高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振 第1節(jié) 光的干涉學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-4

第1節(jié) 光的干涉(建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1在雙縫干涉實(shí)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相等的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E增加雙縫到光屏之間的距離，條紋間距變大【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正確；入射光波長(zhǎng)越大，條紋間距越大，入射光由紅光換成紫光，波長(zhǎng)變短，相鄰兩明條紋間距變窄，B錯(cuò)；只有頻率相同的兩列光才能發(fā)生干涉現(xiàn)象，C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)y，E正確【答案】ACE2楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是(n為自然數(shù)，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n的點(diǎn)形成亮條紋C在距雙縫的路程差為n的點(diǎn)形成亮條紋D在距雙縫的路程差為(n)的點(diǎn)形成暗條紋E在距離雙縫的路程差恰好是一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，形成亮條紋【解析】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)某處距雙縫距離之差x為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，即xk，k0,1,2,3，這些點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，該處出現(xiàn)亮條紋；當(dāng)某處距雙縫距離之差x為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，即x(2k1)，k0,1,2,3，這些點(diǎn)為減弱點(diǎn)，該處出現(xiàn)暗條紋；故選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤路程差恰好是一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)亮條紋，E正確【答案】BDE3下列現(xiàn)象中，屬于光的干涉現(xiàn)象的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78510056】A雨后馬路上油膜呈彩色B肥皂泡在陽(yáng)光下呈現(xiàn)出彩色C陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡形成彩色光帶D單色光通過(guò)雙縫時(shí)形成明暗相間條紋E室內(nèi)同時(shí)打開兩盞電燈，燈光變亮【解析】陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡形成彩色光帶是光的色散現(xiàn)象，C錯(cuò)誤室內(nèi)打開兩盞電燈，不符合干涉條件，E錯(cuò)誤，故A、B、D正確【答案】ABD4下列說(shuō)法正確的是()A用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央明條紋較遠(yuǎn)的是紫光B用白光做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，偏離中央明條紋較遠(yuǎn)的是紅光C涂有增透膜的照相機(jī)鏡頭，增強(qiáng)了對(duì)照射光的透射程度D從豎立肥皂膜上看到的彩色條紋是從膜的兩表面反射的光相干涉的結(jié)果E雨后天空出現(xiàn)彩虹是薄膜干涉現(xiàn)象【解析】由于干涉實(shí)驗(yàn)中，有y，即條紋間距與光波長(zhǎng)成正比，而紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，故偏離中央明條紋最遠(yuǎn)的是紅光，B對(duì)；增透膜增加了透射光的能量，且應(yīng)該增透的是對(duì)人的視覺最敏感的綠光，從而才能使所成的象既亮又清晰；肥皂膜上的條紋是由于光從膜前、后表面反射后，相干而形成的，C、D對(duì)雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的折射形成的，E錯(cuò)誤【答案】BCD5用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出明、暗相間的綠條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為y.下列說(shuō)法中正確的有()A如果增大單縫到雙縫間的距離，y將增大B如果增大雙縫之間的距離，y將減小C如果增大雙縫到光屏之間的距離，y將增大D如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，y將增大E如果將綠光改為紅光，y將增大【解析】由y可知：如果增大單縫到雙縫間的距離，y將不變，選項(xiàng)A錯(cuò)；如果增大雙縫之間的距離d，y將減小，選項(xiàng)B正確；如果增大雙縫到光屏之間的距離L，y將增大，選項(xiàng)C正確；如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離d，x將不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng)，E正確【答案】BCE6如圖5115所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以()圖5115A增大S1與S2的間距B增大雙縫屏到光屏的距離C將綠光換為紅光D將綠光換為紫光E減小雙縫之間的距離【解析】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰兩亮條紋(或暗條紋)間的距離x，要想增大條紋間距可以減小兩縫間距d或者增大雙縫屏到光屏的距離L，或者換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光做實(shí)驗(yàn)由此可知，選項(xiàng)B、C、E正確，A、D錯(cuò)誤【答案】BCE7在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，由雙縫S1、S2發(fā)出的光在光屏上某點(diǎn)P疊加，若光的波長(zhǎng)為600 nm，光屏上P點(diǎn)到S1、S2的距離分別為3.2102 mm和1.1102 mm，則P點(diǎn)將出現(xiàn)_(選填“亮”或“暗”)條紋. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78510057】【解析】由S1PS2P3.2102 mm1.1102 mm2.1102 mm35，即S1PS2P35，故P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋【答案】亮8利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，取雙縫間距d0.5 mm，雙縫與光屏間距離L0.5 m，用某種單色光照射雙縫得到干涉圖象如圖5116，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖，則圖中A位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_ m，B位置的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_ m，單色光的波長(zhǎng)為_ m.圖5116【解析】題圖中游標(biāo)卡尺是10個(gè)等分刻度，精確度為0.1 mm，故A位置讀數(shù)為11 mm0.12 mm11.2 mm1.12102 m；B位置讀數(shù)為15 mm0.17 mm15.7 mm1.57102 m；故x m6.4104 m；由x可得x m6.4107 m.【答案】1.121021.571026.4107能力提升9.用波長(zhǎng)為的單色光照射單縫O，經(jīng)雙縫N、M在屏上產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋，如圖5117所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰亮條紋的位置，c為中央亮條紋，則光從() 圖5117【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78510058】AO到達(dá)a、b的路程差為零BN、M到達(dá)b的路程差為CO到達(dá)a、c的路程差為4DN、M到達(dá)e的路程差為2EN、M到達(dá)c點(diǎn)的路程差為零【解析】路程差是指從雙縫處開始算起的，產(chǎn)生亮條紋是|s1s2|n(其中n0,1,2,3，)，c點(diǎn)為中央亮條紋，N、M到達(dá)c點(diǎn)的路程差是0；b、d兩點(diǎn)是第一級(jí)亮條紋，N、M到達(dá)b點(diǎn)的路程差為；a、e兩點(diǎn)是第二級(jí)亮條紋，N、M到達(dá)e點(diǎn)的路程差為2，故B、D、E正確，A、C錯(cuò)誤【答案】BDE10.如圖5118所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的波長(zhǎng)為5.30107 m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.95107 m則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是_(選填“明條紋”或“暗條紋”)現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.30107 m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將_(選填“變寬”“變窄”或“不變”)圖5118【解析】根據(jù)路程差x3，故路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，是暗條紋改用波長(zhǎng)為6.30107 m的激光，則波長(zhǎng)變大，條紋間距變寬【答案】暗條紋變寬11在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖5119)：圖5119(1)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是_(填選項(xiàng)前的字母)A調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊C為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距x(2)測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖5120，其示數(shù)為_ mm.圖5120【解析】(1)應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫，A選項(xiàng)不正確測(cè)微目鏡分劃板中心刻線應(yīng)與亮紋中心對(duì)齊，使得移動(dòng)過(guò)程測(cè)出的條紋間距較為準(zhǔn)確，B選項(xiàng)正確測(cè)微目鏡移過(guò)n條亮紋，則亮條紋間距x，C選項(xiàng)正確，故選A.(2)主尺讀數(shù)是1.5 mm，螺旋讀數(shù)是47.00.01 mm，因此示數(shù)為1.970 mm.【答案】(1)A(2)1.97012如圖5121所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若用15107 m的光照射，屏上O點(diǎn)是中央亮條紋，屏上A點(diǎn)為第二級(jí)亮條紋所在處若換用24107 m的光照射時(shí)，屏上O點(diǎn)處是什么情況？屏上A點(diǎn)處又是什么情況？圖5121【解析】從雙縫到屏上O點(diǎn)的距離之差，無(wú)論用何種頻率的光照射，路程差總是零所以O(shè)點(diǎn)仍然是亮條紋從雙縫到屏上A點(diǎn)的路程差dS2AS1A，用1光照射時(shí)為第二級(jí)亮條紋，即d21代入數(shù)據(jù)d1106 m，這個(gè)路程差1106 m對(duì)于波長(zhǎng)為2的光波來(lái)說(shuō)2.5.即為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，A處為暗條紋d(2k1)(k0，1，2)1106 m(2k1) m，即k2當(dāng)k0時(shí)為第一級(jí)暗條紋，所以當(dāng)k2時(shí)應(yīng)為第三級(jí)暗條紋【答案】見解析