2018学年高中物理选修3-4学业分层测评12 光的干涉 含

学业分层测评(十二)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．在双缝干涉实验中，下列说法正确的是()
A．相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的
B．把入射光由红光换成紫光，相邻两明条纹间距变宽
C．只有频率相同的两列光才能发生明显的干涉现象
D．频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定
E．增加双缝到光屏之间的距离，条纹间距变大
【解析】在干涉中，相邻两明条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A正确；入射光波长越大，条纹间距越大，入射光由红光换成紫光，波长变短，相邻两明条纹间距变窄，B错；只有频率相同的两列光才能发生干涉现象，C正确，
D错误；根据Δy＝l
dλ，E正确．
【答案】ACE
2．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．在距双缝的路程相等的点形成暗条纹
B．在距双缝的路程差为nλ的点形成亮条纹
C．在距双缝的路程差为n λ
2的点形成亮条纹
D．在距双缝的路程差为(n＋1
2)λ的点形成暗条纹
E．在距离双缝的路程差恰好是一个波长时，形成亮条纹
【解析】在双缝干涉实验中，当某处距双缝距离之差Δx为波长的整数倍时，即Δx＝kλ，k＝0,1,2,3，…这些点为加强点，该处出现亮条纹；当某处距双
缝距离之差Δx为半波长的奇数倍时，即Δx＝(2k＋1)λ
2，k＝0,1,2,3，…这些点为减弱点，该处出现暗条纹；故选项B、D正确，A、C错误．路程差恰好是一个波长时出现亮条纹，E正确．
【答案】BDE
3．下列现象中，属于光的干涉现象的是()
【导学号：78510056】A．雨后马路上油膜呈彩色
B．肥皂泡在阳光下呈现出彩色
C．阳光通过三棱镜形成彩色光带
D．单色光通过双缝时形成明暗相间条纹
E．室内同时打开两盏电灯，灯光变亮
【解析】阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散现象，C错误．室内打开两盏电灯，不符合干涉条件，E错误，故A、B、D正确．
【答案】ABD
4．下列说法正确的是()
A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光
B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光
C．涂有增透膜的照相机镜头，增强了对照射光的透射程度
D．从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射的光相干涉的结果E．雨后天空出现彩虹是薄膜干涉现象
【解析】由于干涉实验中，有Δy＝l
dλ，即条纹间距与光波长成正比，而
红光波长最长，故偏离中央明条纹最远的是红光，B对；增透膜增加了透射光的能量，且应该增透的是对人的视觉最敏感的绿光，从而才能使所成的象既亮又清晰；肥皂膜上的条纹是由于光从膜前、后表面反射后，相干而形成的，C、D对．雨后天空出现彩虹是光的折射形成的，E错误．
【答案】BCD
5．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的绿条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δy.下列说法中正确的有()
A．如果增大单缝到双缝间的距离，Δy将增大
B．如果增大双缝之间的距离，Δy将减小
C．如果增大双缝到光屏之间的距离，Δy将增大
D．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δy将增大
E．如果将绿光改为红光，Δy将增大
【解析】由Δy＝L
dλ可知：如果增大单缝到双缝间的距离，Δy将不变，选
项A错；如果增大双缝之间的距离d，Δy将减小，选项B正确；如果增大双缝到光屏之间的距离L，Δy将增大，选项C正确；如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离d，Δx将不变，选项D错误．红光波长大于绿光波长，E 正确．
【答案】BCE
6．如图5-1-15所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()
图5-1-15
A．增大S1与S2的间距
B．增大双缝屏到光屏的距离
C．将绿光换为红光
D．将绿光换为紫光
E．减小双缝之间的距离
【解析】在双缝干涉实验中，相邻两亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx＝L
dλ，
要想增大条纹间距可以减小两缝间距d或者增大双缝屏到光屏的距离L，或者换用波长更长的光做实验．由此可知，选项B、C、E正确，A、D错误．【答案】BCE
7．在双缝干涉实验中，由双缝S1、S2发出的光在光屏上某点P叠加，若光的波长为600 nm，光屏上P点到S1、S2的距离分别为3.2×10－2mm和1.1×10－2 mm，则P点将出现________(选填“亮”或“暗”)条纹.
【导学号：78510057】【解析】由S1P－S2P＝3.2×10－2 mm－1.1×10－2 mm＝2.1×10－2 mm
S1P－S2P
λ＝2.1×10－2 mm
600×10－6 mm
＝35，
即S1P－S2P＝35λ，故P点出现亮条纹．
【答案】亮
8．利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d＝0.5 mm，双缝与光
屏间距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图5-1-16，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则图中A位置的游标卡尺读数为________ m，B位置的游标卡尺读数为________ m，单色光的波长为________ m.
图5-1-16
【解析】题图中游标卡尺是10个等分刻度，精确度为0.1 mm，故A位置读数为11 mm＋0.1×2 mm＝11.2 mm＝1.12×10－2m；B位置读数为15 mm＋
0.1×7 mm＝15.7 mm＝1.57×10－2m；故Δx＝1.57×10－2－1.12×10－2
7m＝
6.4×10－4 m；由Δx＝L
dλ可得λ＝Δx·
d
L＝
6.4×10－4×5×10－4
0.5m＝6.4×10
－7 m.
【答案】 1.12×10－2 1.57×10－2 6.4×10－7
[能力提升]
9.用波长为λ的单色光照射单缝O，经双缝N、M在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图5-1-17所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则光从()
图5-1-17
【导学号：78510058】A．O到达a、b的路程差为零
B．N、M到达b的路程差为λ
C．O到达a、c的路程差为4λ
D．N、M到达e的路程差为2λ
E．N、M到达c点的路程差为零
【解析】路程差是指从双缝处开始算起的，产生亮条纹是|s1－s2|＝nλ(其
中n ＝0,1,2,3，…)，c 点为中央亮条纹，N 、M 到达c 点的路程差是0；b 、d 两点是第一级亮条纹，N 、M 到达b 点的路程差为λ；a 、e 两点是第二级亮条纹，N 、M 到达e 点的路程差为2λ，故B 、D 、E 正确，A 、C 错误．
【答案】 BDE
10.如图5-1-18所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m ，屏上P 点距双缝S 1和S 2的路程差为7.95×10－7 m ．则在这里出现的应是________(选填“明条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7 m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(选填“变宽”“变窄”或“不变”)．
图5-1-18
【解析】 根据路程差Δx ＝λ2·3，故路程差是半波长的奇数倍，是暗条纹．改
用波长为6.30×10－7 m 的激光，则波长变大，条纹间距变宽．
【答案】 暗条纹 变宽
11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图5-1-19)：
图5-1-19
(1)下列说法错误的是________．(填选项前的字母)
A ．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B ．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C ．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n 条亮纹间的距离a ，求出相邻两条亮纹间距Δx ＝a n －1
(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图5-1-20，其示数为________ mm.
图5-1-20
【解析】 (1)应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝，A 选项不正确．测微目镜分划板中心刻线应与亮纹中心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，B 选项正确．测微目镜移过n 条亮纹，则亮条纹间距Δx ＝a n －1
，C 选项正确，故选A. (2)主尺读数是1.5 mm ，螺旋读数是47.0×0.01 mm ，因此示数为1.970 mm.
【答案】 (1)A (2)1.970
12．如图5-1-21所示，在双缝干涉实验中，若用λ1＝5×10－
7 m 的光照射，屏上O 点是中央亮条纹，屏上A 点为第二级亮条纹所在处．若换用λ2＝4×10－7 m 的光照射时，屏上O 点处是什么情况？屏上A 点处又是什么情况？
图5-1-21
【解析】 从双缝到屏上O 点的距离之差，无论用何种频率的光照射，路程差总是零．所以O 点仍然是亮条纹．
从双缝到屏上A 点的路程差d ＝S 2A －S 1A ，用λ1光照射时为第二级亮条纹，即d ＝2λ1
代入数据d ＝1×10－6 m ，这个路程差1×10－6 m 对于波长为λ2的光波来说1×10－
6 m 4×10－
7 m ＝2.5. 即为半波长的奇数倍，A 处为暗条纹
d ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0，±1，±2…)
1×10－6
m ＝(2k ＋1)4×10－72 m ，即k ＝2 当k ＝0时为第一级暗条纹，所以当k ＝2时应为第三级暗条纹．
【答案】见解析。