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课时测评14 光的干涉
(时间:30分钟 满分:40分)
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(选择题1-5题,每题4分,6~9题,每题5分,共40分)
1.关于光的干涉,下列说法中正确的是( )
A.在双缝干涉现象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的
B.在双缝干涉现象中,把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光,相邻两个亮条纹间距将变宽
C.在双缝干涉现象中,将绿光换成红光,相邻两个亮条纹间距将变宽
D.在双缝干涉现象中,入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫
答案:C
解析:在双缝干涉观象中,相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的,故A错误;入射光的波长越长,相邻两个亮条纹的间距越大,故B错误,C正确;由于各色光条纹间距不同,且红光条纹最宽,紫光条纹最窄,故彩色条纹应为内紫外红,D错误。
2.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象,其中A为单缝屏,B为双缝屏,C为光屏。当让一束阳光照射A屏时,C屏上并没有出现干涉条纹,移走B后,C上出现一窄亮斑,分析实验失败的原因可能是( )
A.单缝S太窄
B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不相等
D.阳光不能作为光源
答案:B
解析:双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,而线光源可以看成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由于单缝太宽,得不到线光源,故B正确。
3.(多选)分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验,已知λ红>λ紫,在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δy1和Δy2,则( )
A.Δy1<Δy2
B.Δy1>Δy2
C.若双缝间距d减小,而其他条件保持不变,则Δy增大
D.若双缝间距d减小,而其他条件保持不变,则Δy不变
答案:BC
解析:由Δy=λ,λ红>λ紫,得Δy1>Δy2。当双缝间距d减小,其他条件不变时,条纹间距Δy应增大。故选B、C。
4.从点光源L发出的白光,经过透镜后成一平行光束,垂直照射到挡板P上,板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2,如图所示,在屏Q上可看到干涉条纹,图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点,则( )
A.干涉条纹是黑白的,O点是亮点
B.干涉条纹是黑白的,O点是暗点
C.干涉条纹是彩色的,O点是亮点
D.干涉条纹是彩色的,O点是暗点
答案:C
解析:白光是复色光,通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹,由题意知OS1=OS2,即光程差等于零,在O点振动加强,形成亮点,A、B、D错误,C正确。
5.如图甲所示的是双缝干涉实验的装置示意图。图乙为用绿光进行实验时,在屏上观察到的条纹情况,a为中央亮条纹,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;若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长,紫光的波长最短。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
答案:A
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。由本题的条件可确定另一种颜色的单色光比绿光的波长长,因此A正确,B、C、D错误。
6.如图所示的是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置,所用单色光是用普通光通过滤光片产生的,检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )
A.a的上表面和b的下表面
B.a的上表面和b的上表面
C.a的下表面和b的上表面
D.a的下表面和b的下表面
答案:C
解析:干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉,这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层。在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉,观察干涉后形成的条纹是否为平行直线,可以断定厚玻璃板的上表面是否平整。故C正确。
7.(多选)如图所示的是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心,若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则下列说法正确的是( )
A.屏上的干涉条纹的间距将变大
B.屏上的O点可能出现喑条纹
C.屏上的P1位置仍然可能为亮条纹的中心
D.屏上的P1位置可能为暗条纹的中心
答案:AD
解析:根据公式Δy=λ可知,若将双缝间的距离变小,即d变小,其他条件不变,则条纹间距变大,所以P1到双缝的路程差小于一个波长,不可能还是亮条纹的中心,但可能为暗条纹的中心,故A、D正确,C错误;双缝干涉实验中,若将双缝间的距离变小,屏上的O点仍然为中央亮条纹的中心,B错误。
8.(多选)把一个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),这时可以看到明暗相间的条纹,下面关于条纹的说法中正确的是( )
A.将薄片向着劈尖方向移动使劈角变大时,条纹变疏
B.将上玻璃板平行上移,条纹远离劈尖方向移动
C.将上玻璃板平行上移,条纹向着劈尖方向移动
D.将薄片远离劈尖方向移动使劈角变小时,条纹变疏
答案:CD
解析:劈角变小时,由于形成亮条纹(或暗条纹)的两束光间的路程差恒定,当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大,如图所示,因此干涉条纹变疏,A错误,D正确;将上玻璃板平行上移,路程差变大,条纹向着劈尖方向移动,B错误,C正确。
9.如图所示的装置可以发生光的干涉现象,S为单色光源,M为宽度一定的单面镜。S发出的光通过单面镜反射在光屏上,与S直接发出的光在光屏上发生干涉。若光源S到单面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L,光的波长为λ。下列说法正确的是( )
A.相邻两条亮条纹的中心间距Δy=λ
B.光屏上的条纹关于平面镜上下对称
C.若将平面镜M右移一些,亮条纹数量不变
D.若将平面镜M左移一些,相邻亮条纹间距不变
答案:D
解析:从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光,是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,所以SS'之间的距离为2a,而光源S到光屏的距离可以看作双缝屏到光屏的距离L,根据双缝干涉的相邻两条亮条纹或暗条纹中心间距公式可得Δy= λ,A错误;因光线不可能到达平面镜下方,可知光屏上的条纹只在平面镜的水平线上方,B错误;如图,若将平面镜M右移一些,从S发出的射到光屏的光的范围减小,则亮条纹数量减小,C错误;若将平面镜M左移一些,SS'之间的距离不变,L不变,则相邻亮条纹间距不变,D正确。故选D。
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