2024年高中物理第十三章光第3节光的干涉课后课时作业含解析新人教版选修3-4

PAGE4-第3节光的干涉A组：合格性水平训练1．(双缝干涉试验)在双缝干涉试验中，双缝的作用是()A．遮住过于剧烈的光B．形成两个振动状况相同的光源C．使白光变成单色光D．使光发生折射答案B解析双缝的作用是形成两个振动状况相同的光源，得到相干光，B正确；A、C、D错误。2．(光的双缝干涉)从两只手电筒射出的光，当它们照耀到同一点时看不到干涉条纹，是因为()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晰D．两个光源是非相干光源答案D解析两只手电筒属两个各自独立发光的光源，二者发出的光频率不肯定相同，是非相干光，因此它们照耀到同一点时不发生干涉，因此无干涉条纹，A、B、C错误，D正确。3．(光的双缝干涉)(多选)已知白光中含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，其波长依次减小。在杨氏双缝干涉试验中假如()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照耀一条狭缝，用紫光照耀另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用白光作为光源，屏上将呈现彩色的条纹答案BD解析用白光作为杨氏双缝干涉试验的光源，屏上将呈现彩色条纹，A错误，D正确；用红光作为光源，屏上将呈现相间的红色条纹与暗条纹(即黑条纹)，B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错误。4．(出现亮、暗条纹的条件)(多选)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的点形成暗条纹答案BD解析在双缝干涉试验中，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。B、D正确。5．(光的双缝干涉)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。在此时刻，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点为某中间状态相叠加点。假如把屏分别放在A、B、C三个位置，那么()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位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件确定D．以上结论都不对答案A解析本题中，A、B、C三点总是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹。另外，要特殊留意波谷与波谷相遇的点(图中B点)振动也是加强的，不要以为B点是暗的。6．(光的双缝干涉)如图所示，在某次双缝干涉试验中，Q处是中心亮条纹P往上数的第一条亮条纹，已知从S1和S2发出的两束相干光到Q处的路程差是9×10－7m，则试验所用的单色光的频率是多少？其次条暗条纹到双缝的路程差为多少？答案eq\f(1,3)×1015Hz1.35×10－6m解析由于Q是第一条亮条纹所以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其次条暗条纹到S1、S2的路程差为：Δs＝eq\f(3,2)λ＝1.35×10－6m。B组：等级性水平训练7．(光的双缝干涉)(多选)关于光的干涉，下列说法正确的是()A．频率相同的两列光波肯定能产生干涉现象B．频率不同的两列光波不行能产生干涉现象C．用单色光做双缝干涉试验，可视察到明暗相间等间距的条纹D．单色光从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹E．屏上某点到双缝的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹答案BCE解析由干涉现象产生的条件可知A错误，B正确；用单色光做双缝干涉试验，可视察到明暗相间等间距的条纹，C正确；屏上某点到双缝的距离差为波长整数倍时为明条纹，距离差为半波长奇数倍时为暗条纹，D错误，E正确。8．(光的双缝干涉)(多选)对两列光波在空中叠加，以下说法中正确的是()A．不同颜色的光有可能发生干涉现象B．不同颜色的光不行能发生干涉现象C．光的强度不同有可能发生干涉现象D．光的强度不同不行能发生干涉现象E．光的强度相同不肯定会发生干涉答案BCE解析不同颜色的光频率不同，所以不行能发生干涉现象，B正确，A错误；光的强度不同，但仍有可能满意相干条件发生干涉现象，C正确，D错误；光的强度相同时频率不肯定相同，相位差也不肯定恒定，E正确。9．(光的双缝干涉)如图所示是探讨光的双缝干涉的示意图，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产生干涉条纹，已知入射激光的波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，假如把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，则P1处的亮纹恰好是10号亮纹。设直线S1P1的长度为δ1，S2P1的长度为δ2，则δ2－δ1等于()A．9λB．10λC．11λD．18λ答案B解析当δ2－δ1＝nλ(n＝0,1,2，…)时，出现亮纹，由题意知，0号亮纹时n＝0,1号亮纹时n＝1，故10号亮纹时δ2－δ1＝10λ。10．(光的双缝干涉的应用)煤矿中的瓦斯危害极大，简单发生瓦斯爆炸事故，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干净空气的折射率，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与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，视察屏上的干涉条纹，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．无法推断答案A解析假如屏的正中心O变为暗纹，而从两列相干光源到屏的光程差恒为零，说明光经B中气体时波长发生改变，所以B中气体肯定含瓦斯，A正确。11．(推断亮、暗条纹的方法)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点是亮条纹还是暗条纹？(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光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)若让A光照耀S1，B光照耀S2，试分析光屏上能视察到的现象。答案(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析解析(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m依据路程差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，从S1和S2到P点的路程差是波长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