高中物理 第13章 第3節(jié)光的干涉檢測試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第13章第3節(jié)光的干涉檢測試題新人教版選修3-4一、選擇題(1～5題為單選題，6題為多選題)1．兩盞普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為()A．兩盞燈亮度不同B．燈光的波長太短C．兩燈光的振動情況不同D．電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定答案：C解析：一般情況下，兩個不同的光源發(fā)出的光或同一個光源的不同部分發(fā)出的光振動情況往往是不同的，由點光源發(fā)出的光或同一列光分出的兩列光其振動情況是相同的。2．在雙縫干涉實驗中，下列說法正確的是()A．相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的B．把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩明條紋間距變寬C．只有頻率相同的兩列光才能發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象D．頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，只是不穩(wěn)定答案：C解析：在干涉中，相鄰兩明條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的，A錯，入射光波長越大，條紋間距越大，B錯。C正確，D錯誤。3．如圖所示是單色光雙縫干涉實驗?zāi)骋粫r刻的波形圖，實線表示波峰，虛線表示波谷。在此時刻，介質(zhì)中A點為波峰相疊加點，B點為波谷相疊加點，A、B連線上的C點為某中間狀態(tài)相疊加點。如果把屏分別放在A、B、C三個位置，那么()A．A、B、C三個位置都出現(xiàn)亮條紋B．B位置處出現(xiàn)暗條紋C．C位置出現(xiàn)亮條紋或暗條紋要由其他條件決定D．以上結(jié)論都不對答案：A解析：在干涉現(xiàn)象中，所謂“振動加強的點”是指兩列波在該點引起的振動方向總是相同，該點的振幅是兩列波的振幅之和，而不要理解為該點始終處于波峰或波谷，在某些時刻它也可以位于平衡位置(如圖中C點)。所謂“振動減弱的點”是指兩列波在該點引起的振動方向總是相反的，該點的振幅是兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，則該點始終在平衡位置，對光波而言，該點是完全暗的。本題中，A、B、C三點總是振動加強的點，屏上對應(yīng)出現(xiàn)的都是亮條紋。另外，要特別注意波谷與波谷相遇的點(圖中B點)振動也是加強的，不要以為B點是暗的。4．在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無任何光亮答案：C解析：紅光和綠光的頻率不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故不能產(chǎn)生干涉條紋。5．年7月23日湘煤嘉禾礦業(yè)發(fā)生瓦斯爆炸事故。煤礦中的瓦斯危害極大，某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他根據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計了一個監(jiān)測儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個完全相同的透明容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛?。如果屏的正中央O點變?yōu)榘导y，說明B中氣體()A．一定含瓦斯 B．一定不含瓦斯C．不一定含瓦斯 D．無法判斷答案：A解析：如果屏的正中央O變?yōu)榘导y，說明從兩個子光源到屏的光程差發(fā)生變化，所以B中氣體一定含瓦斯。6．楊氏雙縫干涉實驗中，下列說法正確的是(n為自然數(shù)，λ為光波波長)()A．在距雙縫的路程相等的點形成暗條紋B．在距雙縫的路程差為nλ的點形成亮條紋C．在距雙縫的路程差為neq\f(λ,2)的點形成亮條紋C．在距雙縫的路程差為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ的點形成暗條紋答案：BD解析：在雙縫干涉實驗中，當某處距雙縫距離之差Δx為波長的整數(shù)倍時，即Δx＝kλ，k＝0,1,2,3，…這點為加強點，該處出現(xiàn)亮條紋；當某處距雙縫距離之差Δx為半波長的奇數(shù)倍時，即Δx＝(2k＋1)eq\f(λ,2)，k＝0,1,2,3，…這點為減弱點，該處出現(xiàn)暗條紋。二、非選擇題7．在雙縫干涉實驗中，光屏上某點P到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10－7m，如果用頻率為6.0×1014(1)該黃光的波長是多少？(2)試通過計算分析P點出現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？答案：(1)5×10－7m解析：(1)λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108,6.0×1014)m＝5×10－7m；(2)Δx＝7.5×10－7m＝eq\f(3,2)λ，所以是暗條紋。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．如圖所示，用頻率為f的單色光垂直照射雙縫，在光屏上的P點出現(xiàn)第3條暗條紋。已知光速為c，則P點到雙縫的距離之差r2－r1應(yīng)為()A.eq\f(c,2f) B.eq\f(3c,2f)C.eq\f(3c,f) D.eq\f(5c,2f)答案：D解析：在某點產(chǎn)生暗條紋的條件是：光程差r2－r1為半波長的奇數(shù)倍。已知P點出現(xiàn)第3條暗條紋，說明r2－r1＝eq\f(5,2)λ，由c＝λf得：λ＝eq\f(c,f)，則r2－r1＝eq\f(5c,2f)。2．取兩塊平玻璃板，合在一起用手捏緊，會從玻璃板上看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象，有關(guān)這一現(xiàn)象的敘述正確的是()A．這是上下兩塊玻璃板的上表面反射光干涉的結(jié)果B．這是兩玻璃板間的空氣薄層上下兩表面的反射光干涉的結(jié)果C．這是上面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果D．這是下面一塊玻璃的上、下兩表面的反射光干涉的結(jié)果答案：B解析：形成干涉條紋是有一定條件的，即兩列相干光的路程差需要連續(xù)變化，當Δr＝±kλ(k＝0,1,2…)時，形成明條紋，當Δr＝±(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)時，形成暗條紋。當入射光是白光時，就會形成彩色條紋，對平板玻璃來說，每一塊平板玻璃上下表面都是平行的，故不具備產(chǎn)生干涉條紋的條件，而中間的空氣膜，則可能具備這一條件。3．一束白光通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是()A．各色光的波長不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋間距不同B．各色光的速度不同，造成條紋的間距不同C．各色光的強度不同，造成條紋的間距不同D．各色光通過雙縫到達一確定點的距離不同答案：A解析：各色光的頻率不同，波長不同，在屏上得到的干涉條紋的寬度不同，各種顏色的條紋疊加后得到彩色條紋。4．如圖(甲)所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，(乙)圖為用綠光進行實驗時，在屏上觀察到的條紋情況，a為中央條紋，(丙)圖為換用另一顏色的單色光做實驗時觀察到的條紋情況，a′為中央亮條紋，則以下說法正確的是()A．(丙)圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較長B．(丙)圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較長C．(丙)圖可能為用紫光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紫光波長較短D．(丙)圖可能為用紅光實驗產(chǎn)生的條紋，表明紅光波長較短答案：A解析：根據(jù)雙縫干涉圖樣的特點，入射光的波長越長，同一裝置產(chǎn)生的雙縫干涉圖樣中條紋的間距就越大，由題意可確定另一種顏色的單色光比綠光的波長長，因此B、C、D錯，A對。5.用波長為λ的單色光照射單縫O，經(jīng)過雙縫M、N在屏上產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋，如圖所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰亮紋的位置，c為中央亮條紋，則()A．O到達a、b的路程差為零B．M、N到達b的路程差為λC．O到達a、c的路程差為4λD．M、N到達e的路程差為2λ答案：BD解析：振動一致的兩光源在空間發(fā)生干涉，得到亮條紋的條件滿足Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)。故B、D正確。二、非選擇題6．光纖通信是70年代以后發(fā)展起來的新興技術(shù)，世界上許多國家都在積極研究和發(fā)展這種技術(shù)。發(fā)射導(dǎo)彈時，可在導(dǎo)彈后面連一根細如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣，這種纖細的光纖在導(dǎo)彈和發(fā)射裝置之間，起著雙向傳輸信號的作用。光纖制導(dǎo)的下行光信號是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長為0.85μm的單色光。上行光信號是銦鎵砷磷發(fā)光二極管發(fā)射的在纖芯中波長為1.06μm的單色光。這種操縱系統(tǒng)通過這根光纖向?qū)棸l(fā)出控制指令，導(dǎo)彈就如同長“眼睛”一樣盯住目標。根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)在光纖制導(dǎo)中，上行光信號在真空中波長是多少？(2)為什么上