2024年高中物理第十三章光第3節(jié)光的干涉課后課時作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGE4-第3節(jié)光的干涉A組：合格性水平訓(xùn)練1．(雙縫干涉試驗)在雙縫干涉試驗中，雙縫的作用是()A．遮住過于劇烈的光B．形成兩個振動狀況相同的光源C．使白光變成單色光D．使光發(fā)生折射答案B解析雙縫的作用是形成兩個振動狀況相同的光源，得到相干光，B正確；A、C、D錯誤。2．(光的雙縫干涉)從兩只手電筒射出的光，當它們照耀到同一點時看不到干涉條紋，是因為()A．手電筒射出的光不是單色光B．四周環(huán)境的漫反射光太強C．干涉圖樣太細小看不清晰D．兩個光源是非相干光源答案D解析兩只手電筒屬兩個各自獨立發(fā)光的光源，二者發(fā)出的光頻率不肯定相同，是非相干光，因此它們照耀到同一點時不發(fā)生干涉，因此無干涉條紋，A、B、C錯誤，D正確。3．(光的雙縫干涉)(多選)已知白光中含有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光，其波長依次減小。在楊氏雙縫干涉試驗中假如()A．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B．用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C．用紅光照耀一條狹縫，用紫光照耀另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D．用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色的條紋答案BD解析用白光作為楊氏雙縫干涉試驗的光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯誤，D正確；用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)相間的紅色條紋與暗條紋(即黑條紋)，B正確；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯誤。4．(出現(xiàn)亮、暗條紋的條件)(多選)楊氏雙縫干涉試驗中，下列說法正確的是(n為自然數(shù)，λ為光波波長)()A．在距雙縫的光程差相等的點形成暗條紋B．在距雙縫的光程差為nλ的點形成明條紋C．在距雙縫的光程差為neq\f(λ,2)的點形成明條紋D．在距雙縫的光程差為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ的點形成暗條紋答案BD解析在雙縫干涉試驗中，當某處距雙縫距離之差Δδ為波長的整數(shù)倍時，即Δδ＝nλ(n＝0,1,2,3，…)這點為加強點，該處出現(xiàn)明條紋；當距離之差Δδ為半波長的奇數(shù)倍時，即Δδ＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)這點為減弱點，該處出現(xiàn)暗條紋。B、D正確。5．(光的雙縫干涉)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。在此時刻，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)相疊加點。假如把屏分別放在A、B、C三個位置，那么()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)亮條紋或暗條紋要由其他條件確定D．以上結(jié)論都不對答案A解析本題中，A、B、C三點總是振動加強的點，屏上對應(yīng)出現(xiàn)的都是亮條紋。另外，要特殊留意波谷與波谷相遇的點(圖中B點)振動也是加強的，不要以為B點是暗的。6．(光的雙縫干涉)如圖所示，在某次雙縫干涉試驗中，Q處是中心亮條紋P往上數(shù)的第一條亮條紋，已知從S1和S2發(fā)出的兩束相干光到Q處的路程差是9×10－7m，則試驗所用的單色光的頻率是多少？其次條暗條紋到雙縫的路程差為多少？答案eq\f(1,3)×1015Hz1.35×10－6m解析由于Q是第一條亮條紋所以QS2－QS1＝λ＝9×10－7m。由c＝fλ得：f＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3.0×108,9×10－7)Hz＝eq\f(1,3)×1015Hz其次條暗條紋到S1、S2的路程差為：Δs＝eq\f(3,2)λ＝1.35×10－6m。B組：等級性水平訓(xùn)練7．(光的雙縫干涉)(多選)關(guān)于光的干涉，下列說法正確的是()A．頻率相同的兩列光波肯定能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B．頻率不同的兩列光波不行能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象C．用單色光做雙縫干涉試驗，可視察到明暗相間等間距的條紋D．單色光從兩個狹縫到達屏上的路程差是光波長的奇數(shù)倍時出現(xiàn)暗條紋E．屏上某點到雙縫的路程差是光波長的整數(shù)倍時出現(xiàn)亮條紋答案BCE解析由干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可知A錯誤，B正確；用單色光做雙縫干涉試驗，可視察到明暗相間等間距的條紋，C正確；屏上某點到雙縫的距離差為波長整數(shù)倍時為明條紋，距離差為半波長奇數(shù)倍時為暗條紋，D錯誤，E正確。8．(光的雙縫干涉)(多選)對兩列光波在空中疊加，以下說法中正確的是()A．不同顏色的光有可能發(fā)生干涉現(xiàn)象B．不同顏色的光不行能發(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E．光的強度相同不肯定會發(fā)生干涉答案BCE解析不同顏色的光頻率不同，所以不行能發(fā)生干涉現(xiàn)象，B正確，A錯誤；光的強度不同，但仍有可能滿意相干條件發(fā)生干涉現(xiàn)象，C正確，D錯誤；光的強度相同時頻率不肯定相同，相位差也不肯定恒定，E正確。9．(光的雙縫干涉)如圖所示是探討光的雙縫干涉的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列波到達屏上時產(chǎn)生干涉條紋，已知入射激光的波長為λ，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，假如把P處的亮條紋記作0號亮紋，由P向上數(shù)，與0號亮紋相鄰的亮紋為1號亮紋，與1號亮紋相鄰的亮紋為2號亮紋，則P1處的亮紋恰好是10號亮紋。設(shè)直線S1P1的長度為δ1，S2P1的長度為δ2，則δ2－δ1等于()A．9λB．10λC．11λD．18λ答案B解析當δ2－δ1＝nλ(n＝0,1,2，…)時，出現(xiàn)亮紋，由題意知，0號亮紋時n＝0,1號亮紋時n＝1，故10號亮紋時δ2－δ1＝10λ。10．(光的雙縫干涉的應(yīng)用)煤礦中的瓦斯危害極大，簡單發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成礦工傷亡。某同學(xué)查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率，于是他依據(jù)雙縫干涉現(xiàn)象設(shè)計了一個監(jiān)測儀，其原理如圖所示：在雙縫前面放置兩個完全相同的透亮容器A、B，容器A與干凈的空氣相通，在容器B中通入礦井中的氣體，視察屏上的干涉條紋，就能夠監(jiān)測瓦斯?jié)舛?。假如屏的正中心O點變?yōu)榘导y，說明B中氣體()A．肯定含瓦斯 B．肯定不含瓦斯C．不肯定含瓦斯 D．無法推斷答案A解析假如屏的正中心O變?yōu)榘导y，而從兩列相干光源到屏的光程差恒為零，說明光經(jīng)B中氣體時波長發(fā)生改變，所以B中氣體肯定含瓦斯，A正確。11．(推斷亮、暗條紋的方法)如圖所示，在雙縫干涉試驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉試驗，問P點是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°；(3)若讓A光照耀S1，B光照耀S2，試分析光屏上能視察到的現(xiàn)象。答案(1)暗條紋(2)亮條紋(3)見解析解析(1)設(shè)A光在空氣中波長為λ1，在介質(zhì)中波長為λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m依據(jù)路程差Δr＝2.1×10－6m，所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,6×10－7)＝3.5由此可知，從S1和S2到P點的路程差是波長λ1的3.5倍，所以P點為暗條紋。(2)依據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC＝eq\f(1,n)得n＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)由此可知，B光在空