2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章光3光的干涉課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE5-光的干涉(建議用時(shí)：25分鐘)考點(diǎn)一光的雙縫干涉1．下列關(guān)于雙縫干涉試驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是()A．單縫的作用是獲得頻率保持不變的相干光源B．雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)狀況相同的相干光源C．光屏上距兩縫的路程差等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋D．在光屏上能看到光的干涉圖樣，但在雙縫與光屏之間的空間卻沒(méi)有干涉發(fā)生B[在雙縫干涉試驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個(gè)線光源，使光有唯一的頻率和振動(dòng)狀況，雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)狀況完全相同的相干光源，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．在兩個(gè)相干光源完全相同的狀況下，光屏上距兩縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋，C項(xiàng)錯(cuò)誤．兩列光波相遇就會(huì)疊加，滿意相干條件就能發(fā)生干涉，所以在雙縫與光屏之間的空間也會(huì)發(fā)生光的干涉，用光屏接收只是為了肉眼視察的便利，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．]2．光通過(guò)雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋，若用紅色和綠色玻璃板分別攔住雙狹縫，則屏上將出現(xiàn)()A．黃色的干涉條紋 B．紅綠相間的條紋C．黑白相間的條紋 D．無(wú)干涉條紋D[有色玻璃只允許同色光通過(guò)，紅光和綠光的頻率不同，依據(jù)干涉的條件，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，所以選項(xiàng)D正確．]3．(多選)在單色光的雙縫干涉試驗(yàn)中()A．兩列光波谷和波谷重疊處出現(xiàn)暗條紋B．兩列光波峰和波峰重疊處出現(xiàn)亮條紋C．從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)亮條紋D．從兩個(gè)狹縫到達(dá)屏上的路程差是光波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)暗條紋BC[兩列光的峰—峰相遇和谷—谷相遇都是亮條紋．從空間中一點(diǎn)到兩光源的光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；若為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則為暗條紋．]考點(diǎn)二干涉條紋和光的波長(zhǎng)的關(guān)系4．楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是(n為自然數(shù)，λ為光波波長(zhǎng))()①在距雙縫的路程相等的點(diǎn)形成暗條紋；②在距雙縫的路程差為nλ的點(diǎn)形成亮條紋；③在距雙縫的路程差為eq\f(nλ,2)的點(diǎn)形成亮條紋；④在距雙縫的路程差為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ的點(diǎn)形成暗條紋．A．①② B．②③C．③④ D．②④D[在雙縫干涉試驗(yàn)中，當(dāng)某處距雙縫距離之差Δx為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，即Δx＝kλ，k＝0,1,2,3，…這點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，該處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)某處距雙縫距離之差Δx為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，即Δx＝(2k＋1)·eq\f(λ,2)，k＝0,1,2,3，…這點(diǎn)為減弱點(diǎn)，該處出現(xiàn)暗條紋．]5．如圖所示為雙縫干涉試驗(yàn)裝置示意圖，其中甲圖是用綠光進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，光屏上視察到的條紋狀況，a為中心明條紋；乙圖為換用另一顏色的單色光試驗(yàn)時(shí)視察到的條紋狀況，b為此時(shí)中心明條紋．則下列說(shuō)法正確的是()A．乙圖可能是用紅光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B．乙圖可能是用紫光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長(zhǎng)較長(zhǎng)C．乙圖可能是用紫光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長(zhǎng)較短D．乙圖可能是用紅光試驗(yàn)產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長(zhǎng)較短A[本題主要考查學(xué)生視察圖像的實(shí)力，在雙縫干涉試驗(yàn)中，相鄰兩條明(或暗)條紋之間的距離Δx與哪些因素有關(guān)等學(xué)問(wèn)．]6．(多選)雙縫干涉試驗(yàn)裝置如圖所示，綠光通過(guò)單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2到單縫S的距離相等，光通過(guò)雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋，屏上O點(diǎn)到雙縫S1和S2的距離相等，P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋，假如將入射的綠光換成紅光或藍(lán)光，已知紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng)，綠光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．O點(diǎn)是紅光的亮條紋B．紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方C．O點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋D．藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方AB[O點(diǎn)距離雙縫的路程差為0，該點(diǎn)為亮條紋，當(dāng)用紅光或藍(lán)光照耀時(shí)，在O點(diǎn)也產(chǎn)生紅光的亮條紋或藍(lán)光的亮條紋，A正確，C錯(cuò)誤；依據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ和紅光的波長(zhǎng)大于綠光的波長(zhǎng)可知，紅光的條紋間距大于綠光的條紋間距，所以紅光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方，B正確；同理可知，藍(lán)光的第一條亮條紋在P點(diǎn)的下方，D錯(cuò)誤．]7．如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照耀雙縫，在光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)第三條暗條紋，已知光速為c，則P點(diǎn)到雙縫的距離之差(r2－r1)應(yīng)為()A.eq\f(c,2f) B.eq\f(3c,2f)C.eq\f(2c,3f) D.eq\f(5c,2f)D[由題中條件可知，r2－r1＝eq\f(5,2)λ，又因?yàn)棣耍絜q\f(c,f)，聯(lián)立可得r2－r1＝eq\f(5c,2f)，選項(xiàng)D正確．]考點(diǎn)三薄膜干涉8．(多選)如圖所示，把一個(gè)平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖．讓單色光從上方射入，這時(shí)可以看到亮暗相間的條紋．下面關(guān)于條紋的說(shuō)法中正確的是()A．干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣劈尖膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B．干涉條紋中的暗紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動(dòng)D．視察薄膜干涉條紋時(shí)，應(yīng)在入射光的另一側(cè)AC[依據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生原理，上述現(xiàn)象是由空氣膜前后表面反射的兩列光疊加而成的，當(dāng)波峰與波峰、波谷與波谷相遇疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)，形成亮條紋，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因相干光是反射光，故視察薄膜干涉時(shí)，應(yīng)在入射光的同一側(cè)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；依據(jù)條紋的位置與空氣膜的厚度是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)上玻璃板平行上移時(shí)，同一厚度的空氣膜向劈尖移動(dòng)，所以條紋向著劈尖移動(dòng)，故選項(xiàng)C正確．]9．如圖所示，把酒精燈放在肥皂液薄膜前，從薄膜上可看到明暗相間的條紋，能說(shuō)明這一現(xiàn)象產(chǎn)生緣由的是示意圖(圖中實(shí)線、虛線為光照耀到薄膜上時(shí)，從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)()C[看到的明暗條紋是從膜前后表面分別反射形成的兩列相干波發(fā)生干涉形成的，肥皂膜中的液體在重力作用下導(dǎo)致從上至下的薄膜厚度不同，反射回來(lái)的兩列波的同步性不同，明條紋是相干加強(qiáng)形成的，暗條紋是相干減弱形成的，選項(xiàng)C正確．](建議用時(shí)：15分鐘)10．(多選)用a、b兩束單色光分別照耀同一雙縫干涉裝置，在離雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光形成的，圖乙是b光形成的，則關(guān)于a、b兩束單色光，下述正確的是()甲乙A．a(chǎn)光的頻率較高B．a(chǎn)光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)C．對(duì)同一介質(zhì)a光的折射率較大D．在水中a光傳播的速度較大BD[由雙縫干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比可推斷a光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，再由c＝λf可知a光的頻率低．對(duì)同一介質(zhì)來(lái)說(shuō)折射率小，光在其間傳播的速度大，所以B、D正確．]11．如圖所示為雙縫干涉試驗(yàn)裝置，當(dāng)運(yùn)用波長(zhǎng)為6×10－7m的橙色光做試驗(yàn)時(shí)，光屏P點(diǎn)及上方的P1點(diǎn)形成相鄰的亮條紋．若運(yùn)用波長(zhǎng)為4×10－7m的紫光重復(fù)上述試驗(yàn)，在P和PA．P和P1都是亮條紋B．P是亮條紋，P1是暗條紋C．P是暗條紋，P1是亮條紋D．P和P1都是暗條紋B[從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成兩束相干光，由題意知屏中心P點(diǎn)到S1、S2的距離相等，即分別由S1、S2射出的光到P點(diǎn)的路程差為零，因此是亮條紋中心，因而，無(wú)論入射光是什么顏色的光，波長(zhǎng)多大，P點(diǎn)都是亮條紋．而分別由S1、S2射出的光到P1點(diǎn)的路程差剛好是橙光的一個(gè)波長(zhǎng)，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙，則兩列光波到達(dá)P1點(diǎn)振動(dòng)狀況完全一樣，振動(dòng)得到加強(qiáng)，因此，出現(xiàn)亮條紋．當(dāng)換用波長(zhǎng)為400nm的紫光時(shí)，|P1S1－P1S2|＝600nm＝eq\f(3,2)λ紫，則兩列光波到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)振動(dòng)狀況完全相反，即分別由S1、S2射出的光到達(dá)P1點(diǎn)時(shí)相互減弱，因此，在P1點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋．綜上所述，選項(xiàng)B正確．]12．如圖所示是單色光雙縫干涉試驗(yàn)?zāi)骋粫r(shí)刻的波形圖，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷．在此時(shí)刻，介質(zhì)中A點(diǎn)為波峰相疊加點(diǎn)，B點(diǎn)為波谷相疊加點(diǎn)，A、B連線上的C點(diǎn)為某中間狀態(tài)相疊加點(diǎn)．假如把屏分別放在A、B、C三個(gè)位置，那么()A．A、B、C三個(gè)位置處都出現(xiàn)亮條紋B．B位置處出現(xiàn)暗條紋C．C位置處出現(xiàn)亮條紋或暗條紋要由其他條件確定D．以上結(jié)論都不正確A[在干涉現(xiàn)象中，所謂“振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相同的，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之和，而不要理解為該點(diǎn)始終處于波峰或波谷，在某些時(shí)刻它也可以位于平衡位置(如題圖中C點(diǎn))；所謂“振動(dòng)減弱的點(diǎn)”是指兩列波在該點(diǎn)引起的振動(dòng)方向總是相反的，該點(diǎn)的振幅是兩列波的振幅之差，假如兩列波的振幅相同，則該點(diǎn)始終在平衡位置，對(duì)光波而言，該點(diǎn)是完全暗的．本題中，A、B、C三點(diǎn)總是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)，屏上對(duì)應(yīng)出現(xiàn)的都是亮條紋．另外，要特殊留意波谷與波谷相遇的點(diǎn)(題圖中B點(diǎn))振動(dòng)也是加強(qiáng)的．]13．S1、S2為兩個(gè)相干光源，發(fā)出的光的頻率為7.5×1014Hz，光屏上A點(diǎn)與S1、S2的光程差為1.8×10－6m(1)若S1、S2的振動(dòng)步調(diào)完全一樣，則A點(diǎn)出現(xiàn)什么條紋？(2)若S1、S2的振動(dòng)步調(diào)完全相反，則A點(diǎn)出現(xiàn)什么條紋？[解析](1)由c＝λf，得λ＝eq\