【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-選修3-4：第十三章《光》2

雙基限時(shí)練(十五)光的干涉1．關(guān)于楊氏試驗(yàn)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．單色光通過(guò)小孔后射向兩個(gè)靠得很近的小孔可作為狀況總是相同的波源B．兩波源發(fā)出的光波在波谷與波谷疊加的地方，光相互抵消或者減弱，屏上消滅暗條紋C．兩個(gè)波源發(fā)出的光波在波峰與波峰疊加的地方，光相互加強(qiáng)，屏上消滅亮條紋D．兩波源發(fā)出的光波在波峰與波谷疊加的地方，光相互抵消或減弱，屏上消滅暗條紋解析在楊氏試驗(yàn)中，兩個(gè)狹縫的光源來(lái)自同一光源，具有頻率、相位和振動(dòng)方向相同，具備干涉條件，所以通過(guò)兩個(gè)狹縫的光在屏上疊加，波峰和波峰疊加的地方，波谷和波谷疊加的地方，光相互加強(qiáng)，屏上消滅亮條紋，波紋和波谷疊加的地方，光相互抵消或減弱，形成暗條紋，所以B選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤．答案B2．如圖所示的楊氏雙縫干涉的試驗(yàn)中，假如光屏上的P點(diǎn)是亮條紋，那么光波從縫S1、S2到P的光程差Δs應(yīng)是()A．波長(zhǎng)的整數(shù)倍B．半波長(zhǎng)的整數(shù)倍C．只是波長(zhǎng)的奇數(shù)倍D．只是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍解析在楊氏雙縫干涉的試驗(yàn)中，S1、S2兩縫發(fā)出的光具備干涉條件，P點(diǎn)是亮條紋，則P點(diǎn)是兩列光在P點(diǎn)疊加過(guò)程中相互加強(qiáng)，光程差Δs應(yīng)為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，即波長(zhǎng)的整數(shù)倍．答案A3．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)倍處消滅暗條紋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，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，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．光屏上距兩縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處消滅暗條紋，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．兩列光波只要相遇就會(huì)疊加，滿足相干條件就能發(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觀看的便利，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案B4．用一束單色光做楊氏雙縫干涉試驗(yàn)，經(jīng)雙縫后光照射到光屏上，可觀看到的圖象是下圖中的()ABCD答案D5．在雙縫干涉試驗(yàn)中，下列說(shuō)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5．由兩只手電筒射出的光，當(dāng)它們照射到同一點(diǎn)時(shí)看不到干涉條紋，是由于()A．手電筒射出的光不是單色光B．四周環(huán)境的漫反射光太強(qiáng)C．干涉圖樣太細(xì)小看不清楚D．兩個(gè)光源是非相干光源解析兩個(gè)手電筒發(fā)出的光是由兩個(gè)獨(dú)立光源發(fā)出的光，它們不具備相干條件，所以在兩個(gè)光源照到同一位置，也看不到干涉條紋，選項(xiàng)D正確．答案D6．(多選題)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))()A．在距雙縫的路程相等的點(diǎn)形成暗條紋B．在距雙縫的路程差為nλ的點(diǎn)形成亮條紋C．在距雙縫的路程差為neq\f(λ,2)的點(diǎn)形成亮條紋D．在距雙縫的路程差為(n＋eq\f(1,2))λ的點(diǎn)形成暗條紋解析光程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則消滅亮條紋，光程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則消滅暗條紋，故B、D選項(xiàng)正確．答案BD7.如圖所示為雙縫干涉試驗(yàn)裝置，當(dāng)使用波長(zhǎng)為6×10－7m的橙色光做試驗(yàn)時(shí)，光屏中心P點(diǎn)及其上方的P1點(diǎn)形成兩條相鄰的亮紋，若使用波長(zhǎng)為4×10－7m的紫光重復(fù)上述試驗(yàn)，在P和PA．P和P1都是亮紋B．P是亮紋，P1是暗紋C．P是暗紋，P1是亮紋D．P和P1都是暗紋解析在P點(diǎn)均是亮條紋，P1點(diǎn)對(duì)橙光是亮條紋，則光程差s＝1×λ橙＝6×10－7m．對(duì)紫光s＝1.5λ紫，故P1答案B8．煤礦中的瓦斯危害極大，簡(jiǎn)潔發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成礦工傷亡．某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于潔凈空氣的折射率，于是他依據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個(gè)完全相同的透亮?????容器A、B，容器A與潔凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，觀看屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛龋偃缙恋恼行腛點(diǎn)變?yōu)榘导y，說(shuō)明B中氣體()A．肯定含瓦斯 B．肯定不含瓦斯C．不肯定含瓦斯 D．無(wú)法推斷解析假如屏的正中心O變?yōu)榘导y，說(shuō)明從兩個(gè)子光源到屏的光程差發(fā)生變化，所以B中氣體肯定含瓦斯，A正確．答案A9．(多選題)用波長(zhǎng)為λ的單色光照射單縫O，經(jīng)過(guò)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為相鄰亮條紋的位置，c為中心亮條紋，則()A．O到達(dá)a、b的路程差為零B．M、N到達(dá)b的路程差為λC．O到達(dá)a、c的路程差為4λD．M、N到達(dá)e的路程差為2λ解析振動(dòng)全都的兩光源在空間發(fā)生干涉，得到亮條紋的條件滿足某雙縫到某點(diǎn)的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，故B、D正確．答案BD10．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)完全全都，則A點(diǎn)消滅什么條紋？(2)若S1、S2的振動(dòng)步調(diào)完全相反，則A點(diǎn)消滅什么條紋？解析(1)由c＝λf，得λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3.0×108,7.5×1014)m＝4×10－7m光程差s＝1.8×10－6m，則eq\f(s,λ)＝eq\f(1.8×10－6,4×10－7)＝eq\f(9,2)若S1、S2振動(dòng)步調(diào)全都，則在A點(diǎn)產(chǎn)生暗條紋．(2)若S1、S2兩光源振動(dòng)步調(diào)完全相反，光程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則在A點(diǎn)剛好兩列波相互加強(qiáng)，消滅亮條紋．答案(1)暗條紋(2)亮條紋11．光纖通信是70年月以后進(jìn)展起來(lái)的新興技術(shù)，世界上很多國(guó)家都在樂(lè)觀爭(zhēng)辯和進(jìn)展這種技術(shù)．放射導(dǎo)彈時(shí)，可在導(dǎo)彈后面連一根細(xì)如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣，這種纖細(xì)的光纖在導(dǎo)彈和放射裝置之間，起著雙向傳輸信號(hào)的作用．光纖制導(dǎo)的下行光信號(hào)是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長(zhǎng)為0.85μm的單色光．上行光信號(hào)是銦鎵砷磷發(fā)光二極管放射的在纖芯中波長(zhǎng)為1.06μm的單色光．這種操縱系統(tǒng)通過(guò)這根光纖向?qū)棸l(fā)出把握指令，導(dǎo)彈就猶如長(zhǎng)“眼睛”一樣盯住目標(biāo)．依據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：(1)在光纖制導(dǎo)中，上行光信號(hào)在真空中波長(zhǎng)是多少？(已知光纖纖芯的折射率為1.47)(2)為什么上行光信號(hào)和下行光信號(hào)要接受兩種不同頻率的光？解析(1)設(shè)信號(hào)頻率為f，真空中