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(cè)

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(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)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(xiàng)A錯(cuò)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(shí)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(xiàng)B錯(cuò)誤。白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光在折射時(shí)產(chǎn)生的色散現(xiàn)象,故選項(xiàng)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(xiàng)D錯(cuò)誤。2.用如圖所示的裝置來視察光的雙縫干涉現(xiàn)象時(shí),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(diǎn)到雙縫的距離差為入射光波長(zhǎng)的1.5倍時(shí),該點(diǎn)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(xiàng)A錯(cuò)誤。若入射光是白光,則像屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。屏上某點(diǎn)到雙縫的距離之差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),這點(diǎn)將出現(xiàn)暗條紋,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。雙縫的作用是得到兩列相干光,選項(xiàng)D正確。3.在雙縫干涉試驗(yàn)中,用波長(zhǎng)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(diǎn)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(diǎn)出現(xiàn)的是亮條紋,相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距為2mmB.P點(diǎn)出現(xiàn)的是暗條紋,相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距為2mmC.P點(diǎn)出現(xiàn)的是亮條紋,相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距為4mmD.P點(diǎn)出現(xiàn)的是暗條紋,相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距為4mm答案B解析光屏上P點(diǎn)到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10-7m,黃光的波長(zhǎng)為5×10-7m,則n=Δsλ2=3,為奇數(shù),在P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。相鄰兩個(gè)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(gè)空長(zhǎng)方體箱子的一邊刻上一個(gè)雙縫,當(dāng)把一個(gè)鈉光燈照亮的狹縫放在刻有雙縫一邊的箱子外邊時(shí),在箱子的對(duì)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(huì)()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(shí),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(zhǎng)減小,依據(jù)干涉條紋間距寬度公式Δx=ld5.用雙縫干涉試驗(yàn)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(xiàng)A、B錯(cuò)誤。依據(jù)Δx=ld二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)6.如圖所示,把一個(gè)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(huì)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(gè)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(gè)分界面是兩個(gè)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(xiàng)A錯(cuò)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?cè)酱?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(xiàng)C正確,D錯(cuò)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(shí)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(xiàng)A正確。條紋間距與光的波長(zhǎng)成正比,由于藍(lán)光波長(zhǎng)短,故藍(lán)光條紋間距窄,故選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D正確。實(shí)力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)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(jiǎn)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(duì)稱的兩個(gè)通道(圖中未畫出)在光電探測(cè)器處相遇,產(chǎn)生干涉條紋。假如整個(gè)裝置本身具有繞垂直紙面的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,那么沿兩個(gè)通道的光的路程差就會(huì)發(fā)生改變,同時(shí)間電探測(cè)器能檢測(cè)出干涉條紋的改變,依據(jù)此改變就可以測(cè)出整個(gè)裝置的旋轉(zhuǎn)角速度。某次測(cè)試時(shí),整個(gè)裝置從靜止起先,繞垂直紙面的對(duì)稱軸,順時(shí)針方向漸漸加速旋轉(zhuǎn),最終轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,這個(gè)過程中光電探測(cè)器的中心位置C處檢測(cè)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(gè)裝置加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,A束激光到達(dá)光電探測(cè)器的路程漸漸變大C.整個(gè)裝置加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,C處始終沒有出現(xiàn)干涉明條紋D.整個(gè)裝置加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,兩束激光的路程差改變了2個(gè)波長(zhǎng)答案D解析由于兩束激光出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,說明兩個(gè)光束的頻率相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于整個(gè)裝置順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),因此整個(gè)裝置加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,A束激光到達(dá)光電探測(cè)器的路程漸漸變小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。整個(gè)裝置加速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,當(dāng)C處出現(xiàn)強(qiáng)光時(shí)就是干涉明條紋,選項(xiàng)C錯(cuò)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(gè)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(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)3.在探討A物體材料的熱膨脹特性時(shí),可采納如圖所示的干涉試驗(yàn)法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個(gè)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(zhǎng)為λ的單色光垂直照耀玻璃板B,同時(shí)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(shí)最亮,然后亮度漸漸減弱至最暗;當(dāng)溫度升到t2時(shí),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(shí),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(xiàng)A錯(cuò)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(zhǎng)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(yàn)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(zhǎng)大于乙光的波長(zhǎng)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(zhǎng)長(zhǎng),故選項(xiàng)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(xiàng)B錯(cuò)誤。由于甲光的波長(zhǎng)長(zhǎng),且紅光的波長(zhǎng)比黃光的波長(zhǎng)長(zhǎng),若甲光是黃光,則乙光不行能是紅光,故選項(xiàng)C錯(cuò)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(cè)量玻璃對(duì)激光的折射率和利用雙縫干涉測(cè)量激光的波長(zhǎng)。(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(diǎn)呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長(zhǎng)方體玻璃磚,激光光斑移至水平光屏上的N點(diǎn)。測(cè)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(cè)量該激光的波長(zhǎng),將激光垂