2024-2025學(xué)年高中物理第十三章光3光的干涉課時作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE4光的干涉時間：45分鐘一、選擇題(1～7為單選，8～9為多選)1．以下光源可作為相干光源的是(D)A．兩個相同亮度的燭焰 B．兩個相同規(guī)格的燈泡C．雙絲燈泡 D．出自一個點光源的兩束光2．關(guān)于光的干涉的說法正確的是(C)A．在雙縫干涉現(xiàn)象里，亮條紋和暗條紋的寬度是不等的B．在雙縫干涉現(xiàn)象里，把入射光由紅光換成紫光，相鄰兩個亮條紋間距將變寬C．只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉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3．在雙縫干涉試驗中，雙縫到光屏上P點的距離之差為0.6μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照耀雙縫，則P點出現(xiàn)亮、暗條紋的狀況是(C)A．用單色光f1和f2分別照耀時，均出現(xiàn)亮條紋B．用單色光f1和f2分別照耀時，均出現(xiàn)暗條紋C．用單色光f1照耀時出現(xiàn)亮條紋，用f2照耀時出現(xiàn)暗條紋D．用單色光f1照耀時出現(xiàn)暗條紋，用f2照耀時出現(xiàn)亮條紋解析：單色光f1的波長：λ1＝eq\f(c,f1)＝eq\f(3×108,5.0×1014)m＝0.6μm，單色光f2的波長：λ2＝eq\f(c,f2)＝eq\f(3×108,7.5×1014)m＝0.4μm.因為P點到雙縫的距離之差δ＝0.6μm＝λ1，所以用單色光f1照耀時P點出現(xiàn)亮條紋．因為δ＝0.6μm＝eq\f(3,2)λ2，所以用單色光f2照耀時P點出現(xiàn)暗條紋，故正確答案為C.4．激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理．用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相對于雙縫干涉試驗中的雙縫，待測物體的速度v與二次曝光時間間隔Δt的乘積等于雙縫間距．試驗中可測得二次曝光時間間隔Δt、雙縫到屏的距離l以及相鄰兩條亮紋間距Δx.若所用激光波長為λ，則該試驗確定物體運動速度的表達式是(B)A．v＝eq\f(λΔx,lΔt) B．v＝eq\f(lλ,ΔxΔt)C．v＝eq\f(lΔx,λΔt) D．v＝eq\f(lΔt,λΔx)解析：依據(jù)題目條件，vΔt相當(dāng)于雙縫間距，即d＝vΔt，由Δx＝eq\f(l,d)λ知：Δx＝eq\f(l,vΔt)λ，v＝eq\f(lλ,ΔxΔt)，故選B.5．物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有很多重要應(yīng)用．例如，利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號用于飛機著陸的導(dǎo)航．如圖所示，兩個可放射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側(cè)，它們類似于楊氏干涉試驗中的雙縫．兩天線同時都發(fā)出波長為λ1和λ2的無線電波．飛機著陸過程中，當(dāng)接收到λ1和λ2的信號都保持最強時，表明飛機已對準(zhǔn)跑道．下列說法正確的是(C)A．無線發(fā)出的兩種無線電波必需一樣強B．導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉C．兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定D．兩種無線電波各自由空間的強弱分布完全重合解析：天線發(fā)出的兩種無線電波各自與另一天線發(fā)出的同一波長的電波發(fā)生干涉，故兩種無線電波沒關(guān)系，A項錯誤；兩種無線電波傳播的速度(光速)相同，由c＝λν知，波長不同，則頻率不同，故兩種無線電波不會發(fā)生干涉，B項錯誤；兩種無線電波各自發(fā)生干涉，因此在空間的強弱分布穩(wěn)定，天線連線的中垂線上都是加強點，故C項正確、D項錯誤．6．如圖所示是單色光雙縫干涉試驗?zāi)骋粫r刻的波形圖，實線表示波峰，虛線表示波谷．在此刻，介質(zhì)中A點為波峰相疊加點，B點為波谷相疊加點，A、B連線上的C點為某中間狀態(tài)．假如把屏分別放在A、B、C三個位置，那么(A)A．A、B、C三個位置都出現(xiàn)亮條紋B．B位置出現(xiàn)暗條紋C．C位置出現(xiàn)亮或暗條紋是由其他條件確定的D．以上結(jié)論都不對解析：A、B、C三位置到S1、S2的路程差均為零，是半波長的偶數(shù)倍，所以都出現(xiàn)亮條紋，故應(yīng)選A.7．如圖所示是探討激光相干性的雙縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列光波到達屏上時會產(chǎn)生干涉條紋．已知入射激光波長為λ，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，假如把P處的亮條紋記成第0級亮條紋，由P向上數(shù)與第0級亮條紋相鄰的亮條紋為第1級亮條紋，與第1級亮條紋相鄰的亮條紋為第2級亮條紋，以此類推，設(shè)P1處的亮條紋恰好是第10級亮條紋．線段S1P1的長度為r1，S2P1的長度為r2，則r2－r1等于(B)A．5λ B．10λC．20λ D．40λ解析：出現(xiàn)亮條紋的條件為：光的路程差δ＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)，依題意得0級對應(yīng)k＝0，即r2－r1＝0，則第10級對應(yīng)k＝10，即r2－r1＝10λ.8．關(guān)于雙縫干涉條紋，以下說法中正確的是(ABD)A．用同一單色光做雙縫干涉試驗，能視察到明、暗相間的單色條紋B．用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差為該單色光波長的整數(shù)倍C．用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的明條紋距兩縫的距離之差肯定為該單色光波長的奇數(shù)倍D．用同一單色光經(jīng)雙縫干涉后的暗條紋距兩縫的距離之差肯定為該單色光半波長的奇數(shù)倍解析：同一單色光的干涉條紋為明、暗相間的單色條紋，選項A正確；光程差Δr＝kλ(k＝0,1,2,3，…)時，為明紋，選項B正確、C項錯誤；Δr＝eq\f(2k＋1,2)λ(k＝0,1,2,3，…)時，為暗條紋，選項D正確．9．對兩列光波在空中疊加，以下說法正確的是(BC)A．不同的色光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象B．不同的色光不行能發(fā)生干涉現(xiàn)象C．光的強度不同有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象D．光的強度不同不行能發(fā)生干涉現(xiàn)象二、非選擇題10．在進行一次楊氏雙縫干涉試驗時，所用光源為波長等于600nm的橙光，光屏上有一點與雙縫距離之差為1.8×10－6m，則這一點將出現(xiàn)亮條紋，若改用波長為400nm的紫光進行試驗，則這一點將出現(xiàn)暗條紋．11．某同學(xué)自己動手利用如圖所示的裝置視察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置處于一暗箱中，試驗過程中移去A后，遮住縫S1、S2中的任一個，C上均出現(xiàn)一窄亮斑．出現(xiàn)以上試驗結(jié)果的主要緣由是縫S1、S2太寬．12．S1、S2為兩個相干光源，它們發(fā)出的光的頻率為7.5×1014Hz，光屏上A點與S1、S2的路程差為1.8×10－6m．若S1、S2的振動步調(diào)完全一樣，則A點出現(xiàn)什么條紋？若S1、S2的振動步調(diào)完全相反呢？答案：暗條紋亮條紋解析：此光的波長為：λ＝eq\f(c,f)＝eq\f(3×108m/s,7.5×1014