人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉综合训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册3 光的干涉综合训练题，共7页。试卷主要包含了如图所示,某同学做双缝干涉实验等内容，欢迎下载使用。
题组一 光的双缝干涉
1.(2024江西南昌高二月考)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
2.(2024浙江嘉兴高二月考)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
3.(2024河北石家庄高二月考)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( )
A.B.C.D.
题组二 干涉条纹和光的波长之间的关系
4.(2024天津滨海新区期末)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有( )
A.增大双缝之间的距离
B.减小双缝到屏的距离
C.改用红光作为入射光
D.改用蓝光作为入射光
5.(多选)(2024浙江绍兴高二月考)a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示,若只将a光换成b光照射同一干涉仪,形成的光的干涉图样如图乙所示,则下列叙述正确的是( )
A.a光的频率较大
B.b光的频率较大
C.a光的波长较大
D.b光的波长较大
6.(2024福建三明高二月考)如图所示,某同学做双缝干涉实验。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.所产生干涉条纹间距变小,中央亮条纹的位置上移
B.所产生干涉条纹间距不变,中央亮条纹的位置上移
C.所产生干涉条纹间距变小,其中央亮条纹的位置下移
D.所产生干涉条纹间距不变,其中央亮条纹的位置下移
题组三 薄膜干涉
7.(2024安徽淮北高二月考)铁丝圈上附有肥皂膜,竖直放置时,肥皂膜上的彩色条纹上疏下密,由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是( )
8.(多选)(2024山东东营高二月考)肥皂膜的干涉条纹如图所示,条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是( )
A.过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是标准梯形
B.肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹
C.肥皂膜从形成到破裂,条纹的宽度和间距不会发生变化
D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°,条纹也会跟着转动90°
B组关键能力提升练
9.(2024江苏徐州高二月考)研究光的双缝干涉的示意图如图所示,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。已知入射激光的波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮条纹,由P向上数,与0号亮条纹相邻的亮条纹为1号亮条纹,与1号亮条纹相邻的亮条纹为2号亮条纹,则P1处的亮条纹恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为δ1,S2P1的长度为δ2,则|δ1-δ2|等于( )
A.9λB.10λ
C.11λD.20λ
10.(2024浙江湖州高二月考)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是( )
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
11.(2024福建龙岩高二月考)在双缝干涉实验中,光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差Δs1=0.75 μm,光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差Δs2=1.5 μm。如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝,则( )
A.P点出现亮条纹,Q点出现暗条纹
B.Q点出现亮条纹,P点出现暗条纹
C.两点均出现亮条纹
D.两点均出现暗条纹
12.(多选)(2024安徽蚌埠高二月考)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法正确的是( )
A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.增大薄片的厚度,条纹间距变小
D.观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的另一侧
C组核心素养拔高练
13.(2024福建宁德高二月考)在用双缝干涉实验测量光的波长时,选用波长为6.0×10-7 m的橙光,光屏上P点恰好出现亮条纹,如图所示,现仅改用其他颜色的可见光做实验,P点是暗条纹。已知可见光的频率范围是3.9×1014~7.5×1014 Hz,真空中的光速c=3.0×108 m/s,则入射光的波长可能是( )
A.8.0×10-7 m
B.4.8×10-7 m
C.4.0×10-7 m
D.3.4×10-7 m
参考答案
分层作业27 光的干涉
1.D 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D正确。
2.D 解析 题中两光源发出的光都是白光,频率不确定,A错误。光的强度对光是否产生干涉没有影响,B错误。光速在真空中是确定的,对光的干涉无影响,C错误。题中的是两个独立光源,二者产生的不是相干光,D正确。
3.D 解析 出现第3条暗条纹,说明S1、S2到P点距离之差为(2n-1)=(2×3-1)=λ,而λ=,所以|r1-r2|=λ=,故D正确。
4.C 解析 光的干涉现象中,条纹间距公式Δx=λ,即干涉条纹间距与入射光的波长成正比,与双缝到屏的距离成正比,与双缝间距离成反比。增大双缝之间的距离,条纹间距减小,故A错误;减小双缝到屏的距离,条纹间距减小,故B错误;改用红光作为入射光,红光波长大于黄光波长,则条纹间距增大,故C正确;改用蓝光作为入射光,蓝光波长小于黄光波长,则条纹间距减小,故D错误。
5.BC 解析 由图可知,a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,同样的干涉装置,根据公式Δx=λ可知,波长越大,间距越大,所以a光的波长较大,b光的波长较小;根据公式f=可知,光速相同,波长越大,频率越小,所以a光的频率较小,b光的频率较大,故B、C正确。
6.D 解析 在双缝干涉实验中,若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动到S',通过双缝S1、S2的光仍是相干光,仍可产生干涉条纹,中央亮纹的位置经过S1、S2到单缝的路程差仍等于0,因S'S1S2P',中央亮条纹的位置略向下移,如图所示。
根据Δx=λ,装置没有发生变化,入射光也没有变化,则所产生干涉条纹间距不变,故D正确。
7.C 解析 薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹,在复色光时,出现彩色条纹,由于重力作用,肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大,从而使干涉条纹上疏下密,由于表面张力的作用,使得肥皂膜向内凹陷,故C正确,A、B、D错误。
8.AB 解析 肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚,因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形,A正确;薄膜干涉是等厚干涉,其原因为肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹,B正确;形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点,肥皂膜从形成到破裂的过程上面越来越薄,下面越来越厚,因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化,条纹宽度和间距发生变化,C错误;将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°,由于重力、表面张力等的作用,肥皂膜的形状和厚度会重新分布,因此并不会跟着旋转90°,D错误。
9.B 解析 出现亮条纹的条件是光程差|δ1-δ2|=nλ,n=0时,出现0号亮条纹;n=1时,出现1号亮条纹……n=10时,出现10号亮条纹,故B正确。
10.B 解析 改变条件后亮条纹之间的间距变大,由Δx=λ可知,要使Δx增大,可增大双缝到光屏之间的距离l,C错误;减小双缝之间的距离d,B正确;换用波长更长,即频率更低的单色光源,D错误;改变光源到单缝的距离不会改变Δx,A错误。
11.B 解析 由c=λf知黄光的波长为λ=m=0.5μm,双缝到P点的光程差与黄光的半波长之比为=3,即为半波长的奇数倍,所以P点出现暗条纹。双缝到Q点的光程差与黄光的半波长之比为=6,即为半波长的偶数倍,所以Q点出现亮条纹。
12.AC 解析 根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气膜上下表面反射的两列光叠加而成的,当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,故A正确,B错误;当增大薄片的厚度,即增大空气薄层的厚度,导致同级的光程差的间距变小,则干涉条纹间距会变小,故C正确;因相干光是反射光,故观察薄膜干涉时,应在入射光的同一侧,故D错误。
13.B 解析 光源发射波长为6.0×10-7m的橙光时,光屏上的P点恰是第二级亮条纹,当路程差是光波波长的整数倍时,出现亮条纹,则有光程差Δd=2×6.0×10-7m=12×10-7m
现改用其他颜色的可见光做实验,路程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹,光屏上的P点是暗条纹的位置,那么
·n=Δd=12×10-7m(n=1,3,5…)
当n=1时,则λ1=24×10-7m
由f=可知,f1=1.25×1014Hz
当n=3时,则λ2=8×10-7m
由f=可知,f2=3.75×1014Hz
当n=5时,则λ3=4.8×10-7m
由f=可知,f3=6.25×1014Hz
当n=7时,则λ4=3.43×10-7m
依据f=可知,f4=8.75×1014Hz,故B正确,A、C、D错误。