高中物理人教版4第十三章光-参赛作品

1．关于用单色光做双缝干涉实验，以下说法正确的是()A．入射光波长越长，干涉条纹间距越大B．入射光频率越高，干涉条纹间距越大C．把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小D．把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小解析：由相邻明纹或暗纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ知，入射光波长越长，干涉条纹间距越大，弄清红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫波长大小关系，故选A、C.答案：AC2．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后看不到干涉图样，这是因为()A．手电筒射出的光不是单色光B．干涉图样太细小，看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光源解析：本题虽然强调两只相同的手电筒，但它们发出的光仍然频率不同．不满足干涉产生的条件，看不到干涉图样，所以选项D正确，A、B、C都是错误的．答案：D3．光通过双缝后在屏上产生彩色条纹，若用红色和绿色玻璃板分别挡住双狭缝，则屏上将出现()A．黄色的干涉条纹 B．红绿相间的条纹C．黑白相间的条纹 D．无干涉条纹解析：有色玻璃只允许同色光通过，红光和绿光的频率不同，根据干涉的条件，不能产生干涉现象．所以选项D正确．答案：D4．用单色光做双缝干涉实验时()A．屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹B．屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是明条纹，也可能是暗条纹C．屏上的明条纹一定是两列光波的波峰与波峰相遇的地方D．屏上的明条纹是两列光波的波峰与波谷相遇的地方解析：在双缝干涉实验中屏上到双缝的路(光)程差等于波长整数倍处出现明条纹，则可能是两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇的地方，A正确，C错误．屏上到双缝的路(光)程差等于半波长整数倍处，可能是半波长的奇数倍(暗条纹)，也可能是半波长的偶数倍(明条纹)，B正确．两列光波的波峰与波谷相遇的地方，应是暗条纹，D错误．答案：AB5．如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移解析：本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移．答案：D6．某同学利用如图所示器材观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏，当他让一束阳光照射A时，屏C上并没有出现干涉条纹，他移走B后，C上出现一窄亮斑，分析实验失败的原因，最大的可能是()A．单缝S太窄 B．单缝S太宽C．S到S1和S2距离不等 D．阳光不能作为光源解析：双缝干涉中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看作是由许多个点光源沿一条线排列组成的，这里观察不到光的干涉现象是因为单缝太宽，得不到线光源．答案：B7．杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是(n为自然数，λ为光波波长)()A．在距双缝的光程差相等的点形成暗条纹B．在距双缝的光程差为nλ的点形成明条纹C．在距双缝的光程差为neq\f(λ,2)的点形成明条纹D．在距双缝的光程差为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,2)))λ的点形成暗条纹解析：在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δδ为波长的整数倍时，即Δδ＝nλ，n＝0,1,2,3，…这点为加强点，该处出现明条纹；当距离之差Δδ为半波长的奇数倍时，即Δδ＝(2n＋1)eq\f(λ,2)，n＝0,1,2,3，…这点为减弱点，该处出现暗条纹．答案：BD8．如图所示为双缝干涉实验装置示意图，其中甲图是用绿光进行实验时，光屏上观察到的条纹情况，a为中央明条纹；乙图为换用另一颜色的单色光实验时观察到的条纹情况，b为此时中央明条纹．下列说法正确的是()A．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短解析：本题主要考查读图能力，在双缝干涉实验中，相邻两条明(或暗)条纹之间的距离Δx与哪些因素有关等知识．如图可知，乙图中干涉条纹相邻两条明(或暗)条纹的间距大于甲图中的相邻两条明(或暗)条纹的间距．而在双缝干涉实验中，相邻两条明(或暗)条纹的间距Δx＝eq\f(L,d)λ，在实验的其他条件不变时，Δx与λ成正比，即相邻两条明(或暗)条纹的间距与光波的波长成正比．我们知道比绿光波长长的单色光有红光、橙光、黄光，而比绿光波长短的单色光有蓝光、靛光、紫光．既然甲图是用绿光实验时得到的干涉条纹，所以乙图就可能是用红光或橙光或黄光实验时得到的干涉条纹．所以，本题的正确选项是A项．答案：A9．线光源a发出的光波长为480nm，线光源b发出的光波长为672nm，则()A．用a做双缝实验，屏上与双缝路程差x1＝μm的P处将出现暗纹B．用b做双缝实验，P处将出现亮纹C．用a做双缝实验，屏上与双缝路程差x2＝μm的Q处将出现亮纹D．用b做双缝实验，屏上与双缝路程差x3＝μm的M处将出现亮纹解析：双缝干涉实验中，屏上到双缝的路程之差等于波长的整数倍(或半波长的偶数倍)的地方，两束光同相到达，振动加强，出现亮纹；屏上到双缝的路程之差等于半波长的奇数倍的地方，两束光反相到达，振动减弱，出现暗纹．题中两光源发出的光的半波长分别为eq\f(1,2)λ1＝eq\f(1,2)×480×10－9m＝×10－7meq\f(1,2)λ2＝eq\f(1,2)×672×10－9m＝×10－7m因为P、Q、M三处到双缝的路程差可表示为x1＝×10－6m＝7eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)λ1))x2＝×10－6m＝6eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)λ1))x3＝×10－6m＝5eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)λ2))可见，用a、b两光源做双缝实验时，屏上P处到双缝的路程差都等于半波长的奇数倍，两束光相位相反，均为暗纹，判断A正确，B错；用a做双缝实验时，屏上Q处到双缝的路程差恰等于半波长的偶数倍，Q处应为亮纹，C正确；用b做双缝实验时，屏上M处到双缝的路程差恰等于半波长的奇数倍，D不正确．答案：AC10.如图所示，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(r1－r2)应为()\f(c,2f) \f(3c,2f)\f(3c,f) \f(5c,2f)解析：出现暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为eq\f(λ,2)×(2n－1)＝eq\f(5,2)λ，而λ＝eq\f(c,f)，所以r1－r2＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，因而D是正确的．答案：D11．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间隔Δt、双缝到屏之距离L以及相邻两条明纹间距Δx.若所用激光波长为λ，试由以上物理量得出该实验所确定的物体运动速度的表达式．解析：设双缝间距为d，依题意有d＝v·Δt.相邻两条明纹间的间距Δx＝eq\f(L,d)λ.由以上两式得物体运动速度v＝eq\f(Lλ,ΔxΔt).答案：eq\f(Lλ,ΔxΔt)12．(1)若屏上的P点到双缝的距离差为×10－6m，用A光(在折射率n＝的介质中的波长为4×10－7m)照射双缝，P(2)若屏上P点到双缝的距离差为×10－6m，用B光(在某种介质中波长为×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，入射角θ2＝37°时，折射角θ1＝90°)照射双缝解析：(1)设A光在空气中波长为λ介，在介质中波长为λ介，由n＝eq\f(c,v)＝eq\f(fλ1,fλ介)＝eq\f(λ1,λ介)得λ1＝nλ介＝×4×10－7m＝6×10光程差Δr＝×10－6所以N1＝eq\f