2021年新课标版物理选修3-4双基限时练15-光的干涉.docx

双基限时练(十五)　光的干涉
1．关于杨氏试验，下列说法中错误的是(　　)
A．单色光通过小孔后射向两个靠得很近的小孔可作为状况总是相同的波源
B．两波源发出的光波在波谷与波谷叠加的地方，光相互抵消或者减弱，屏上消灭暗条纹
C．两个波源发出的光波在波峰与波峰叠加的地方，光相互加强，屏上消灭亮条纹
D．两波源发出的光波在波峰与波谷叠加的地方，光相互抵消或减弱，屏上消灭暗条纹
解析　在杨氏试验中，两个狭缝的光源来自同一光源，具有频率、相位和振动方向相同，具备干涉条件，所以通过两个狭缝的光在屏上叠加，波峰和波峰叠加的地方，波谷和波谷叠加的地方，光相互加强，屏上消灭亮条纹，波纹和波谷叠加的地方，光相互抵消或减弱，形成暗条纹，所以B选项说法错误．
答案　B
2．如图所示的杨氏双缝干涉的试验中，假如光屏上的P点是亮条纹，那么光波从缝S1、S2到P的光程差Δs应是(　　)

A．波长的整数倍
B．半波长的整数倍
C．只是波长的奇数倍
D．只是半波长的奇数倍
解析　在杨氏双缝干涉的试验中，S1、S2两缝发出的光具备干涉条件，P点是亮条纹，则P点是两列光在P点叠加过程中相互加强，光程差Δs应为半波长的偶数倍，即波长的整数倍．
答案　A
3．下列关于双缝干涉试验的说法中正确的是(　　)
A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B．双缝的作用是获得两个振动状况相同的相干光源
C．光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处消灭暗条纹
D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生
解析　在双缝干涉试验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动状况完全相同的相干光源，故选项A错误，B正确．光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处消灭暗条纹，选项C错误．两列光波只要相遇就会叠加，满足相干条件就能发生干涉，所以在双缝与光屏之间的空间也会发生光的干涉，用光屏接收只是为了肉眼观看的便利，故选项D错误．
答案　B
4．用一束单色光做杨氏双缝干涉试验，经双缝后光照射到光屏上，可观看到的图象是下图中的(　　)
A
　　　B

C
　　　D
答案　D
5．在双缝干涉试验中，下列说法正确的是(　　)
A．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽
C．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象
D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定
5．由两只手电筒射出的光，当它们照射到同一点时看不到干涉条纹，是由于(　　)
A．手电筒射出的光不是单色光
B．四周环境的漫反射光太强
C．干涉图样太细小看不清楚
D．两个光源是非相干光源
解析　两个手电筒发出的光是由两个独立光源发出的光，它们不具备相干条件，所以在两个光源照到同一位置，也看不到干涉条纹，选项D正确．
答案　D
6．(多选题)杨氏双缝干涉试验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ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nλ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
D．在距双缝的路程差为(n＋)λ的点形成暗条纹
解析　光程差是半波长的偶数倍，则消灭亮条纹，光程差是半波长的奇数倍，则消灭暗条纹，故B、D选项正确．
答案　BD
7.

如图所示为双缝干涉试验装置，当使用波长为6×10－7 m的橙色光做试验时，光屏中心P点及其上方的P1点形成两条相邻的亮纹，若使用波长为4×10－7 m的紫光重复上述试验，在P和P1点形成的亮、暗纹的状况是(　　)
A．P和P1都是亮纹
B．P是亮纹，P1是暗纹
C．P是暗纹，P1是亮纹
D．P和P1都是暗纹
解析　在P点均是亮条纹，P1点对橙光是亮条纹，则光程差s＝1×λ橙＝6×10－7 m．对紫光s＝1.5λ紫，故P1点对紫光为暗条纹，故B选项正确．
答案　B

8．煤矿中的瓦斯危害极大，简洁发生瓦斯爆炸事故，造成矿工伤亡．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于洁净空气的折射率，于是他依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亮     容器A、B，容器A与洁净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观看屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度．假如屏的正中心O点变为暗纹，说明B中气体(　　)
A．肯定含瓦斯 B．肯定不含瓦斯
C．不肯定含瓦斯 D．无法推断
解析　假如屏的正中心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中气体肯定含瓦斯，A正确．
答案　A

9．(多选题)用波长为λ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为相邻亮条纹的位置，c为中心亮条纹，则(　　)
A．O到达a、b的路程差为零
B．M、N到达b的路程差为λ
C．O到达a、c的路程差为4λ
D．M、N到达e的路程差为2λ
解析　振动全都的两光源在空间发生干涉，得到亮条纹的条件满足某双缝到某点的路程差Δx＝nλ(n＝0,1,2,3…)，故B、D正确．
答案　BD
10．S1、S2为两个相干光源，发出的光的频率为7.5×1014 Hz，光屏上A点与S1、S2的光程差为1.8×10－6 m.
(1)若S1、S2的振动步调完全全都，则A点消灭什么条纹？
(2)若S1、S2的振动步调完全相反，则A点消灭什么条纹？
解析　(1)由c＝λf，得λ＝＝ m
＝4×10－7 m.
光程差s＝1.8×10－6 m，则＝＝
若S1、S2振动步调全都，则在A点产生暗条纹．
(2)若S1、S2两光源振动步调完全相反，光程差是半波长的奇数倍，则在A点刚好两列波相互加强，消灭亮条纹．
答案　(1)暗条纹
(2)亮条纹
11．光纤通信是70年月以后进展起来的新兴技术，世界上很多国家都在乐观争辩和进展这种技术．放射导弹时，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放射装置之间，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0.85μm的单色光．上行光信号是铟镓砷磷发光二极管放射的在纤芯中波长为1.06μm的单色光．这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出把握指令，导弹就犹如长“眼睛”一样盯住目标．依据以上信息，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？(已知光纤纤芯的折射率为1.47)
(2)为什么上行光信号和下行光信号要接受两种不同频率的光？
解析　(1)设信号频率为f，真空中的波长为λ0，c＝λ0f，
光在纤芯中的频率仍为f，波长为λ，
则光在纤芯中的速度v＝λf，
又n＝，可以得出：λ0＝nλ＝1.47×1.06μm＝1.56μm.
(2)上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而相互干扰．
答案　(1)1.56μm　　(2)见解析