新教材2024高中物理第四章光及其應(yīng)用第四節(jié)光的干涉分級(jí)訓(xùn)練粵教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE第四節(jié)光的干涉A級(jí)基礎(chǔ)鞏固1.以下光源可作為相干光源的是（）A.兩個(gè)相同亮度的燭焰 B.兩個(gè)相同規(guī)格的燈泡C.雙絲燈泡 D.出自一個(gè)點(diǎn)光源的兩束光解析：A、B、C三項(xiàng)中的光源均不是相干光源，故A、B、C錯(cuò)誤；D項(xiàng)中兩束光是來(lái)自同一點(diǎn)光源，兩束光完全相同是相干光源，故D正確.答案：D2.下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉來(lái)說(shuō)明的是（）A.雨后的彩虹B.水面上的油膜在陽(yáng)光照耀下呈彩色C.透過(guò)昆蟲的翅膀看陽(yáng)光呈彩色D.荷葉上的水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮解析：雨后的彩虹是色散現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；透過(guò)昆蟲的翅膀看陽(yáng)光呈彩色是衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮是全反射的結(jié)果，D錯(cuò)誤；油膜在陽(yáng)光照耀下呈彩色是薄膜干涉的結(jié)果，B正確.答案：B3.（多選）如圖所示是雙縫干涉的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏，用綠光從左邊照耀單縫S時(shí)，可在光屏P上視察到干涉條紋.下列說(shuō)法正確的是（）A.將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離增大B.將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大C.減小雙縫間的距離，中心亮條紋會(huì)變成暗條紋D.增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大解析：依據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，將綠光換為紅光，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，則干涉條紋間距變大，故A正確；依據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，將綠光換為紫光，波長(zhǎng)變短，則干涉條紋間距減小，故B錯(cuò)誤；依據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，減小雙縫間的距離，即d變小，則干涉條紋間距增大，且中心條紋仍舊是亮條紋，故C錯(cuò)誤；依據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，增大雙縫到屏的距離，即l增大，則干涉條紋間距增大，故D正確.答案：AD4.（多選）如圖所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說(shuō)法中正確的是（）A.人從右側(cè)向左看，可以看到彩色條紋B.人從左側(cè)向右看，可以看到彩色條紋C.彩色條紋水平排列D.彩色條紋豎直排列解析：一束白光射到肥皂薄膜上，經(jīng)前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光相遇，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從左側(cè)向右看可看到彩色條紋；因?yàn)楸∧ね凰骄€上的厚度相同，所以彩色條紋是水平排列的，故正確答案為B、C.答案：BC5.如圖所示，用單色光做雙縫干涉試驗(yàn)，P處為其次條暗條紋，改用頻率較低的單色光重做上述試驗(yàn)（其他條件不變，屏足夠大），則同側(cè)其次條暗條紋的位置（）A.仍在P處B.在P點(diǎn)上方C.在P點(diǎn)下方D.要將屏向雙縫方向移近一些才能看到解析：由λ＝eq\f(c,f)知，f變小，λ變大.若出現(xiàn)其次條暗條紋，則P到雙縫的路程差Δr＝eq\f(3,2)λ，當(dāng)λ變大時(shí)，Δr也要變大，故其次條暗條紋的位置向上移，在P點(diǎn)上方，B正確.答案：BB級(jí)實(shí)力提升6.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)生解析：在雙縫干涉試驗(yàn)中，單縫的作用是獲得一個(gè)線光源，使光源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；兩列光波要相遇就會(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.答案：B7.在雙縫干涉試驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離之差為0.6μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照耀雙縫，則P點(diǎn)出現(xiàn)亮、暗條紋的狀況是（）A.用單色光f1和f2分別照耀時(shí)，均出現(xiàn)亮條紋B.用單色光f1和f2分別照耀時(shí)，均出現(xiàn)暗條紋C.用單色光f1照耀時(shí)出現(xiàn)亮條紋，用單色光f2照耀時(shí)出現(xiàn)暗條紋D.用單色光f1照耀時(shí)出現(xiàn)暗條紋，用單色光f2照耀時(shí)出現(xiàn)亮條紋解析：?jiǎn)紊鈌1的波長(zhǎng)：λ1＝eq\f(c,f1)＝eq\f(3×108,5.0×1014)m＝0.6×10－6m＝0.6μm.單色光f2的波長(zhǎng)：λ2＝eq\f(c,f2)＝eq\f(3×108,7.5×1014)m＝0.4×10－6m＝0.4μm.因P點(diǎn)到雙縫的距離之差Δx＝0.6μm＝λ1，所以用單色光f1照耀時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋.又Δx＝0.6μm＝eq\f(3,2)λ2，所以用單色光f2照耀時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋，故選項(xiàng)C正確.答案：C8.市場(chǎng)上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照耀物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應(yīng)的緣由之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消退不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線.以λ表示此紅外線在薄膜中的波長(zhǎng)，用λ0表示此紅外線在真空中的波長(zhǎng)，則燈泡所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為（）A.eq\f(1,4)λ0 B.eq\f(1,4)λC.eq\f(1,2)λ D.eq\f(1,2)λ0解析：要消退不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的紅外線，即要使從燈泡薄膜前后表面反射回來(lái)的紅外線發(fā)生干涉，且相互抵消，設(shè)燈泡所鍍薄膜的厚度為d，則2d＝eq\f(λ,2)，解得d＝eq\f(1,4)λ，選項(xiàng)B正確.答案：B9.在雙縫干涉試驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照耀同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的相鄰干涉條紋間距Δx1與綠光的相鄰干涉條紋間距Δx2相比，Δx1Δx2（選填“＞”“＝”或“＜”）.若試驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測(cè)得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為mm.解析：雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即Δx1＞Δx2.相鄰條紋間距Δx＝eq\f(10.5mm,5)＝2.1mm＝2.1×10－3m，依據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可得d＝eq\f(lλ,Δx)＝0.300mm.答案：＞0.30010.為了削減光在透鏡表面由于反射帶來(lái)的損失，可在透鏡表面×10－7m的綠光在垂直表面入射時(shí)的反射光干涉相消，求所涂的這種增透膜的最小厚度.解析：設(shè)綠光在真空中的波長(zhǎng)為λ0，在增透膜中的波長(zhǎng)為λ，由＝eq\f(λ0,n).反射光干涉相消，那么增透膜最小厚度d＝eq\f(1,4)λ＝eq\f(λ0,4n)＝eq\f(5.52×10－7,4×1.38)m＝1×10－7m.答案：1×10－7mC級(jí)拓展創(chuàng)新11.在雙縫干涉試驗(yàn)中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014Hz，兩光源S1、S2的振動(dòng)狀況恰好相反，光屏上的P點(diǎn)到S1與到S2的路程差為3×10－6m，如圖所示，則（1）P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？（2）設(shè)O為到S1、S2路程相等的點(diǎn)，則P、O間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？（不包括O、P兩處的條紋）解析：（1）由λ＝eq\f(c,f)得λ＝5×10－7m，n＝eq\f(Δs,λ)＝eq\f(3×10－6,5×10－7)＝6.由于兩光源的振動(dòng)狀況恰好相反，所以P點(diǎn)為暗條紋.（2）O點(diǎn)路程差為0，也是暗條紋，OP間還有5條暗條紋，6條亮條紋.答案：（1）暗條紋（2）5條暗條紋，6條亮條紋12.用單色光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，已知屏上一點(diǎn)P到雙縫的路程差δ＝1.5×10－6m，當(dāng)單色光波長(zhǎng)λ1＝0.5μm時(shí)，P點(diǎn)將形成亮條紋還是暗條紋？若單色光波長(zhǎng)λ2＝0.6μm，此時(shí)在中心亮條紋和P點(diǎn)之間有幾條暗條紋？解析：由題意知，P到雙縫的路程差δ＝eq\f(1.5×10－6,0.5×10－6)λ1＝3λ1，滿意波長(zhǎng)的整數(shù)倍，