5.1光的干涉基礎(chǔ)鞏固2021—2022學年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊一、選擇題（共15題）1．某同學用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到如圖甲所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如圖乙所示。他改變的實驗條件可能是（　　）A．減小光源到單縫的距離B．減小雙縫之間的距離C．減小雙縫到光屏之間的距離D．換用頻率更高的單色光源2．如圖是、兩種色光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，下列說法中不正確的是（　?。?/span>A．同種均勻介質(zhì)對光的折射率比光的大B．在同種均勻液體材料中進行傳播時，光的傳播速度更大C．由、色光組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，光的偏轉(zhuǎn)角度更小D．、兩種色光從同種均勻液體材料射入真空發(fā)生全反射時，光的臨界角更小3．如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則（　　）A．在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B．在真空中，a光的波長大于b光的波長C．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線b首先消失D．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距4．關(guān)于下列光學現(xiàn)象，說法正確的是（ ）A．水中藍光的傳播速度比紅光快B．光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C．攝影機鏡頭鍍膜增透是利用了光的衍射特性D．分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬5．兩個普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因為（　?。?/span>A．兩個燈亮度不同 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6．如圖所示，在一個空長方體箱子的左側(cè)壁刻上雙縫，當把一個鈉光燈照亮的狹縫放在箱子左邊時，在箱子的右側(cè)內(nèi)壁上產(chǎn)生干涉條紋。如果把箱子用透明的油灌滿，條紋的間距將（　　）A．保持不變 B．減小C．可能增加 D．增加7．用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置如圖所示，調(diào)整實驗裝置使屏上可以接收到清晰的干涉條紋。關(guān)于該實驗，下列說法正確的是（　?。?/span>A．若將濾光片向右平移一小段距離，光屏上相鄰兩條明紋中心的距離增大B．若將光屏向右平移一小段距離，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離減小C．若將雙縫間的距離減小，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離增大D．若將濾光片由綠色換成藍色，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離增大8．彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散，如圖所示為太陽光射到空氣中小水珠時的部分光路圖，其中a、b為兩種單色光。以下說法正確的是（　　）A．在真空中a光波長小于b光波長B．在真空中a光速度大于b光速度C．a光的折射率小于b光的折射率D．用同一雙縫干涉裝置看到的a光干涉條紋間距比b光干涉條紋間距窄9．用a、b兩種不同的單色光，先后用同一裝置做雙縫干涉實驗，得到兩種干涉條紋，其中a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距，則（　　）A．a光的頻率大于b光的頻率B．對同種玻璃a光的折射率大于b光的折射率C．在同種玻璃中，a光的傳播速度等于b光的速度D．從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大于b光的臨界角10．如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后出a、b兩束光線。則（　?。?/span>A．在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B．在真空中，a光的波長小于b光的波長C．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距D．若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線b首先消失11．如圖所示為用a、b兩種單色光分別通過同一個雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣，現(xiàn)讓a、b兩種單色光組成的復(fù)色光通過三棱鏡或平行玻璃磚，光的傳播路徑和方向可能正確的是（ ）A． B．C． D．12．如圖所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中。要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是（　?。?/span>A．增大雙縫與毛玻璃間的距離 B．增大單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離 D．增大單縫與光源間的距離13．在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗中，一同學經(jīng)調(diào)節(jié)后使單縫和雙縫在豎直方向相互平行，分別用間距d1=0.20mm和d2=0.25mm的雙縫來完成實驗，其它條件不變，該同學用間距為d1的雙縫觀察到的干涉條紋是（　?。?/span>A． B． C． D．14．如圖所示，用單色光照射透明標準板M來檢查平面N的上表面的平滑情況，觀察到如圖所示條紋中的P和Q情況，這說明（　?。?/span>A．此操作利用了光的偏振原理B．N的上表面B處向上凸起C．若出現(xiàn)兩條相連的直線干涉條紋，則說明兩條相連的干涉條紋所對應(yīng)的空氣薄膜厚度相等D．干涉條紋是由M下表面的入射光線和N的上表面的反射光線干涉形成的15．用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫相同距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的。則關(guān)于a、b兩束單色光，下述說法中正確的是（　?。?/span>A．a光光子的能量比b光光子的能量小B．在水中，a光傳播的速度比b光的大C．水對a光的折射率比b光大D．在同一介質(zhì)中，a光的波長比b光的波長長二、填空題（共4題）16．如圖所示兩種條紋中，圖_______所示是雙縫干涉條紋，圖_______所示是單縫衍射條紋．17．要產(chǎn)生干涉必須滿足一定條件，兩列光的頻率__________，振動方向___________，具有恒定的________。激光散斑測速應(yīng)用了光的干涉原理，二次曝光照相獲得的散斑對相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，待測物體運動速度與二次曝光時間間隔的乘積等于雙縫間距，已知二次曝光時間間隔為△t，雙縫到屏的距離為L，相鄰兩條紋間距為△x，激光波長為λ，則運動物體的速度表達式為_____。18．如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，右側(cè)AA/為光屏，A與S2的距離與A與S1的距離之差為1．5×10-6m，S1、S2連線的中垂線與光屏的交點為O，點A′與A點關(guān)于O點對稱用波長為600nm的黃色激光照雙縫，則A點為______（“亮條紋”或“暗條紋”），點A′與A點之間共有____條亮條紋．19．（1）細絲和單縫有相似的衍射圖樣，在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細絲I和細絲II，在光屏上形成的衍射圖樣如圖中a和b所示，已知細絲I的直徑為0.605mm，現(xiàn)用螺旋測微器測量細絲II的直徑，如圖所示，細絲II的直徑為_________mm．圖中的_____（填“a”或“b”）是細絲II的衍射圖樣．（2）小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗．單縫和平面鏡的放置如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片稱為波長為的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋．小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h，與光屏的距離為D，則條紋間距_______，隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結(jié)構(gòu)，則在光屏上______（填“能”會“不能”）觀察到干涉條紋．三、綜合題（共4題）20．如圖所示，在雙縫干涉實驗中，和為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與、距離之差為，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問P點是亮條紋還是暗條紋？已知A光在空氣中的波長為；  已知B光在某種介質(zhì)中波長為，當B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為21．知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率的薄膜表面，入射時與薄膜表面成角，如圖所示．已知真空中的光速c＝3.0×108m／s．①求從O點射入薄膜中的光的折射角及速率；②一般認為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”．實際上它的頻率并不是真正單一的．激光頻率ν是它的中心頻率，它所包含的率范圍是△ν（也稱頻率寬度）．如圖．單色光照射到薄膜表面a，一部分光從前表面反射回來（這部分光稱為甲光），其余的光進入薄膜內(nèi)部，其中的一小部分光從薄膜后表面b反射回來，再從前表面折射出（這部分光稱為乙光），甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)生干涉，稱為薄膜干涉，乙光與甲光相比，要在薄膜中多傳播一小段時間△t．理論和實踐都證明，能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是：△t的最大值△tm與△ν的乘積近似等于1，即只有滿足△tm?△ν≈1才會觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象．若該激光頻率ν＝4.32×1014Hz，它的頻率寬度△ν＝8．0×109Hz．試估算在如圖所示的情況下，能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm．22．[物理——選修3-3]（15分）（1）（5分）已知銅的摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則質(zhì)量為m的銅含有_______個銅原子；若將銅原子設(shè)想為球體，且銅原子一個挨著一個排列，已知銅的密度為，則銅原子的半徑為_______。（2）（10分）如圖所示，在一圓形管道內(nèi)封閉有理想氣體，用一固定絕熱活塞K和質(zhì)量為m的可自由移動的絕熱活塞A將管內(nèi)氣體分割成體積相等的M、N兩部分。溫度都為T0=300 K，上部氣體M壓強為p0=1.0×105 Pa，活塞A產(chǎn)生的壓強有（S為活塞橫截面積）?，F(xiàn)保持下部分氣體N溫度不變，只對上部分氣體M緩慢加熱，當活塞A移動到最低點B時（不計摩擦），求：（i）上部分氣體的溫度；（ii）保持上下部分M、N氣體溫度不變，釋放一部分M氣體，穩(wěn)定后活塞A又回到了原來的位置，則釋放氣體質(zhì)量與M氣體原有質(zhì)量之比。（1）下列說法正確的是_______。A．同頻率的兩列機械波相遇疊加，振動減弱區(qū)的質(zhì)點總是靜止不動的B．若用同一楊氏雙縫干涉裝置，在相同條件下先后用紅光、藍光進行實驗，則相鄰紅條紋間距比相鄰藍條紋間距大C．當觀察者遠離聲源而去時，觀察者接收到的聲波頻率比聲源發(fā)出聲波的實際頻率大D．根據(jù)狹義相對論可知，若物體的速度增大了，則其質(zhì)量也一定相應(yīng)地增大（2）一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，直徑AOB鍍銀，O表示半圓截面的圓心，并建立圖示坐標系。一束平行x軸（直徑AOB）的激光在橫截面內(nèi)從M點入射，經(jīng)過AB面反射后從N點垂直x軸（直徑AOB）向上射出。已知MOA=60，圓柱形半徑。求：（sin15°=，計算結(jié)果可帶根號）（i）透明物體的折射率；（ii）激光射出點N點的坐標。23．、為兩個相干光源，發(fā)出的光的頻率為，光屏上A點與、的光程差為。（1）若、的振動步調(diào)完全一致，則A點出現(xiàn)什么條紋？（2）若、的振動步調(diào)完全相反，則A點出現(xiàn)什么條紋？
參考答案：1．B2．B3．D4．D5．C6．B7．C8．C9．D10．B11．C12．A13．C14．B15．C16．     （b）     （a）17．     相同     相同     相位差     18．     暗條紋     519．     0.996~1.000     a          不能20．暗條紋亮條紋21．（1）30°；（2）22．（1）     （2）①   ②（1）BD（2）①   ②，y=5 cm23．（1）暗條紋；（2）亮條紋 

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第1節(jié) 光的干涉

版本： 魯科版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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