2024-2025学年高中物理第四章光3光的干涉课时作业含解析新人教版选择性必修第一册

PAGEPAGE6课时作业17光的干涉1．下列关于双缝干涉试验的说法正确的是(B)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出现暗条纹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：单缝的作用是获得频率保持不变的光源，双缝的作用是获得振动状况和频率均相同的两个光源，故A错误，B正确；光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹，光屏上距两缝的路程差等于半波长的偶数倍处出现明条纹，故C错误；两列光波只要相遇就会叠加，满意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，故D错误．2．(多选)双缝干涉试验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点处出现距O点最近的第一条亮条纹，假如将入射的绿光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是(AB)A．O点出现红光的亮条纹B．O点上方距O点最近的红光的第一条亮条纹在P点的上方C．O点不出现蓝光的亮条纹D．O点上方距O点最近的蓝光的第一条亮条纹在P点的上方解析：由于O点到双缝的光程差为零，所以出现各种色光的亮条纹，A正确，C错误；P点处出现O点上方距O点最近的绿光的第一条亮条纹，而红光的波长大于绿光的波长，则红光的干涉条纹间距大于绿光的干涉条纹间距，B正确；同理，蓝光的干涉条纹间距小于绿光的干涉条纹间距，D错误．3．用一束单色光做杨氏双缝干涉试验，经双缝后光照耀到光屏上，可视察到的图像是图中的(D)解析：双缝干涉看到的干涉图样是平行等距、明暗相间的条纹，故选D.4.用图所示的装置来视察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是(A)A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动状况总是相同的光源B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处肯定是亮条纹D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等解析：此试验是通过分光法获得干涉光源，所以A正确；白光的干涉条纹是彩色的，不是黑白相间的，选项B错误；屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时，该处应是暗纹，选项C错误；相邻亮纹间距等于相邻暗条纹间距，选项D错误．故选A.5．用波长为λ的平行单色光照耀双缝，在光屏上偏离中心的P点处恰好出现亮条纹，则(C)A．改用波长为2λ的平行单色光照耀双缝，P点处肯定出现亮条纹B．改用波长为2λ的平行单色光照耀双缝，P点处肯定出现暗条纹C．改用波长为eq\f(λ,2)的平行单色光照耀双缝，P点处肯定出现亮条纹D．改用波长为eq\f(λ,2)的平行单色光照耀双缝，P点处肯定出现暗条纹解析：P点处恰好出现亮条纹，说明P点到两狭缝的光程差等于波长λ的整数倍．改用波长为2λ的平行单色光照耀双缝，P点到两狭缝的光程差不肯定等于波长2λ的整数倍，选项A、B错误；改用波长为eq\f(λ,2)的平行单色光照耀双缝，P点到两狭缝的光程差肯定等于波长eq\f(λ,2)的整数倍，P点处肯定出现亮条纹，选项D错误，C正确．6．如图所示是双缝干涉试验装置，运用波长为600nm的橙色光源照耀单缝S，在光屏中心P点视察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮纹中心(即P1到S1、S2的光程差为一个波长)，现换用波长为400nm的紫色光源照耀单缝，则(B)A．P点和P1点仍为亮条纹B．P点为亮条纹，P1点为暗条纹C．P点为暗条纹，P1点为亮条纹D．P、P1点均为暗条纹解析：从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成两束相干光，由题意屏中心P点到S1、S2距离相等，即由S1、S2分别射出的光到P点的路程差为零，因此是亮纹中心，因而，无论入射光是什么颜色的光，波长多大，P点都是中心亮纹中心．而P1点到S1、S2的光程差刚好是橙色光的一个波长，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙，则两列光波到达P1点振动状况完全一样，振动得到加强，因此出现亮条纹．当换用波长为400nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600nm＝3λ紫/2，则两列光波到达P1点时振动状况完全相反，即由S1、S2射出的光波到达P1点时相互减弱，出现暗条纹．综上所述，B正确．7．如图所示，在双缝干涉试验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉试验，问P(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B答案：(1)暗条纹(2)亮条纹解析：(1)设A光在空气中波长为λ1，在折射率为n＝1.5的介质中波长为λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－依据光程差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，从S1和S2到P点的光程差是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹．(2)依据临界角与折射率的关系sinC＝eq\f(1,n)得n＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)由此可知，B光在空气中的波长为λ3＝nλ介＝eq\f(5,3)×3.15×10－7m＝5.25×10－7m由光程差Δr和波长的关系N2＝eq\f(Δr,λ3)＝eq\f(2.1×10－6,5.25×10－7)＝4.可见，用B光为光源，P点为亮条纹．1．以下光源可作为相干光源的是(D)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．出自一个点光源的两束光解析：作为相干光源的条件是频率相同、振动方向相同、相位差恒定．比照这个条件分析即可．从不同光源发出的光频率不肯定相同，相位差也不恒定，所以不能作为相干光源．故A、B、C错误；相干光源必需满意频率相同、振动方向相同、相位差恒定，出自一个光源的两束光符合条件，故D正确．2．关于光的干涉的说法正确的是(C)A．在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的B．在双缝干涉现象里，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽C．只有频率相同的两列光波才能产生干涉D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定解析：双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是相等的，故A错误；由Δx＝eq\f(l,d)λ，紫光的波长小于红光，故在双缝干涉现象中，把红光变成紫光，相邻两个亮条纹间距将变小，故B错误；只有频率相同的两列光波才能产生干涉现象，故C正确；频率不同的两列光波，不能产生干涉现象，但可叠加，故D错误．故选C.3．在双缝干涉试验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照耀双缝，则P点出现亮、暗条纹的状况是(C)A．用单色光f1和f2分别照耀时，均出现亮条纹B．用单色光f1和f2分别照耀时，均出现暗条纹C．用单色光f1照耀时出现亮条纹，用f2照耀时出现暗条纹D．用单色光f1照耀时出现暗条纹，用f2照耀时出现亮条纹解析：单色光f1的波长：λ1＝eq\f(c,f1)＝eq\f(3×108,5.0×1014)m＝0.6μm，单色光f2的波长：λ2＝eq\f(c,f2)＝eq\f(3×108,7.5×1014)m＝0.4μm.因为P点到双缝的距离之差δ＝0.6μm＝λ1，所以用单色光f1照耀时P点出现亮条纹．因为δ＝0.6μm＝eq\f(3,2)λ2，所以用单色光f2照耀时P点出现暗条纹，故正确答案为C.4．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．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相对于双缝干涉试验中的双缝，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．试验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏的距离l以及相邻两条亮纹间距Δx.若所用激光波长为λ，则该试验确定物体运动速度的表达式是(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：依据题目条件，vΔt相当于双缝间距，即d＝vΔt，由Δx＝eq\f(l,d)λ知：Δx＝eq\f(l,vΔt)λ，v＝eq\f(lλ,ΔxΔt)，故选B.5．物理学原理在现代科技中有很多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机着陆的导航．如图所示，两个可放射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉试验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机着陆过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是(C)A．天线发出的两种无线电波必需一样强B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D．两种无线电波各自由空间的强弱分布完全重合解析：天线发出的两种无线电波各自与另一天线发出的同一波长的电波发生干涉，故两种无线电波没关系，A项错误；两种无线电波传播的速度(光速)相同，由c＝λf知，波长不同，则频率不同，故两种无线电波不会发生干涉，B项错误；两种无线电波各自发生干涉，因此在空间的强弱分布稳定，天线连线的中垂线上都是加强点，故C项正确、D项错误．6．如图所示是单色光双缝干涉试验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态．假如把屏分别放在A、B、C三个位置，那么(A)A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．B位置出现暗条纹C．C位置出现亮或暗条纹是由其他条件确定的D．以上结论都不对解析：A、B、C三位置到S1、S2的路程差均为零，是半波长的偶数倍，所以都出现亮条纹，故应选A.7．S1、S2为两个相干光源，它们发出的光的频率为7.5×1014Hz，光屏上A点与S1、S2的路程差为1.8×10－6m．若S1、S