2015-2016高中物理 第13章 第3节 光的干涉同步练习 新人教版选修3-4

1、【成才之路】2015-2016高中物理 第13章 第3节 光的干涉同步练习 新人教版选修3-4基础夯实一、选择题(15题为单选题，6题为多选题)1两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为()A两盏灯亮度不同B灯光的波长太短C两灯光的振动情况不同D电灯发出的光不稳定答案：C解析：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。2白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的()A传播速度不同B强度不同C振动方向不同 D频率不同答案：D解析：两侧条纹间距与各色光的波长成正比，不同色光的频率不同、波长不同。这样除中央条纹以外的其他条纹不能完全重合，便形成了彩色条纹。3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()AA、B、C三个位置都出现亮条纹BB位置处出现暗条纹CC位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决

2、定D以上结论都不对答案：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三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特别注意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的。4某同学自己动手利用如图所示的器材，观察光的干涉现象，其中，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏。当他用一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因，最大的可能是()A单缝S太窄B单缝S太宽CS到S1和S2距离不等D太阳光不能作光源答案：B解析：本实验中，单缝S应非常窄，才可看做“理想线光源”，也才能成功地观察到干涉现象，移走B屏后，在C上出现一窄亮斑，说明单缝S太宽。故B正确，A错误；S到S1和S2距离不等时，也能出

3、现干涉条纹，但中央不一定是亮纹，C错误；太阳光可以作光源，屏上将出现彩色条纹，D错误。52015年2月24日四川成都隧道发生瓦斯爆炸事故。瓦斯在隧道施工、煤矿采掘等危害极大，某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是他根据双缝干涉现象设计了一个监测仪，其原理如图所示：在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。如果屏的正中央O点变为暗纹，说明B中气体()A一定含瓦斯B一定不含瓦斯C不一定含瓦斯 D无法判断答案：A解析：如果屏的正中央O变为暗纹，说明从两个子光源到屏的光程差发生变化，所以B中气体一定含瓦斯。6杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，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的点形成亮条纹C在距双缝的路程差为n的点形成亮条纹C在距双缝的路程差为的点形成暗条纹答案：BD解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差x为波长的整数倍时，即xk，k0,1,2,3，这点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双缝距离之差x为半波长的奇数倍

4、时，即x(2k1)，k0,1,2,3，这点为减弱点，该处出现暗条纹。二、非选择题7在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1和S2的路程差为7.5107m，如果用频率为6.01014Hz的黄光照射双缝，试问：(1)该黄光的波长是多少？(2)试通过计算分析P点出现亮条纹还是暗条纹？答案：(1)5107m(2)暗条纹解析：(1)m5107m；(2)x7.5107m，所以是暗条纹。能力提升一、选择题(13题为单选题，4题为多选题)1取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是()A这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果B这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光干涉的结果C这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果D这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果答案：B解析：形成干涉条纹是有一定条件的，即两列相干光的路程差需要连续变化，当rk(k0,1,2)时，形成明条纹，当r(2k1)(k0,1,2)时，形成暗条纹。当入射光是白光时，就会形成彩色条纹，对平板玻璃来说，每一块平板玻璃上下表面都是平行的，故不具备产生干涉条纹

5、的条件，而中间的空气膜，则可能具备这一条件。2.如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光波长为，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2r1等于()A5B10C20D40答案：B解析：由题设可知，从中央亮条纹P算起，P1点处是第10号亮条纹的位置，表明缝S1、S2到P1处的距离差r2r1为波长的整数倍，且刚好是10个波长，所以选项B正确。3如图(甲)所示为双缝干涉实验的装置示意图，(乙)图为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央条纹，(丙)图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，则以下说法正确的是()A(丙)图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B(丙)图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C(丙)图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D(丙)图

6、可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短答案：A解析： 根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大，由题意可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长，因此B、C、D错，A对。4.用波长为的单色光照射单缝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()AO到达a、b的路程差为零BM、N到达b的路程差为CO到达a、c的路程差为4DM、N到达e的路程差为2答案：BD解析：振动一致的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足xn(n0,1,2,3)。故B、D正确。二、非选择题5(苏北教育联合体20142015学年高二下学期联考)如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30107m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95107m，则在这里出现的应是_(选填“明条纹”或“暗条纹”)，现改用波长为6.30107m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”)。答案：暗条纹变宽解析：(1)由于1.5，路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹。若改用更大波长的光做双缝干涉，由于相邻条纹间距与波长成正比，故条纹间距变宽。6光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用。光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85m的单色光。上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06m的单色光。这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息，回答下列问题：(1)在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？(已知光纤纤芯的折射率为1.47)解析：(1)设信号频率为f，真空中的波长为0，c0f，光在纤芯中的频率仍为f，波长为，则光在纤芯中的速度vf，又n，可以得出：0n1.471.06m1.56m。(2)上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰。

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