率B.整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中,A束激光到達(dá)光電探測器的路程漸漸變大C.整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中,C處始終沒有出現(xiàn)干涉明條紋D.整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中,兩束激光的路程差改變了2個波長答案D解析由于兩束激光出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,說明兩個光束的頻率相等,選項A錯誤。由于整個裝置順時針方向轉(zhuǎn)動,因此整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中,A束激光到達(dá)光電探測器的路程漸漸變小,選項B錯誤。整個裝置加速轉(zhuǎn)動過程中,當(dāng)C處出現(xiàn)強(qiáng)光時就是干涉明條紋,選項C錯誤。由于C處出現(xiàn)了強(qiáng)→弱→強(qiáng)→弱→強(qiáng)的改變,因此兩束激光的路程差依次為0、12λ、λ、3λ22.要使雙縫干涉條紋間距變大,下列措施肯定可行的是 ()A.減小雙縫間的距離,增大雙縫到光屏的距離B.減小雙縫間的距離,減小雙縫到光屏的距離C.增大雙縫間的距離,增大雙縫到光屏的距離D.增大雙縫間的距離,減小雙縫到光屏的距離答案A解析依據(jù)相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距公式Δx=ldλ可知,要使干涉條紋間距變大,可以減小雙縫間的距離d,增大雙縫到光屏的距離l,增大λ二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)3.在探討A物體材料的熱膨脹特性時,可采納如圖所示的干涉試驗法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個兩面平行的玻璃板B,B與A的上表面平行,在它們之間形成一厚度勻稱的空氣薄膜?，F(xiàn)用波長為λ的單色光垂直照耀玻璃板B,同時給A緩慢加熱,在B的上方視察到B板的亮度發(fā)生周期性改變。當(dāng)溫度為t1時最亮,然后亮度漸漸減弱至最暗;當(dāng)溫度升到t2時,亮度再一次增到最亮。則()A.出現(xiàn)最亮?xí)r,B上表面反射光與B下表面反射光疊加后加強(qiáng)B.出現(xiàn)最暗時,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后減弱C.溫度從t1升至t2過程中,A的高度增加λD.溫度從t1升至t2過程中,A的高度增加λ答案BD解析出現(xiàn)最亮?xí)r,是B下表面反射光與A上表面反射光發(fā)生干涉,疊加后加強(qiáng),故選項A錯誤,B正確。溫度從t1升到t2的過程中,亮度由最亮又變到最亮,當(dāng)路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波長的偶數(shù)倍,出現(xiàn)明條紋,知路程差減小λ,則A的高度增加λ24.右圖為用同一雙縫干涉試驗裝置得到的甲、乙兩種單色光的干涉條紋,下列有關(guān)兩種單色光的說法正確的是()A.甲光的波長大于乙光的波長B.甲光在真空中的傳播速率大于乙光在真空中的傳播速率C.若甲光是黃光,乙光可能是紅光D.若兩種單色光以相同的入射角進(jìn)入同種介質(zhì),甲光的折射角較大答案AD解析依據(jù)干涉條紋間距公式Δx=ldλ可得,在d、l相同的條件下,Δx與λ波長長,故選項A正確。各種單色光在真空中的傳播速率是相同的,都是3.0×108m/s,故選項B錯誤。由于甲光的波長長,且紅光的波長比黃光的波長長,若甲光是黃光,則乙光不行能是紅光,故選項C錯誤。甲光的頻率比乙光頻率低,則甲光的折射率小,由n=sini三、非選擇題5.某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙縫干涉測量激光的波長。(1)如圖所示,在水平面上方適當(dāng)位置固定激光光源,使其放射與水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M點呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚,激光光斑移至水平光屏上的N點。測得玻璃磚厚度為d=3cm,lMN=b=2cm。依據(jù)以上信息,求該玻璃磚的折射率n。(2)為測量該激光的波長,將激光垂