2017_2018学年高中物理第十三章光13.3光的干涉检测新人教版选修3_.doc

13.3 光的干涉新提升课时作业基础达标1由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象这是因为()A两个光源发出光的频率不同B两个光源发出光的强度不同C两个光源的光速不同D这两个光源是彼此独立的，不是相干光源【解析】本题考查相干光的条件，题中两光源发出的光都是白光，频率不确定没法比较，选项A错误光的强度对光是否干涉没有影响，所以B错误光速在真空中是确定的，它对光的干涉也没影响，选项C错误题中是两个独立光源，根据物体的发光机理(原子跃迁)，二者产生的不是相干光，选项D正确【答案】D2以下光源可作为相干光源的是()A两个相同亮度的烛焰B两个相同规格的灯泡C双丝灯泡D出自一个单色光源的一束光所分成的两列光【解析】两个光源发出的光要产生干涉，它们的频率必须相同，相位差恒定，而且振动方向相同相同亮度的烛光频率不一定相同，故A项错；相同规格的灯泡发出的光频率不一定相同，B错；双丝灯泡上，不同的发光点所发出的光的频率也不一定相同，C项错；把同一束光线再分成两列光，能够确保这两列光波(视为新光源)的频率相同，相位差恒定，振动情况相同，所以D项正确【答案】D3(多选)对于光波和声波，正确的说法是()A它们都能在真空中传播B它们都能产生反射和折射C它们都能产生干涉D声波能产生干涉而光波不能【解析】它们都具备波所具有的特征，即反射、折射、干涉等现象，光能在真空中传播，而声波不能在真空中传播【答案】BC4用一束单色光做杨氏双缝干涉实验，经双缝后光照射到光屏上，可观察到的图象是图中的()【解析】在双缝干涉现象里，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，所以D对【答案】D5(多选)在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距双缝的路程相等的点形成暗条纹B距双缝的路程差为n的点形成亮条纹C距双缝的路程差为n的点形成亮条纹D距双缝的路程差为的点形成暗条纹【解析】光屏上距两缝的路程差为半波长的奇数倍处出现暗纹，D对，路程差为波长的整数倍出现亮纹，B对【答案】BD6如图所示为双缝干涉实验装置当使用波长为6107 m的橙色光做实验时，光屏上的P点及其上方的P1点形成两条相邻的明纹若使用波长为4107 m的紫光重复上述实验，在P点和P1点形成的明、暗纹情况是()AP和P1都是明纹 BP是明纹，P1是暗纹CP是暗纹，P1是明纹 DP和P1都是暗纹【解析】根据形成明、暗条纹的条件可知：无论换用哪种波长的色光、波程差，rPS1PS20，故P点总是明纹橙色光在P1点形成第一级明纹，有P1S2P1S1n16107 m6107 m，这对紫光来说：P1S2P1S11.5紫，故P1为暗纹【答案】B7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)图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短【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【答案】A8如右图所示，在某次双缝干涉实验中，Q处是中央亮条纹P往上数的第一条亮纹，已知从S1和S2发来的两束相干光到Q处的路程差是9107 m，则实验所用的单色光的频率是多少？第二条暗纹到两双缝的路程差为多少？【解析】第一条亮纹到双缝的路程差应等于光波的波长，故可知该单色光的波长9107 m.由波长、波速和频率的关系可知该单色光的频率f Hz3.31014 Hz.第一条暗纹到双缝的路程差等于，第二条暗纹到双缝的路程差等于，即1.35106 m.【答案】3.31014 Hz1.35106 m9用单色光做双缝干涉实验，已知屏上一点P到双缝的路程差1.5106 m，当单色光波长10.5106 m，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长20.6106 m时，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？【解析】由双缝干涉出现明、暗条纹的条件，即S2PS1Pn(n0，1，2，3，)时，产生亮条纹；当S2PS1P(n0，1，2，3，)时，产生暗条纹当10.5106 m时，S2PS1Pn1，解得n3，故P点为亮条纹当20.6106 m时，S2PS1P(2n1)/2，解得n2，故P点为暗条纹，且中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹【答案】P为亮条纹2条能力提升1在用单色光做双缝干涉实验中，屏中央(到两缝距离相等处)是亮条纹，称为第零级亮条纹，紧靠中央亮纹的暗纹称为第一级暗纹，那么()A第三级暗纹到两缝距离差为波长的1.5倍B第三级亮纹到两缝距离差为波长的1.5倍C第三级亮纹到两缝距离之差为波长的2倍D第三级亮纹到两缝距离差为波长的3倍【解析】如图所示，(1)产生亮纹的条件：rr2r1k(k0,1,2,3，)第三级亮纹：k3，则r3，故D项正确，B、C两项错误(2)产生暗纹的条件：rr2r1(2k1)(k1,2,3，)第三级暗纹：k3，则r(231)2.5，故A项错误【答案】D2.2005年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三位科学家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()A5 B10C20 D40【解析】屏上某处出现亮条纹的条件：该点到双缝的距离差r2r1k，其中k0,1,2且k0对应P处亮纹为第0号亮纹，k1、2分别记为第1号、第2号亮纹，那么同理可知，第10号亮纹对应的k10，即r2r110，故只有B项正确【答案】B3如右图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差r1r2应为()Ac/2f B3c/2fC3c/f D5c/2f【解析】出现暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为(2n1)而，所以r1r2，因而D是正确的【答案】D4.2014年7月23日湘煤嘉禾矿业发生瓦斯爆炸事故煤矿中的瓦斯危害极大，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【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【答案】A51801年，托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜S经平面镜反射后的光与直接发出的光在屏上相交，已知两列光波到屏上P的路程差r1.5106 m，当单色光波10.5 m时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若色光波长20.6 m呢？【解析】由题意知，当10.5 m时，r131，满足波长的整数倍，在P点形成亮条纹；当20.6 m，r22，满足半波长的奇数倍，在P点形成暗条纹【答案】亮条纹暗条纹- 6 -