1、2012年粤教版高中物理选修 3-4 4.4光的干涉练习卷与答案（带解析） 选择题 根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是（ ） A稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 B均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场 C电磁波在各种媒质中的传播速度都等于光在真空中的速度 D电磁波在传播过程中，其频率始终不变 答案： BD 试题分析：周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，而周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，从而产生不可分割的电磁场，并形成电磁波 恒定的电场其周围不会产生磁场，恒定的磁场其周围也不会产生电场故 A错误； 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀
2、变化的磁场周围产生稳定的电场，故 B正确 电磁波在真空中传播速度和光速一样，有媒质之后传播速度变小，所以 C 错误； 电磁波在传播过程中，其频率始终不变，由波源决定，所以 D对； 故答案：选 BD. 考点：电磁波的产生 麦克斯韦电磁理论 点评：正确解答本题的关键是正确理解麦克斯韦电磁理论内容：变化着的电场产生磁场，变化着的磁场产生电场；麦克斯韦电磁理论在物理中有着划时代的意义，要明确其内容和应用。 人类对光 的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验不能说明光具有波动性的是：（ ） 答案： C 试题分析：光电效应说明光具有粒子性；单缝干涉实验说明光具有波动性；双缝
3、干涉和薄膜干涉都能反应光的波动性 单缝干涉实验说明光具有波动性，故 A错误； 双缝干涉和薄膜干涉都能反应光的波动性，故 BD错误； 光电效应说明光具有粒子性，故 C正确； 故选 C 考点：光电效应 干涉 衍射 点评：解决本题的关键知道光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性，干涉、衍射、偏振说明光具有波动性。各种物理实验的现象说明的结 论，要求同学们能知道各种实验的目的和结论 下图是研究光的双缝干涉用的示意图，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会产生干涉条纹，已知入射激光的波长为 ，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号亮纹，
4、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 1， S2P1的长度为 2，则 2-1等于 ( ) A B 10 C 20 D 40 答案： B 试题分析：根据干涉发生条件，当光到达光屏的光程差等于波长的整数倍时在光屏上产生亮条纹， 0级亮纹是两束光同时到达的位置，光程差为 0， 1级亮纹是两束光相差一倍波长，依此类推，所以 2-1=10 ，故 B对。 考点：光的干涉 点评：当距离双缝的路程差等于半波长的偶数倍时，出现亮条纹，路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹解决本题的关键知道形成明暗条纹的
5、条件，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式 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 ”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测 物体的速度 与二次曝光时间间隔 的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔 、双缝到屏之距离 以及相邻两条亮纹间距 。若所用激光波长为 ，则该实验确定物体运动速度的表达式是 ( ) A B C D 答案： B 试题分析：由波的干涉中条纹的间距公式与速度公式可得出物体运动速度大小 在波的干涉中，干涉条纹的间距 ， 及速度公式 v= 由上式联立可得： 故答案：为： B 考点：光的干涉 点评： 本题关键是光波的干涉条纹的间距公式，应
6、牢记条纹间距的决定因素 夏天柏油路面上的反射光是偏振光，其振动方向与路面平行。人佩戴的太阳镜的镜片是由偏振玻璃制成的。镜片的透振方向应是（ ） A竖直的 B水平的 C斜向左上 45 D斜向右上 45 答案： A 试题分析：自然光经过反射或折射后变成了偏振光，又因为光属于横波，所以当偏振片的透振方向与电磁波的振动方向垂直时，将发生偏振现象，所以偏振片透振方向为竖直。故 A对。 考点：光的偏振 点评：光的偏振振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志 双逢干涉实验装置如图所示，双缝间的距离 为 d，双缝到像屏的距离为 L，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干
7、涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是 ( ) A若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰 B若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 C若将双逢间距离 d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小 D若将双缝间距离 d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大 答案： BD 试题分析：由波的干涉中条纹的间距公式可得出为增大间距应采取的措施 在波的干涉中，干涉条纹的间距 ，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离 d成反比，故要增大间距应减小 d，增大双缝屏到光屏的距离或增大光的波长，故只有 BD正确； 故选 BD 考点：光的干涉 点评：光波的干
8、涉条纹的间距公式，应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析 如图， a和 b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为 ，一细光束以入射角 从 P点射入， 已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过 b板后，（ ） A传播方向相对于入射光方向向左偏转 角 B红光在蓝光的左边 C传播方向相对 于入射光方向向右偏转 角 D红光在蓝光的右边 答案： D 试题分析：要确定出射光线的传播方向需要求出出射角和入射角的关系，这就必需根据折射定律进行计算由于红光的波长大于蓝光的波长，故从 a板出射后红光和蓝光都向左偏折，但蓝光偏折的更多即蓝光向底端偏折更多，由于 ，即 b板左端相等于底端，故蓝光向
9、底端偏折更多 根据折射率公式 n= ，又 =， n= ，故 sin=sin，故 =从平板玻璃射出的光线和射向平板玻璃的光线平行，故当光束透过 b板后传播方向不变故 AC错误 由于红光的波长大于蓝光的波长，故红光的折射率小于蓝光的折射率，所以 红 蓝 故从 a射出后红光在右边，同理从 b板射出后蓝光向左端偏折更多，故当光束透过 b板后红光在蓝光的右边 ,B错， D对。 故答案：选 D 考点：光的折射 颜色及色散 点评：解决本题的关键知道各种色光的频率、波长、折射率的大小 ,光路图的画法很重要。 a、 b两种色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下描述错误的是（ ） A a光的频
10、率大于 b光的频率 B a光在真空中的波长大于 b光在真空中的波长 C a光在介质中的传播速度大于 b光在介质中的传播速度 D如果改变入射角若 a光能发生全反射， b光也一定能发生全反射 答案： BCD 试题分析：根据折射定律可知两种光的折射率大小，由临界角公式 sinC= ，分析临界角的大小由 v= 判断光在该介质中速度关系 根据折射定律可知折射率 nb na，所以 b的频率大于 a的频率， A错； 根据 ，所以 a在真空中的波长大于 b在真空中的波长，故 B对； 再根据 v= ，所以折射率大的传播速度小，所以 a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传播速度， C对； 根据 sinC= ，
11、折射率大。临 界角小，所以先发生全反射，故 D对； 答案：选 BCD. 考点：折射定律 全反射 波长、波速、频率之间的关系 点评：不同色光特性的理解能力对于光的折射、全反射的结果，可结合折射定律和临界角公式理解记忆 填空题 如图，在双缝干涉实验中，已知 SS1=SS2，且 S1、 S2到光屏上 P点的路程差 s=1.510-6m，当 S为 =0.6m的单色光源时，在 P点处将形成 条纹；当 S为=0.5m的单色光源时，在 P点处将形成 条纹。（填 “明 ”或 “暗 ”）若在 S1缝后放一块平板玻璃砖，则 P处的条纹将向移动。（填 “上 ”或 “下 ”）答案：暗、明、上 试题分析：当光屏上的点到
12、双缝的路程差是半波长的偶数倍，出现明条纹；路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹根据 判断条纹间距的变化 屏上 P点距双缝 s1和 s2的路程差为 s=1.510-6m，则 n= ，为半个波长的奇数，在 P点出现暗条纹； 当 S为 =0.5m的单色光源时 n= ，为波长的整数倍，所以在 P点出现亮条纹， 放一块平板玻璃砖光线在玻璃中的传播速度变慢，传播时间变长，两束光到达P的时间差变小，所以亮条纹向上平移，所以亮条纹出现在 P点的上方 。 故答案：为：暗 明 上 考点：双缝干涉实验 点评：其实有时候看波程差或光程差，也可以等效成看时间差。若两束光到达同一个点的时间差变大，那么亮条纹提前出现，若时间
13、差变小，那么亮条纹之后出现，所以不能死记结论，要理解性记忆。 透镜表面涂有一层氟化镁薄膜，其折射率 n=1.38，介于空气和透镜折射率之间。入射光正入射，为使真空中波长为 550纳米的光增透，所涂薄膜的最小厚度为 。 答案： .64nm 试题分析：增透膜的原理是光的干涉的现象的应用。 想要哪种光增透，那么增透膜的厚度涂成该色光的四分之一个波长，这样该颜色的光在增透膜的表面会发生干涉两束反射光相差半个波长，所以反射光线变弱，根据能量守恒，入射光就增强，从而达到增透的效果。 因为 考点： 光的干涉的应用 点评：光学仪器中，光学元件表面的反射，不仅影响光学元件的通光能量；而且这些反射光还会在仪器中形
14、成杂散光，影响光学仪器的成像质量。为了解决这些问题，通常在光学元件的表面镀上一定厚度的单层或多层膜，目的是为了减小元件表面的反射光，这样的膜叫光学增透膜（或减反膜）。 波长为 5890埃的黄光照在一双缝上，在距双缝为 1米的观察屏上，测得 20个亮条纹的间距共宽 2.4厘米，双缝间的距离为 。 答案： .49mm 试题分析：当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的偶数倍，出现明条纹；路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹根据 判断条纹间距的变化 根据 = ， 再根据 ，得 考点：双缝干涉 点评：解决本题的关键知道形成明暗条纹的条件，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式 。 如图左图是干涉法检查平面示意图，右
15、图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是 _。（填 “上凸 ”或 “下凹 ”）答案：上凸 试题分析：薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产 生的当两反射光的路程差（即膜厚度的 2倍）是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同 由干涉条纹可以看出亮条纹提前出现，所以说明工件上有凸起现象。 考点：薄膜干涉的应用 点评：解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生的 某同学在用双缝干涉测光的波长的实验中，实验装置如图 8所示。使用的双缝的间距为 0.025cm。实验时，首先调节 _和 _的中
16、心位于遮光筒的中心轴线上，并使 _和 _竖直且互相平行。当屏上出现了干涉图样后，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退 0.500mm）观察第一条亮纹的位置如图（ a）所示，第五条亮纹位置如图（ b）所示，测出双缝与屏的距离为 50.00cm，则待测光的波长=_nm。 答案：光源、滤光片、单缝屏、双缝屏、 592.75nm 试题分析：螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读根据双缝干涉条纹的间距公式 ，求出待测光的波长 根据实验步骤可知：使用的双缝的间距 d为 0.025cm实验时，首先调节光源和滤光片的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直且互相平行； 螺旋测微器的固定刻度读数为 1mm+0.128mm=1.128mm，5.5mm+0.368mm=5.868mm，所以四个亮条纹间距为 5.868mm-1.128mm=4.74mm 根据 得， = =5.9210-7m=592.75nm 考点：长度的测量 双缝干涉实验 点评：解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式 .
