高中物理 第5章 光的波动性 1 光的干涉学业分层测评 教科版选修3-4
最新高中物理 第五章 光的波动性试卷 教科版选修3-4(考试必备)

第五章光的波动性章末检测试卷(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分)1.激光具有相干性好、方向性好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是( )A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光方向性好的特点可以测量月球到地球的距离答案 D2.我们经常看到,凡路边施工处总挂有红色的电灯,这除了红色光容易引起人们的视觉反应外,还有一个重要的原因是( )A.红光比其他可见光更容易发生衍射B.红光比其他可见光更容易发生干涉C.红光比其他可见光频率更大D.红光比其他可见光在玻璃中的折射率小答案 A3.在太阳光照射下,肥皂泡的表面会出现彩色条纹;通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯,也会看到彩色条纹,这两种现象( )A.都是光的衍射现象B.都是光的干涉现象C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象D.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象答案 C4.(多选)下列说法中正确的是( )A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a 束光在水珠中传播的速度一定大于b 束光在水珠中传播的速度B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角i 逐渐增大(i ≠90°)到某一值后不会再有光线从bb ′面射出C.图丙是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间的距离l ,两相邻亮条纹间距离将减小D.图丁中的M 、N 是偏振片,P 是光屏.当M 固定不动缓慢转动N 时,光屏P 上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波 答案 ACD解析 根据折射率和光的传播速度之间的关系n =cv,可知,折射率越大,传播速度越小,从题图甲可以看出,b 光线在水珠中偏折得厉害,即b 的折射率大于a 的折射率,则a 在水珠中的传播速度大于b 在水珠中的传播速度,故A 正确;当入射角i 逐渐增大,则折射角逐渐增大,由于折射角小于入射角,不论入射角如何增大,玻璃砖中的光线不会消失,肯定有光线从bb ′面射出,故B 错误;根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距Δx 与双缝间距离d 及光的波长λ的关系式Δx =l dλ,可知只减小屏到挡板间距离l ,两相邻亮条纹间距离Δx 将减小,故C 正确;只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故D 正确.5.(多选)下列说法正确的有( )A.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性B.相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关C.声波频率的大小取决于某种介质中传播的速度和波长的大小D.在光的双缝干涉实验中,若只将入射光由绿光改为紫光,则条纹间隔变窄 答案 AD6.(多选)如图1所示,A 、B 为两偏振片,一束自然光沿OO ′方向射向A ,此时在光屏C 上,透射光的强度最大,则下列说法中正确的是( )图1A.此时A 、B 的透振方向平行B.只有将B 绕OO ′轴顺时针旋转90°,屏上透射光的强度才最弱,几乎为零C.将A 或B 绕OO ′轴旋转90°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零D.将A 沿顺时针旋转180°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零 答案 AC解析 当A 、B 两偏振片的透振方向平行时,光屏上光的强度最强;当二者透振方向垂直时,光屏上光的强度最弱,几乎为零,由此可知A 、C 选项正确.7.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n ,要使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,最小厚度为d ,那么绿光在真空中的波长λ0为( ) A.d 4B.nd4C.4d D.4nd 答案 D解析 设绿光在增透膜中的波长为λ,则由d =14λ,得λ=4d ,故绿光在真空中的波长为λ0=n λ=4nd .8.在双缝干涉实验中,一钠灯发出波长为589nm 的光,在距双缝1.00m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两亮条纹中心间距为0.350cm ,则双缝的间距为( ) A.2.06×10-7m B.2.06×10-4m C.1.68×10-4m D.1.68×10-3m答案 C解析 由Δx =l d λ,可得双缝间距d =l Δx λ=1.00×589×10-90.350×10-2m ≈1.68×10-4m.选项C 正确.9.(多选)如图2所示,偏振片正对工作的液晶显示器,透过偏振片看到显示器亮度正常,将偏振片转动90°,透过偏振片看到的屏幕漆黑,则( )图2A.显示器发出的光是纵波B.显示器发出的光是横波C.显示器发出的光是自热光D.显示器发出的光是偏振光 答案 BD解析 由题意可知,只有当入射光的振动方向与偏振片的方向相同时,透射光的强度最强;若与偏振片的方向垂直时,透射光的强度最弱,即为零,因此显示器发出的光是横波,且是偏振光,故B 、D 正确、A 、C 错误.10.如图3所示,a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气,结果折射角相同,下列说法正确的是( )图3A.b 在该介质中的折射率比a 的大B.若用a 、b 分别做单缝衍射实验,b 的中央亮条纹更宽C.用a 更易观测到泊松亮斑D.若用a 、b 分别做双缝干涉实验,a 的两相邻亮条纹中心间距更大 答案 B解析 由题设条件知,i a =i b ,r a <r b ,由n =sin isin r ,知n a >n b ,A 错误;因为n a >n b ,所以λa <λb ,又Δx =ldλ,故Δx a <Δx b ,B 正确,D 错误;波长越长,衍射现象越明显,C 错误. 11.如图4所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为用绿光进行实验的图样,a 为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a ′为中央亮条纹.则以下说法正确的是( )图4A.图乙可能是用红光进行实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光进行实验产生的条纹,表明红光波长较短 答案 A解析 由题图可知,图乙中的条纹间距较大,由Δx =l dλ可知λ乙>λ甲,故A 正确.12.如图5所示为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样,则( )图5A.甲为蓝光的衍射图样B.乙为红光的干涉图样C.丙为红光的衍射图样D.丁为蓝光的干涉图样 答案 D二、填空题(本题共2小题,共12分)13.(6分)某同学利用如图6甲所示的装置研究光的干涉和衍射,光电传感器可用于测量光屏上光强的分布.某次实验时,在电脑屏幕上得到如图乙所示的光强分布,这位同学在缝屏上安装的是________(选填“单缝”或“双缝”).当做干涉现象研究时,若要使干涉条纹的间距变大,可选用宽度较________(选填“宽”或“窄”)的双缝,或使双缝与光屏间的距离________(选填“增大”或“减小”).图6答案 单缝 窄 增大解析 由题图乙可知,条纹中间亮、两边暗,是衍射条纹,所以在缝屏上安装的是单缝; 根据Δx =l dλ知,要使干涉条纹间距变大,双缝的宽度需减小,即选择宽度较窄的双缝或使双缝与光屏间的距离增大.14.(6分)如图7所示,在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,需要从游标卡尺上读出某条亮条纹的位置.图中所示的读数是________mm.图7若双缝间距为d ,双缝到屏间的距离为l ,相邻两个亮条纹中心的距离为Δx ,则光的波长表示为λ=________(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,d =0.20mm ,l =700mm ,测量Δx 的情况如图8所示.由此可计算出该光的波长为:λ=________m.图8答案 5.24 dlΔx 5.6×10-7解析 从题图可以看出,主尺示数为5mm ,游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐,即游标尺示数为:12×0.02mm =0.24mm ,题图中的游标卡尺的示数为:5mm +0.24mm =5.24mm.由干涉条纹间距的计算公式:Δx =l d λ,解得光的波长表达式为:λ=d Δxl.由题图可以求出条纹间距为:Δx =9.805mm =1.96mm ,代入数据解得光的波长为:λ=5.6×10-7m.三、计算题(本题共3小题,共40分)15.(12分)在杨氏干涉实验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7m ,双缝间的距离d =1mm ,双缝到屏的距离l =2m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.答案 1.178×10-2m解析 相邻亮条纹的中心间距Δx =ldλ,由题意知,第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L =10Δx ,代入数据得L =1.178×10-2m.16.(14分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,调节分划板的位置,使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心,此时螺旋测微器的读数如图9甲所示,转动手轮,使分划板向一侧移动,使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心,此时螺旋测微器的读数如图乙所示.已知双缝间距d =1.5mm ,双缝到屏的距离l =1.00m ,则被测光的波长为多少?图9答案 3.15×10-7m解析 题图甲读数为1.130 mm ,题图乙读数为1.760 mm. 相邻两条亮条纹的间距Δx =1.760-1.1303mm =0.210 mm.由Δx =l d λ得λ=d Δx l =1.5×10-3×0.210×10-31.00m =3.15×10-7m.17.(14分)如图10所示,在双缝干涉实验中,S 1和S 2为双缝,P 是光屏上的一点,已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10-6m ,今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P 点是亮条纹还是暗条纹?图10(1)已知A 光在折射率为n =1.5的介质中波长为4×10-7m ;(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10-7m ,当B 光从这种介质射向空气时,临界角为37°.答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹解析 已知P 点与S 1和S 2的距离之差,根据出现亮、暗条纹的条件可判断P 点是亮条纹还是暗条纹.(1)设A 光在空气中波长为λ1,在介质中波长为λ2,由n =c v =λ1f λ2f =λ1λ2得,λ1=n λ2=1.5×4×10-7m =6×10-7m 根据路程差Δr =2.1×10-6m , 所以N 1=Δr λ1=2.1×10-66×10-7=3.5由此可知,从S 1和S 2到P 点的路程差Δr 是波长λ1的3.5倍,所以用A 光做双缝干涉实验时,P 点为暗条纹.(2)根据临界角与折射率的关系sin C =1n ′, 得n ′=1sin37°=53.由此可知,B 光在空气中的波长为: λ2′=n ′λ介=53×3.15×10-7m =5.25×10-7m. 则路程差Δr 和波长λ2′的关系为:N 2=Δr λ2′=2.1×10-65.25×10-7=4可见,用B 光做双缝干涉实验时,P 点为亮条纹.。
高中物理第五章光的波动性章末检测教科版选修34

【创新设计】 高中物理 第五章 光的波动性章末检测 教科版选修3-4(时间:90分钟 总分值:100分)一、选择题(每题5分,共60分)1.两盏普通白炽灯发出的光相遇时,观察不到干预条纹,这是因为( )A .两盏灯亮度不同B .灯光的波长太短C .两盏灯灯光的振动情况不同D .电灯发出的光不稳定 解析答案 C2.(2021·大纲全国,17)在双缝干预实验中,一钠灯发出的波长为589 nm 的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干预图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ,那么双缝的间距为( )A .2.06×10-7m B .2.06×10-4m C .1.68×10-4 mD .1.68×10-3 m解析 由Δx =L d λ,可得双缝间距d =l Δx ·λ=1.00×589×10-90.350×10-2m =1.68×10-4m .选项C 正确. 答案 C3.以下四种现象中与光的干预有关的是 ( )A .雨后空中出现彩虹B .肥皂泡的外表呈现彩色C .一束白光通过三棱镜后形成彩色光带D .一束白光通过很窄的单缝后的光屏上形成彩色光带解析 雨后空中出现的彩虹是光的折射现象;肥皂泡的外表呈现彩色是光的薄膜干预;白光通过三棱镜后形成彩色光带是光的折射现象;一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带是单缝衍射现象,选项B 正确.答案 B4.单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图像是以下图中( )解析光的双缝干预条纹是等间距等宽度的明暗相间的条纹,而在光的单缝衍射图样中,中间是宽度最大最亮的亮条纹,在中央亮条纹两边的亮条纹宽度越来越小,亮度也越来越低,应选项A正确.答案 A图15.如图1所示是用干预法检查某块厚玻璃板的上外表是否平整的装置,所用单色光是用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干预条纹是由以下哪两个外表反射的光线叠加而成的( ) A.a的上外表和b的下外表B.a的上外表和b的上外表C.a的下外表和b的上外表D.a的下外表和b的下外表解析干预法的原理是利用单色光的薄膜干预,这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层.在空气层的上外表和下外表分别反射的光会发生干预,观察干预后形成的条纹是否为平行直线,可以断定厚玻璃板的上外表是否平整.因此选项C是正确的.答案 C6. 如图2所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向,看不到光亮,那么( )图2A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,那么A错;它通过A偏振片后,即变为偏振光,那么B对;设通过A的光沿竖直方向振动,假设B偏振片只能通过沿程度方向振动的偏振片,那么P点无光亮,将B转过90°时,偏振光的振动方向与B偏振片的透振方向平行,偏振光就能通过偏振片,在P处就可看到光亮,D项正确.答案BD7. 如图3所示的双缝干预实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干预条纹.要得到相邻条纹间距更大的干预图样,可以( )图3A.增大S1与S2的间距B.减小双缝屏到光屏的间隔C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光解析在双缝干预实验中,相邻两条亮纹(或暗纹)间的间隔Δx=ldλ,要想增大条纹间距可以减小两缝间距d,或者增大双缝屏到光屏的间隔l,或者换用波长更长的光做实验.由此可知,选项C正确,选项A、B、D错误.答案 C8.以下有关光现象的说法不正确的选项是( ) A.光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象B.泊松亮斑是光的衍射现象C.双缝干预实验中,假设仅将入射光由紫光改为红光,那么条纹间距一定变大D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象,减弱反射光的强度,增加透射光的强度,选项A 正确;泊松亮斑是光的衍射现象形成的,选项B 正确;双缝干预实验中条纹间距Δx =l dλ,紫光改为红光即λ增大,那么Δx 增大,选项C 正确;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度,使照片明晰,选项D 错误. 答案 D9.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的表达正确的选项是 ( )A .激光是纵波B .频率一样的激光在不同介质中的波长一样C .两束频率不同的激光能产生干预现象D .利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的间隔解析 电磁波是横波,A 项错;光在不同介质中传播速度不同,波长也不同,B 项错;相干光的条件是频率一样,C 项错,D 项正确. 答案 D10.以下说法中正确的选项是( )A .光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象B .用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C .门镜可以扩大视野是利用了光的干预现象D .照相机镜头外表涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象 解析 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干预,选项B 错误;门镜可以扩大视野是利用了光的折射,选项C 错误;照相机镜头上的增透膜利用了光的干预,选项D 错误. 答案 A11. 半圆形玻璃砖横截面如图4所示,AB 为直径,O 点为圆心.在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖,两入射点到O 点的间隔 相等.两束光在半圆边界上反射和折射的情况如下图,那么a 、b 两束光( )图4A .a 光频率比b 光大;B .以一样的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角大C .在同种均匀介质中传播,a 光的传播速度较小D .分别通过同一双缝干预装置,a 光的相邻条纹间距大解析 由于两束光的入射点到O 点的间隔 相等,因此它们在半圆边界上的入射角一样,由于b 光发生全反射,而a 光可以折射,说明b 光的全反射临界角小于a 光的全反射临界角,由sin C =1n可知,b 光在介质中的折射率大于a 光的折射率,所以b 光的频率比a 光的频率高,b 光的波长比a 光的短,选项A 错误;由v =c n可知,在同种介质中a 光的传播速度大,C 项错误;以一样的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射程度大,折射角小,B 项错误;由Δx =l dλ可知分别通过同一双缝干预装置,a 光的相邻亮条纹间距大,选项D 正确. 答案 D12. 如图5所示,a 、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气,结果折射角一样,以下说法正确的选项是( )图5A .b 在该介质中的折射率比a 大B .假设用b 做单缝衍射实验,要比用a 做中央亮条纹更宽C .用a 更易观测到泊松亮斑D .做双缝干预实验时,用a 光比用b 光两相邻亮条纹中心的间隔 更大解析 题设条件知,θ1a =θ1b ,θ2a <θ2b ,由n =sin θ1sin θ2,知n a >n b ,A 错误;因为n a >n b ,所以λa <λb ,又Δx =l dλ,故Δx a <Δx b ,B 正确,D 错误;而波长越长,衍射现象越明显,C 错误.此题主要考察折射率公式应用,各种色光的波长、频率、折射率的大小顺序排列. 答案 B二、填空题(共3小题,共40分)13.(10分) 1834年,洛埃利用单面镜得到了杨氏干预的结果.洛埃镜实验的根本装置如图6所示,S 为单色光源,M 为一平面镜.S 经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干预条纹,其光路如下图,假设光源到平面镜的间隔 为a ,光源到屏的间隔 为l ,相邻两条亮纹的间隔 为Δx ,那么光波的波长λ=____________.图6解析 光源S 到像点S ′的间隔 d =2a ,相当于双缝间间隔 .由Δx =l dλ,得λ=Δxdl=2a ·Δxl.答案2a Δxl14.(15分) 如图7所示,在杨氏双缝干预实验中,激光的波长为5.30×10-7m ,屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10-7m ,那么在这里出现的应是________(选填“亮条纹〞或“暗条纹〞),图7现改用波长为6.30×10-7m 的激光进展上述实验,保持其他条件不变,那么屏上的条纹间距将______(选填“变宽〞、“变窄〞或“不变〞).解析 P 点间隔 两缝的间隔 之差是波长的1.5倍,是半波长的奇数倍,所以出现暗条纹.由于条纹间距Δx =ldλ(d 为两条狭缝间的间隔 ,l 为双缝与屏间间隔 )波长变长,条纹间距变宽.答案 暗条纹 变宽15.(15分)如图8所示,在利用双缝干预测量光的波长的实验中,需要从标尺上读出某条亮纹的位置.图中所示的读数是________mm.图8假设缝与缝间相距d ,双缝到屏间的间隔 为L ,相邻两个亮条纹中心的间隔 为Δx ,那么光的波长表示为λ=________(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,其他数据为:d =0.20 mm ,L =700 mm ,测量Δx 的情况如图9所示.由此可计算出该光的波长为:λ=________m.图9解析 从图中可以看出,主尺示数为5 mm ,游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐,即游标尺示数为:12×0.02 mm=0.24 mm ,图中的游标卡尺的示数为:5 mm +0.24 mm =5.24 mm.由干预条纹间距的计算公式:Δx =Ld λ,解得光的波长表达式为:λ=d ΔxL.由图中可以求出条纹间距为:Δx =,5) mm =1.96 mm ,代入数据解得光的波长为:λ=5.6×10-7m.答案 5.24 d LΔx 5.6×10-7。
高中物理第五章光的波动性1光的干涉学案教科版选修3-4(2021年整理)

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1 光的干涉[学习目标] 1.知道光的干涉现象和产生干涉现象的条件,知道光是一种波。
2.理解相干光源和产生干涉现象的条件。
3。
理解明暗条纹的成因及出现明暗条纹的条件.4.理解薄膜干涉的成因,知道薄膜干涉的现象和应用.一、双缝干涉1.1801年,英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉。
2。
双缝干涉实验(1)实验过程:激光束垂直射到两条狭缝S1和S2上,S1和S2相当于两个完全相同的光源,从S1和S2发出的光在挡板后面的空间叠加而发生干涉现象.(2)实验现象:在屏上得到明暗相间的条纹。
(3)实验结论:光是一种波。
3。
出现明、暗条纹的条件光从两狭缝到屏上某点的路程差为半波长错误!的偶数倍(即波长λ的整数倍)时,这些点出现明条纹;当路程差为半波长错误!的奇数倍时,这些点出现暗条纹.二、薄膜干涉1.原理:以肥皂膜为例,单色光平行入射到肥皂泡液薄膜上,由液膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光,它们相互叠加产生干涉,肥皂泡上就出现了明暗相间的条纹或区域。
2。
图样:以光照射肥皂泡为例,如果是单色光照射肥皂泡,肥皂泡上就会出现明暗相间的条纹或区域;如果是白光照射肥皂泡,液膜上就会出现彩色条纹。
2017-2018学年高二物理教科版选修3-4章末检测:第五章 光的波动性

章末检测(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(每小题5分,共50分)1.(多选)在白炽灯的照射下,能从靠紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹;通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯,也会看到彩色条纹.这两种现象( )A .都是光的衍射现象B .前者是光的色散现象,后者是光的衍射现象C .前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象D .都是光的波动性的表现解析 前者看到的彩色条纹是不同色光的干涉,而后者看到的彩色条纹是单缝衍射,干涉和衍射都是光的波动性的表现,选项C 、D 正确.答案 CD2.在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm 的光,在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样.图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ,则双缝的间距为( )A .2.06×10-7 mB .2.06×10-4 mC .1.68×10-4 mD .1.68×10-3 m 解析 由Δx =λ,可得双缝间距d =λ=m ≈1.68×10-4l d lΔx 1.00×589×10-90.350×10-2m .选项C 正确.答案 C3.下列四种现象中与光的干涉有关的是( )A .雨后空中出现彩虹B .肥皂泡的表面呈现彩色C .一束白光通过三棱镜后形成彩色光带D .一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带解析 雨后空中出现的彩虹是光的折射现象;肥皂泡的表面呈现彩色是光的薄膜干涉;白光通过三棱镜后形成彩色光带是光的折射现象;一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带是单缝衍射现象,选项B 正确.答案 B4.市场上有一种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线.用λ表示此红外线在薄膜中的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为( )A .B .λ8λ4C .D .λλ2解析 要消除红外线的反射,必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长的奇数倍,即Δs =(2k +1).其中Δs 为光在薄膜两个面上反射的路程差,λ2λ2即Δs =2d ,Δs 的最小值为,则薄膜的最小厚度为,故选项B 正确.λ2λ4答案 B5.(多选)如图1所示,电灯S 发出的光先后经过偏振片A 和B ,人眼在P 处迎着入射光方向,看不到光亮,则( )图1A .图中a 光为偏振光B .图中b 光为偏振光C .以SP 为轴将B 转过180°后,在P 处将看到光亮D .以SP 为轴将B 转过90°后,在P 处将看到光亮解析 自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,则A 错;它通过A 偏振片后,即变为偏振光,则B 对;设通过A 的光沿竖直方向振动,若B 偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振片,则P 点无光亮,将B 转过90°时,偏振光的振动方向与B 偏振片的透振方向平行,偏振光就能通过偏振片,在P 处就可看到光亮,D 项正确.答案 BD6.如图2所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )图2A .增大S 1与S 2的间距B .减小双缝屏到光屏的距离C .将绿光换为红光D .将绿光换为紫光解析 在双缝干涉实验中,相邻两条亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx =λ,要想增大条l d 纹间距可以减小两缝间距d ,或者增大双缝屏到光屏的距离l ,或者换用波长更长的光做实验.由此可知,选项C 正确,选项A 、B 、D 错误.答案 C7.下列有关光现象的说法不正确的是( )A .光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B .泊松亮斑是光的衍射现象C .双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大D .拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,减弱反射光的强度,增加透射光的强度,选项A 正确;泊松亮斑是光的衍射现象形成的,选项B 正确;双缝干涉实验中条纹间距Δx =λ,紫光改为红光即λ增大,则Δx 增大,选项C 正确;拍摄玻璃橱窗内的物品l d 时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度,使照片清晰,选项D 错误.答案 D8.激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是( )A .激光是纵波B .频率相同的激光在不同介质中的波长相同C .两束频率不同的激光能产生干涉现象D .利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离解析 电磁波是横波,A 项错;光在不同介质中传播速度不同,波长也不同,B 项错;相干光的条件是频率相同,C 项错.答案 D9.下列说法中正确的是( )A .光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象B .用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C .门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D .照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象解析 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干涉,选项B 错误;门镜可以扩大视野是利用了光的折射,选项C 错误;照相机镜头上的增透膜利用了光的干涉,选项D 错误.答案 A10.半圆形玻璃砖横截面如图3所示,AB 为直径,O 点为圆心.在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖,两入射点到O 点的距离相等.两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a 、b 两束光( )图3A .a 光频率比b 光大B .以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角大C .在同种均匀介质中传播,a 光的传播速度较小D .分别通过同一双缝干涉装置,a 光的相邻条纹间距大解析 由于两束光的入射点到O 点的距离相等,因此它们在半圆边界上的入射角相同,由于b 光发生全反射,而a 光能够折射,说明b 光的全反射临界角小于a 光的全反射临界角,由sin C =可知,b 光在介质中的折射率大于a 光的折射率,所以b 光的频率比a 光1n 的频率大,b 光的波长比a 光的短,选项A 错误;由v =可知,在同种均匀介质中a 光的c n 传播速度大,C 项错误;以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射程度大,折射角小,B 项错误;由Δx =λ可知分别通过同一双缝干涉装置,a 光的相邻亮条纹间距大,选l d 项D 正确.答案 D二、填空题(共3小题,共50分)11.(8分)1834年,洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果.洛埃实验的基本装置如图4所示,S 为单色光源,M 为一平面镜.S 经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干涉条纹,其光路如图所示,若已知光源到平面镜的距离为a ,光源到屏的距离为l ,相邻两条亮条纹的距离为Δx ,则光波的波长λ=____________.图4解析 光源S 到像点S ′的距离d =2a ,相当于双缝间距离.由Δx =λ,得λ==l d Δxd l .2a Δx l 答案 2a Δx l12.(16分)如图5所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7 m ,屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10-7 m ,则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”),现改用波长为6.30×10-7 m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将______(选填“变宽”、“变窄”或“不变”).图5解析 P 点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍,是半波长的奇数倍,所以出现暗条纹.由于条纹间距Δx =λ(d 为两条狭缝间的距离,l 为双缝与屏间的距离),波长变长,条l d 纹间距变宽.答案 暗条纹 变宽13.(26分)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图6甲所示.测量头由分划板、目镜、手轮等构成,已知双缝与屏的距离为l ,双缝间距为d .图6(1)如图乙所示,移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮条纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数x 1.转动手轮,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮条纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数x 2如图丙所示,则读数x 2=________mm ;(2)已知双缝与屏的距离为l ,双缝间距为d .计算波长的公式λ=________;(用题目中给出的字母表示)(3)对于某种单色光,为增加相邻亮条纹间的距离,可采取________或________的方法.解析 (1)读数x 2=1.5 mm +20.0×0.01 mm =1.700 mm(2)相邻亮条纹的间距Δx =x 2-x 13由Δx =λ,得波长λ==l d Δxd l (x 2-x 1)d 3l(3)由Δx =λ可知,要增加相邻亮条纹间的距离,可减小双缝间距离d 或增大双缝到l d 屏的距离l .答案 (1)1.700 (2)(x 2-x 1)d3l(3)减小双缝间距离 增大双缝到屏的距离。
2020-2021学年高中物理 第五章 光的波动性 1 光的干涉课时评价教科版选修3-4

2020-2021学年高中物理第五章光的波动性1 光的干涉课时评价教科版选修3-4年级:姓名:光的干涉(40分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每题6分,共42分)1.(2020·南允高二检测)在杨氏双缝干涉实验中,如果不用激光光源而用一般的单色光源,为了完成实验可在双缝前边加一单缝获得线光源,如图所示,在用单色光做双缝干涉实验时,若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动,则( )A.不再产生干涉条纹B.仍可产生干涉条纹,且中央亮纹P的位置不变C.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置向上移D.仍可产生干涉条纹,中央亮纹P的位置略向下移【解析】选D。
本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源,双缝S1、S2的作用是形成相干光源,稍微移动S后,没有改变传到双缝的光的频率,由S1、S2射出的仍是相干光,由单缝S发出的光到达屏幕上P点下方某点光程差为零,故中央亮纹下移。
2.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。
往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是( )【解析】选D。
薄膜竖直放置,上端薄,下端厚,同一水平位置的薄膜的厚度相同,出现的干涉条纹应是水平的,故选项D正确。
3.如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为用绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a′为中央亮条纹。
则以下说法正确的是(λ绿>λ红) ()A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短【解析】选A。
由题图可知,图乙中的条纹间距较大,由Δx=λ可知λ乙>λ甲,故A 正确。
4.(多选)用波长为λ的单色光照射单缝O,经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹,如图所示,图中a、b、c、d、e为相邻亮纹的位置,c为中央亮条纹,则( )A.O到达a、b的路程差为零B.M、N到达b的路程差为λC.O到达a、c的路程差为4λD.M、N到达e的路程差为2λ【解析】选B、D。
2017-2018学年高中物理选修3-4学业分层测评:第5章 第

学业分层测评(十二) (建议用时:45分钟)1.在双缝干涉实验中,下列说法正确的是( ) A .相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的 B .把入射光由红光换成紫光,相邻两明条纹间距变宽 C .只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象 D .频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定 E .增加双缝到光屏之间的距离,条纹间距变大【解析】 在干涉中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,A 正确;入射光波长越大,条纹间距越大,入射光由红光换成紫光,波长变短,相邻两明条纹间距变窄,B 错;只有频率相同的两列光才能发生干涉现象,C 正确,D 错误;根据Δy =l dλ,E 正确.【答案】 ACE2.杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n 为自然数,λ为光波波长)( ) A .在距双缝的路程相等的点形成暗条纹 B .在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹 C .在距双缝的路程差为n λ2的点形成亮条纹D .在距双缝的路程差为(n +12)λ的点形成暗条纹E .在距离双缝的路程差恰好是一个波长时,形成亮条纹【解析】 在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差Δx 为波长的整数倍时,即Δx =k λ,k =0,1,2,3,…这些点为加强点,该处出现亮条纹;当某处距双缝距离之差Δx 为半波长的奇数倍时,即Δx =(2k +1)λ2,k =0,1,2,3,…这些点为减弱点,该处出现暗条纹;故选项B 、D 正确,A 、C 错误.路程差恰好是一个波长时出现亮条纹,E 正确.【答案】 BDE3.下列现象中,属于光的干涉现象的是( )【导学号:78510056】A .雨后马路上油膜呈彩色B .肥皂泡在阳光下呈现出彩色C .阳光通过三棱镜形成彩色光带D .单色光通过双缝时形成明暗相间条纹E .室内同时打开两盏电灯,灯光变亮【解析】 阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象,C 错误.室内打开两盏电灯,不符合干涉条件,E 错误,故A 、B 、D 正确.【答案】 ABD4.下列说法正确的是( )A .用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是紫光B .用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是红光C .涂有增透膜的照相机镜头,增强了对照射光的透射程度D .从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果E .雨后天空出现彩虹是薄膜干涉现象【解析】 由于干涉实验中,有Δy =ldλ,即条纹间距与光波长成正比,而红光波长最长,故偏离中央明条纹最远的是红光,B 对;增透膜增加了透射光的能量,且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光,从而才能使所成的象既亮又清晰;肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后,相干而形成的,C 、D 对.雨后天空出现彩虹是光的折射形成的,E 错误.【答案】 BCD5.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δy .下列说法中正确的有( )A .如果增大单缝到双缝间的距离,Δy 将增大B .如果增大双缝之间的距离,Δy 将减小C .如果增大双缝到光屏之间的距离,Δy 将增大D .如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δy 将增大E .如果将绿光改为红光,Δy 将增大【解析】 由Δy =L dλ可知:如果增大单缝到双缝间的距离,Δy 将不变,选项A 错;如果增大双缝之间的距离d ,Δy 将减小,选项B 正确;如果增大双缝到光屏之间的距离L ,Δy 将增大,选项C 正确;如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离d ,Δx 将不变,选项D 错误.红光波长大于绿光波长,E 正确.【答案】 BCE6.如图5115所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )图5115A .增大S 1与S 2的间距B .增大双缝屏到光屏的距离C .将绿光换为红光D .将绿光换为紫光E .减小双缝之间的距离【解析】 在双缝干涉实验中,相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx =L dλ,要想增大条纹间距可以减小两缝间距d 或者增大双缝屏到光屏的距离L ,或者换用波长更长的光做实验.由此可知,选项B 、C 、E 正确,A 、D 错误.【答案】 BCE7.在双缝干涉实验中,由双缝S 1、S 2发出的光在光屏上某点P 叠加,若光的波长为600 nm ,光屏上P 点到S 1、S 2的距离分别为 3.2×10-2mm 和 1.1×10-2mm ,则P 点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹.【导学号:78510057】【解析】 由S 1P -S 2P =3.2×10-2mm -1.1×10-2mm =2.1×10-2mmS 1P -S 2P λ=2.1×10-2 mm600×10-6mm=35, 即S 1P -S 2P =35λ,故P 点出现亮条纹. 【答案】 亮8.利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d =0.5 mm ,双缝与光屏间距离L =0.5 m ,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图5116,分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺读数如图,则图中A 位置的游标卡尺读数为________ m ,B 位置的游标卡尺读数为________ m ,单色光的波长为________ m.图5116【解析】 题图中游标卡尺是10个等分刻度,精确度为0.1 mm ,故A 位置读数为11 mm +0.1×2 mm=11.2 mm =1.12×10-2m ;B 位置读数为15 mm +0.1×7 mm=15.7 mm =1.57×10-2m ;故Δx =1.57×10-2-1.12×10-27 m =6.4×10-4 m ;由Δx =L d λ可得λ=Δx ·d L=6.4×10-4×5×10-40.5m =6.4×10-7m.【答案】 1.12×10-21.57×10-26.4×10-79.用波长为λ的单色光照射单缝O ,经双缝N 、M 在屏上产生明暗相间的干涉条纹,如图5117所示,图中a 、b 、c 、d 、e 为相邻亮条纹的位置,c 为中央亮条纹,则光从( )图5117【导学号:78510058】A .O 到达a 、b 的路程差为零B .N 、M 到达b 的路程差为λC .O 到达a 、c 的路程差为4λD .N 、M 到达e 的路程差为2λE .N 、M 到达c 点的路程差为零【解析】 路程差是指从双缝处开始算起的,产生亮条纹是|s 1-s 2|=n λ(其中n =0,1,2,3,…),c 点为中央亮条纹,N 、M 到达c 点的路程差是0;b 、d 两点是第一级亮条纹,N 、M 到达b 点的路程差为λ;a 、e 两点是第二级亮条纹,N 、M 到达e 点的路程差为2λ,故B 、D 、E 正确,A 、C 错误.【答案】 BDE10.如图5118所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m ,屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10-7m .则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7 m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”).图5118【解析】 根据路程差Δx =λ2·3,故路程差是半波长的奇数倍,是暗条纹.改用波长为6.30×10-7m 的激光,则波长变大,条纹间距变宽.【答案】 暗条纹 变宽11.在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图5119):图5119(1)下列说法错误的是________.(填选项前的字母)A .调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B .测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C .为了减少测量误差,可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a ,求出相邻两条亮纹间距Δx =an -1(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图5120,其示数为________ mm.图5120【解析】 (1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝,A 选项不正确.测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐,使得移动过程测出的条纹间距较为准确,B 选项正确.测微目镜移过n 条亮纹,则亮条纹间距Δx =an -1,C 选项正确,故选A.(2)主尺读数是1.5 mm ,螺旋读数是47.0×0.01 mm,因此示数为1.970 mm. 【答案】 (1)A (2)1.97012.如图5121所示,在双缝干涉实验中,若用λ1=5×10-7m 的光照射,屏上O 点是中央亮条纹,屏上A 点为第二级亮条纹所在处.若换用λ2=4×10-7 m 的光照射时,屏上O 点处是什么情况?屏上A 点处又是什么情况?图5121【解析】 从双缝到屏上O 点的距离之差,无论用何种频率的光照射,路程差总是零.所以O 点仍然是亮条纹.从双缝到屏上A 点的路程差d =S 2A -S 1A ,用λ1光照射时为第二级亮条纹,即d =2λ1 代入数据d =1×10-6m ,这个路程差1×10-6m 对于波长为λ2的光波来说1×10-6m4×10 m=2.5.即为半波长的奇数倍,A 处为暗条纹d =(2k +1)λ2(k =0,±1,±2…)1×10-6m =(2k +1)4×10-72m ,即k =2当k =0时为第一级暗条纹,所以当k =2时应为第三级暗条纹. 【答案】 见解析。
高中物理 第5章 光的波动性 1 光的干涉自我小测 教科版选修34

光的干涉1.下列现象属于光的干涉现象的是().A.眯起眼睛看某一光源,可看到五颜六色的彩色条纹B.水面上的一层油膜,在阳光照射下呈现出五光十色C.摄像机的镜头看上去呈淡紫色D.从游标卡尺的两只测量爪之间的缝隙观察平行于缝隙发光的日光灯,可看到彩色条纹2.用包括有红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验,所产生的干涉条纹中,离中央亮纹最近的干涉条纹是().A.紫色条纹B.绿色条纹C.红色条纹 D.都一样近3.如图所示,用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝S1、S2的距离之差r1-r2应为().A.c/2f B.3c/2fC.3c/f D.5c/2f4.如图所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图,实线表示波峰,虚线表示波谷.在此时刻,介质中A点为波峰相叠加点,B点为波谷相叠加点,A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点.如果把屏分别放在A、B、C三个位置,那么().A.A、B、C三个位置都出现亮条纹B.B位置处出现暗条纹C.C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D.以上结论都不对5.市场上有一种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线,以λ表示此红外线在薄膜中的波长,则所镀薄膜的厚度最小应为().A.λ/8 B.λ/4C.λ/2 D.λ6.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的丝圈,S是一点燃的酒精灯.往火焰上撒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图中的().7.如图所示,用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况,条纹中的P和Q分别对应着A、B处,这说明().A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷8.涂有增透膜的照相机镜头看上去呈现淡紫色,这说明().A.增透膜明显增强了红光的透射强度B.增透膜明显增强了紫光的透射强度C.增透膜明显增强了绿光的透射强度D.增透膜明显增强了紫光的反射损失参考答案1答案:BC 解析:水面上油膜的五光十色是薄膜干涉现象,故B 对.由于摄像机镜头上涂有一层增透膜,使光谱中绿色光在垂直入射时削弱反射光,透射量较多,而光谱两端的红色光和紫色光没有被显著削弱,所以从镜头反射回来的光主要是红色光和紫色光,因此摄像机镜头看起来呈现淡紫色,所以C 对.A 、D 两选项都没有相干光源,不属于光的干涉现象.2答案:A 解析:本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系,由相邻两亮条纹间的间距l x dλ∆=可知:条纹间的间距与波长成正比,故A 项正确. 3答案:D 解析:出现暗条纹,说明S 1、S 2到P 点距离之差为2λ×(2n -1)=52λ,而=c f λ,所以215522c r r fλ-==,因而D 是正确的. 4答案:A 解析:在干涉现象中,所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同,该点的振幅是两列波的振幅之和,而不要理解为该点始终处于波峰或波谷,在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C 点).所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的,该点的振幅是两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,则该点始终在平衡位置.对光波而言,该点是完全暗的.本题中,A 、B 、C 连线上所有的点到缝S 1、S 2的距离相等,所以A 、B 、C 三点为振动加强的点.5答案:B 解析:要消除红外线的反射,必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的奇数倍,即△s =(2k +1)λ/2,其中△s 为光在薄膜两个面上反射的路程差,即△s =2d ,△s 的最小值为λ/2,所以2d =λ/2,即薄膜的最小厚度d 为λ/4,选项B 是正确的.6答案:D 解析:肥皂膜由于重力作用,上薄下厚形成楔形膜,由薄膜干涉出现明暗条纹的条件可知,干涉条纹应该是水平而平行的明暗相间的条纹.7答案:BC 解析:利用光的薄膜干涉来检查平面的质量,就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层,用单色光从上面照射,入射光在空气层的上、下表面反射形成两列相干光束.如果被检测的平面是平的,那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上.若是被测平面的某处凹下去了,这时干涉条纹就不是直线,在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲.这是因为凹处的两束反射光的光程差变大,它只能与膜厚一些位置的两反射光的光程差相同而形成同一级的条纹(光程差相同的干涉条纹为同一级,一般光程差大的干涉条纹级别高,光程差小级别低),显然凹处的级别增大,将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹.同理,若是被测平面某处凸起,则该处的干涉条纹将向楔形膜中厚的一侧弯曲.8答案:C 解析:照相机所成的像,应该尽量接近于人眼看到的情况,人眼对绿光最敏感,所以照相机镜头应该使绿光透射强度大于其他单色光.由此便确定了增透膜的厚度是绿光波长的14,使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光程差恰好等于绿光的半个波长(发生薄膜干涉),以达到绝大多数能量能通过透镜照到底片上的目的.而其他种类的单色光或多或少被镜头反射,尤其是人眼不敏感的红光和紫光被反射得最多,这样照相机镜头看上去吴淡紫色了.因此,本题选项C正确.。
高中物理教科版《选修3-4》《选修三》《第五章 光的波动性》精品

高中物理教科版《选修3-4》《选修三》《第五章光的波动性》精品高中物理教科版《选修3-4》《选修三》《第五章光的波动性》精品专题课后练习【4】(含答案考点及解析)班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.如图所示,倾斜导轨宽为L,与水平面成α角,处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,金属杆ab水平放在导轨上.当回路电流强度为I时,金属杆ab所受安培力FA.方向垂直ab杆沿斜面向上C.【答案】BB.方向垂直ab杆水平向右D.【考点】高中物理知识点》电磁学》磁场》磁场对电流的作用【解析】试题分析:由图知电流方向由且与磁场方向垂直,根据左手定则可知安培力水平向右,由安培力计算公式可得,故选B. 考点:本题考查了安培力大小的计算及方向的判断。
2.图是一正弦交变式电流的电压图象。
则此正弦交变式电流的频率和电压的有效值分别为A.50Hz,220V C.0.5Hz,220V【答案】AB.50Hz,220V D.0.5Hz,220V【考点】高中物理知识点》电磁学》交流电》交流电的最大值与有效值【解析】试题分析:根据图象可读出该交流电的周期和最大值,然后根据频率和周期,最大值与有效值的关系可直接求解。
,考点:交流的峰值、有效值以及它们的关系点评:要能根据图象获取有用信息,并能利用这些信息进行有关运算3.如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,两导轨间的距离L 。
有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B =\。
在t=0时刻,一金属杆紧靠在导轨的端点P、Q,在外力作用下,杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,则在t 时刻闭合回路的感应电动势的大小为(用K、L、a、t表示)Lk【答案】E=【考点】高中物理知识点》电磁学》电磁感应》法拉第电磁感应定律【解析】试题分析:以a表示金属杆运动的加速度,在t时刻,金属杆与初始位置的距离此时杆的速度这时,杆与导轨构成回路的面积回路中的感应电动势:考点:本题考查了法拉第电磁感应定律,点评:本题的关键是明白,回路中的感应电动势为导体棒切割磁感线和线圈磁通量发生变化共同产生的4.关于匀强电场,下列说法正确的是A.场中任意两点的电场强度大小一定相等,方向一定相同 B.场中任意两点的电场强度大小一定相等,方向不一定相同 C.场中任意两点的电场强度大小不一定相等,方向一定相同 D.场中任意两点的电场强度大小不一定相等,方向也不一定相同【答案】A【考点】高中物理知识点》电磁学》电场》电场强度【解析】试题分析:匀强电场中任意两点的电场强度大小和方向都相等,所以A正确考点:本题考查了对匀强电场的理解点评:匀强电场中任意两点的电场强度大小和方向都相等,匀强电场的电场线是一簇等距平行的直线,5.如图9所示,光滑杆ab上套有一闭合金属环,环中有一个通电螺线管。
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光的干涉
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.在双缝干涉实验中,下列说法正确的是( )
A .相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的
B .把入射光由红光换成紫光,相邻两明条纹间距变宽
C .只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象
D .频率不同的两列光波也能产生干涉现象,只是不稳定
E .增加双缝到光屏之间的距离,条纹间距变大
【解析】 在干涉中,相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,A 正确;入射光波长越大,条纹间距越大,入射光由红光换成紫光,波长变短,相邻两明条纹间距变窄,B 错;只有频率相同的两列光才能发生干涉现象,C 正确,D 错误;根据Δy =l d
λ,E 正确.
【答案】 ACE
2.杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n 为自然数,λ为光波波长)( )
【导学号:18640032】
A .在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
B .在距双缝的路程差为n λ的点形成亮条纹
C .在距双缝的路程差为n λ2
的点形成亮条纹 D .在距双缝的路程差为(n +12
)λ的点形成暗条纹 E .在距离双缝的路程差恰好是一个波长时,形成亮条纹
【解析】 在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差Δx 为波长的整数倍时,即Δx =k λ,k =0,1,2,3,……这些点为加强点,该处出现亮条纹;当某处距双缝距离之差Δx
为半波长的奇数倍时,即Δx =(2k +1)λ2
,k =0,1,2,3……这些点为减弱点,该处出现暗条纹,故选项B 、D 正确,A 、C 错误.路程差恰好是一个波长时出现亮条纹,E 正确.
【答案】 BDE
3.下列现象中,属于光的干涉现象的是( )
A .雨后马路上油膜呈彩色
B .肥皂泡在阳光下呈现出彩色
C .阳光通过三棱镜形成彩色光带
D .单色光通过双缝时形成明暗相间条纹
E .室内同时打开两盏电灯,灯光变亮
【解析】 阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象,C 错误.室内打开两盏电灯,不符合干涉条件,E 错误,故A 、B 、D 正确.
【答案】 ABD
4.下列说法正确的是( )
A .用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是紫光
B .用白光做光的干涉实验时,偏离中央明条纹较远的是红光
C .涂有增透膜的照相机镜头,增强了对照射光的透射程度
D .从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果
E .雨后天空出现彩虹是薄膜干涉现象
【解析】 由于干涉实验中,有Δy =l d λ,即条纹间距与光波长成正比,而红光波长最长,故偏离中央明条纹最远的是红光,B 对;增透膜增加了透射光的能量,且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光,从而才能使所成的像既亮又清晰;肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后,相干而形成的,C 、D 对.雨后天空出现彩虹是光的折射形成的,E 错误.
【答案】 BCD
5.用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δy .下列说法中正确的有( )
A .如果增大单缝到双缝间的距离,Δy 将增大
B .如果增大双缝之间的距离,Δy 将减小
C .如果增大双缝到光屏之间的距离,Δy 将增大
D .如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δy 将增大
E .如果将绿光改为红光,Δy 将增大
【解析】 由Δy =L d
λ可知:如果增大单缝到双缝间的距离,Δy 将不变,选项A 错;如果增大双缝之间的距离d ,Δy 将减小,选项B 正确;如果增大双缝到光屏之间的距离L ,Δy 将增大,选项C 正确;如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离d ,Δx 将不变,选项D 错误.红光波长大于绿光波长,E 正确.
【答案】 BCE
6.如图518所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )
图518
A .增大S 1与S 2的间距
B .增大双缝屏到光屏的距离
C .将绿光换为红光
D .将绿光换为紫光
E .减小双缝之间的距离
【解析】 在双缝干涉实验中,相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx =L d
λ,要想增大条纹间距可以减小两缝间距d 或者增大双缝屏到光屏的距离L ,或者换用波长更长的光做实验.由此可知,选项B 、C 、E 正确,A 、D 错误.
【答案】 BCE
7.对两列光波在空中叠加,以下说法中正确的是( )
A .不同的色光有可能发生干涉现象
B .不同的色光不可能发生干涉现象
C .光的强度不同有可能发生干涉现象
D .光的强度不同不可能发生干涉现象
E .发生不发生干涉现象与光的强度无关
【解析】 两列光波叠加是否发生干涉现象关键看两列光波是否是相干光,即是否满足频率相同、相位差恒定的条件,不同的色光频率不同,所以不可能发生干涉现象,故A 项错误,B 项正确;光的强度不同,但仍有可能满足相干条件,也就是有可能发生干涉现象,故选项C 、E 正确,D 项错误.
【答案】 BCE
8.在双缝干涉实验中,由双缝S 1、S 2发出的光在光屏上某点P 叠加,若光的波长为600 nm ,光屏上P 点到S 1、S 2的距离分别为 3.2×10-2 mm 和 1.1×10-2 mm ,则P 点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹.
【解析】 由S 1P -S 2P =3.2×10-2 mm -1.1×10-2 mm =2.1×10-2 mm S 1P -S 2P λ=2.1×10-2 mm
600×10-6 mm
=35, 即S 1P -S 2P =35λ,故P 点出现亮条纹.
【答案】 亮
[能力提升]
9.杨氏双缝干涉实验中,下列说法正确的是(n 为自然数,λ为光波波长)( )
A .在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹
B .在距双缝的光程差为n λ的点形成明条纹
C .在距双缝的光程差为n λ2
的点形成明条纹 D .在距双缝的光程差为⎝ ⎛⎭
⎪⎫n +12λ的点形成暗条纹 E .在距双缝的光程差相等的点一定出现明条纹
【解析】 在双缝干涉实验中,当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整数倍时,即Δδ=n λ,n =0、1、2、3…这点为加强点,该处出现明条纹;当距离之差Δδ为半波长的奇
数倍时,即Δδ=(2n +1)λ2
,n =0、1、2、3…这点为减弱点,该处出现暗条纹.B 、D 、E 正确.
【答案】 BDE
10.如图519所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7
m ,屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10-7 m .则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7 m 的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”).
图519
【解析】 根据路程差Δx =
λ2·3,故路程差是半波长的奇数倍,是暗条纹.改用波长为6.30×10-7 m 的激光,则波长变大,条纹间距变宽.
【答案】 暗条纹 变宽
11.如图5110所示,在双缝干涉实验中,若用λ1=5×10-7
m 的光照射,屏上O 点是中央亮条纹,屏上A 点为第二级亮条纹所在处.若换用λ2=4×10-7 m 的光照射时,屏上O 点处是什么情况?屏上A 点处又是什么情况?
图5110
【解析】 从双缝到屏上O 点的距离之差,无论用何种频率的光照射,路程差总是零.所以O 点仍然是亮条纹.
从双缝到屏上A 点的路程差d =S 2A -S 1A ,用λ1光照射时为第二级亮条纹,即d =2λ1
代入数据d =1×10-6 m ,这个路程差1×10-6 m 对于波长为λ2的光波来说1×10-6
m 4×10-7 m =2.5.
即为半波长的奇数倍,A 处为暗条纹
d =(2k +1)λ2(k =0,±1,±2…)
1×10-6 m =(2k +1)4×10
-72 m ,即k =2
当k =0时为第一级暗条纹,所以当k =2时应为第三级暗条纹.
【答案】 见解析。