2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章光分層作業(yè)27光的干涉新人教版選擇性必修第一冊(cè)

分層作業(yè)27光的干涉A組必備知識(shí)基礎(chǔ)練題組一光的雙縫干涉1.(2024江西南昌高二月考)光通過雙縫后在屏上產(chǎn)生彩色條紋,若用紅色和綠色玻璃板分別擋住雙狹縫,則屏上將出現(xiàn)()A.黃色的干涉條紋B.紅綠相間的條紋C.黑白相間的條紋D.無干涉條紋2.(2024浙江嘉興高二月考)由兩個(gè)不同光源所發(fā)出的兩束白光落在同一點(diǎn)上,不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。這是因?yàn)?)A.兩個(gè)光源發(fā)出光的頻率不同B.兩個(gè)光源發(fā)出光的強(qiáng)度不同C.兩個(gè)光源的光速不同D.這兩個(gè)光源是彼此獨(dú)立的,不是相干光源3.(2024河北石家莊高二月考)如圖所示,用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫,在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋,已知光速為c,則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1-r2|應(yīng)為()A.c2f B.3c2f C.3c題組二干涉條紋和光的波長(zhǎng)之間的關(guān)系4.(2024天津?yàn)I海新區(qū)期末)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用黃光作為入射光,為了增大干涉條紋的間距,該同學(xué)可以采用的方法有()A.增大雙縫之間的距離B.減小雙縫到屏的距離C.改用紅光作為入射光D.改用藍(lán)光作為入射光5.(多選)(2024浙江紹興高二月考)a光經(jīng)過某干涉儀形成的光的干涉圖樣如圖甲所示,若只將a光換成b光照射同一干涉儀,形成的光的干涉圖樣如圖乙所示,則下列敘述正確的是()A.a光的頻率較大B.b光的頻率較大C.a光的波長(zhǎng)較大D.b光的波長(zhǎng)較大6.(2024福建三明高二月考)如圖所示,某同學(xué)做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。若單縫S從雙縫S1、S2的中央對(duì)稱軸位置處稍微向上移動(dòng),則()A.所產(chǎn)生干涉條紋間距變小,中央亮條紋的位置上移B.所產(chǎn)生干涉條紋間距不變,中央亮條紋的位置上移C.所產(chǎn)生干涉條紋間距變小,其中央亮條紋的位置下移D.所產(chǎn)生干涉條紋間距不變,其中央亮條紋的位置下移題組三薄膜干涉7.(2024安徽淮北高二月考)鐵絲圈上附有肥皂膜,豎直放置時(shí),肥皂膜上的彩色條紋上疏下密,由此推測(cè)肥皂膜前后兩個(gè)面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是()8.(多選)(2024山東東營(yíng)高二月考)肥皂膜的干涉條紋如圖所示,條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是()A.過肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面一定不是標(biāo)準(zhǔn)梯形B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C.肥皂膜從形成到破裂,條紋的寬度和間距不會(huì)發(fā)生變化D.將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)90°,條紋也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)90°B組關(guān)鍵能力提升練9.(2024江蘇徐州高二月考)研究光的雙縫干涉的示意圖如圖所示,擋板上有兩條狹縫S1、S2,由S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。已知入射激光的波長(zhǎng)為λ,屏上的P點(diǎn)到兩縫S1和S2的距離相等,如果把P處的亮條紋記作第0號(hào)亮條紋,由P向上數(shù),與0號(hào)亮條紋相鄰的亮條紋為1號(hào)亮條紋,與1號(hào)亮條紋相鄰的亮條紋為2號(hào)亮條紋,則P1處的亮條紋恰好是10號(hào)亮條紋。設(shè)直線S1P1的長(zhǎng)度為δ1,S2P1的長(zhǎng)度為δ2,則|δ1-δ2|等于()A.9λ B.10λ C.11λ D.20λ10.(2024浙江湖州高二月考)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上觀察到如圖甲所示的條紋,僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后,觀察到的條紋如圖乙所示。他改變的實(shí)驗(yàn)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11.(2024福建龍巖高二月考)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光屏上P點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差Δs1=0.75μm,光屏上Q點(diǎn)到雙縫S1、S2的距離之差Δs2=1.5μm。如果用頻率為6.0×1014Hz的黃光照射雙縫,則()A.P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋,Q點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋B.Q點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋,P點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋C.兩點(diǎn)均出現(xiàn)亮條紋D.兩點(diǎn)均出現(xiàn)暗條紋12.(多選)(2024安徽蚌埠高二月考)把一平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上,一端用薄片墊起,構(gòu)成空氣劈尖,讓單色光從上方射入,如圖所示,這時(shí)可以看到明暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說法正確的是()A.干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣劈尖膜的上下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果B.干涉條紋中的暗條紋是由于上述兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果C.增大薄片的厚度,條紋間距變小D.觀察薄膜干涉條紋時(shí),眼睛應(yīng)在入射光的另一側(cè)C組核心素養(yǎng)拔高練13.(2024福建寧德高二月考)在用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)時(shí),選用波長(zhǎng)為6.0×10-7m的橙光,光屏上P點(diǎn)恰好出現(xiàn)亮條紋,如圖所示,現(xiàn)僅改用其他顏色的可見光做實(shí)驗(yàn),P點(diǎn)是暗條紋。已知可見光的頻率范圍是3.9×1014~7.5×1014Hz,真空中的光速c=3.0×108m/s,則入射光的波長(zhǎng)可能是()A.8.0×10-7m B.4.8×10-7mC.4.0×10-7m D.3.4×10-7m

參考答案分層作業(yè)27光的干涉1.D解析有色玻璃只允許同色光通過,紅光和綠光的頻率不同,根據(jù)干涉的條件,不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,所以D正確。2.D解析題中兩光源發(fā)出的光都是白光,頻率不確定,A錯(cuò)誤。光的強(qiáng)度對(duì)光是否產(chǎn)生干涉沒有影響,B錯(cuò)誤。光速在真空中是確定的,對(duì)光的干涉無影響,C錯(cuò)誤。題中的是兩個(gè)獨(dú)立光源,二者產(chǎn)生的不是相干光,D正確。3.D解析出現(xiàn)第3條暗條紋,說明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為λ2(2n-1)=λ2(2×3-1)=52λ,而λ=cf,所以|r1-r2|=52λ=4.C解析光的干涉現(xiàn)象中,條紋間距公式Δx=ldλ,即干涉條紋間距與入射光的波長(zhǎng)成正比,與雙縫到屏的距離成正比,與雙縫間距離成反比。增大雙縫之間的距離,條紋間距減小,故A錯(cuò)誤;減小雙縫到屏的距離,條紋間距減小,故B錯(cuò)誤;改用紅光作為入射光,紅光波長(zhǎng)大于黃光波長(zhǎng),則條紋間距增大,故C正確;改用藍(lán)光作為入射光,藍(lán)光波長(zhǎng)小于黃光波長(zhǎng),則條紋間距減小,故D5.BC解析由圖可知,a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距,同樣的干涉裝置,根據(jù)公式Δx=ldλ可知,波長(zhǎng)越大,間距越大,所以a光的波長(zhǎng)較大,b光的波長(zhǎng)較小;根據(jù)公式f=cλ可知,光速相同,波長(zhǎng)越大,頻率越小,所以a光的頻率較小,b光的頻率較大,故B、6.D解析在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若把單縫S從雙縫S1、S2的中心對(duì)稱軸位置稍微向上移動(dòng)到S',通過雙縫S1、S2的光仍是相干光,仍可產(chǎn)生干涉條紋,中央亮紋的位置經(jīng)過S1、S2到單縫的路程差仍等于0,因S'S1<S'S2,S'S1+S1P'=S'S2+S2P',即S1P'>S2P',中央亮條紋的位置略向下移,如圖所示。根據(jù)Δx=ldλ,裝置沒有發(fā)生變化,入射光也沒有變化,則所產(chǎn)生干涉條紋間距不變,故D7.C解析薄膜干涉為前后兩個(gè)面反射回來的光發(fā)生干涉形成干涉條紋,在復(fù)色光時(shí),出現(xiàn)彩色條紋,由于重力作用,肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大,從而使干涉條紋上疏下密,由于表面張力的作用,使得肥皂膜向內(nèi)凹陷,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。8.AB解析肥皂膜因?yàn)樽灾貢?huì)上面薄而下面厚,因表面張力的原因其截面應(yīng)是一個(gè)圓滑的曲面而不是梯形,A正確;薄膜干涉是等厚干涉,其原因?yàn)榉试砟ど系臈l紋是前后表面反射光形成的干涉條紋,B正確;形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn),肥皂膜從形成到破裂的過程上面越來越薄,下面越來越厚,因此出現(xiàn)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置發(fā)生了變化,條紋寬度和間距發(fā)生變化,C錯(cuò)誤;將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)90°,由于重力、表面張力等的作用,肥皂膜的形狀和厚度會(huì)重新分布,因此并不會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)90°,D錯(cuò)誤。9.B解析出現(xiàn)亮條紋的條件是光程差|δ1-δ2|=nλ,n=0時(shí),出現(xiàn)0號(hào)亮條紋;n=1時(shí),出現(xiàn)1號(hào)亮條紋……n=10時(shí),出現(xiàn)10號(hào)亮條紋,故B正確。10.B解析改變條件后亮條紋之間的間距變大,由Δx=ldλ可知,要使Δx增大,可增大雙縫到光屏之間的距離l,C錯(cuò)誤;減小雙縫之間的距離d,B正確;換用波長(zhǎng)更長(zhǎng),即頻率更低的單色光源,D錯(cuò)誤;改變光源到單縫的距離不會(huì)改變?chǔ),A11.B解析由c=λf知黃光的波長(zhǎng)為λ=cf=3×1086×1014m=0.5μm,雙縫到P點(diǎn)的光程差與黃光的半波長(zhǎng)之比為Δs1λ2=12.AC解析根據(jù)薄膜干涉的產(chǎn)生原理,上述現(xiàn)象是由空氣膜上下表面反射的兩列光疊加而成的,當(dāng)波峰與波峰、波谷與波谷相遇疊加時(shí),振動(dòng)加強(qiáng),形成亮條紋,故A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)增大薄片的厚度,即增大空氣薄層的厚度,導(dǎo)致同級(jí)的光程差的間距變小,則干涉條紋間距會(huì)變小,故C正確;因相干光是反射光,故觀察薄膜干涉時(shí),應(yīng)在入射光的同一側(cè),故D錯(cuò)誤。13.B解析光源發(fā)射波長(zhǎng)為6.0×10-7m的橙光時(shí),光屏上的P點(diǎn)恰是第二級(jí)亮條紋,當(dāng)路程差是光波波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),出現(xiàn)亮條紋,則有光程差Δd=2×6.0×10-7m=12×10-7m現(xiàn)改用其他顏色的可見光做實(shí)驗(yàn),路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),出現(xiàn)暗條紋,光屏上的P點(diǎn)是暗條紋的位置,那