许昌市高中物理光的干涉 衍射测试题Word文档下载推荐.docx
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B.a光在水滴中的传播速度小于b光在水滴中的传播速度
C.用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光相邻的亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距
D.a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
6.如图所示,a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板,a和b、b和c之间的夹角都为β,一细光束由红光和蓝光组成,以入射角θ从O点射入a板,且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点,由此可知( )
A.射出c板后的两束单色光与入射光不再平行
B.射到Q点的光在玻璃中的折射率较大
C.射到P点的光在玻璃中的传播速度较大,波长较长
D.若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到P点的光形成干涉条纹的间距较小
7.激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的关键部件,广泛应用于民航飞机等交通工具。
激光陀螺仪的基本元件是环形激光器,其原理结构比较复杂,我们简化为如图所示模型:
由激光器发出的A、B两束激光,经完全对称的两个通道(图中未画出)在光电探测器处相遇,产生干涉条纹。
如果整个装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度,那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化,同时光电探测器能检测出干涉条纹的变化,根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。
某次测试,整个装置从静止开始,绕垂直纸面的对称轴,顺时针方向逐渐加速旋转,最后转速稳定,这个过程中光电探测器的中央位置C处检测出光强经过了强
弱
强
强的变化过程。
根据上述材料,结合所学知识,判断下列说法正确的是( )
A.A束激光的频率大于B束激光的频率
B.整个装置加速转动过程中,A束激光到达光电探测器的路程逐渐变大
C.整个装置加速转动过程中,C处始终没有出现干涉明条纹
D.整个装置加速转动过程中,两束激光的路程差变化了2个波长
8.把一个上表面是平面下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方垂直射入,从上往下看凸透镜,可以看到亮暗相间的圆环状条纹( )
A.圆环状条纹是光经凸透镜上下两个玻璃表面之间反射引起的千涉造成的
B.圆环状条纹是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的
C.如果将凸透镜的凸面曲率半径增大而其它条件保持不变,观察到的圆环亮纹间距变大
D.如果改用波长更长的单色光照射而其它条件保持不变,观察到的圆环亮纹间距变小
9.下列色散现象是通过干涉产生的是
A.在白光下观察肥皂泡呈现彩色
B.一束太阳光通过三棱镜在墙壁上呈现彩色光斑
C.两块玻璃砖叠放在一起,玻璃砖上表面出现彩色条纹
D.将两支铅笔并排放置,其直缝与日光灯平行,通过直缝看到彩色条纹
10.如图所示,一束由单色光a、b组成的复合光通过厚度均匀的平行玻璃板M后,在地面上投射出两个光斑A、B,玻璃板M与地面平行放置,A对应a光,B对应b光,下列说法正确的是()
A.用同一套装置做双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光的大
B.a光在玻璃板中传播的速度小于b光在玻璃板中传播的速度
C.若增加玻璃板的厚度,则光斑右移
D.若a光是氢原子从n=3激发态跃迁到基态时辐射的光子,则b光可能是氢原子从n=2激发态跃迁到基态时辐射的光子
11.如图所示,一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,两种颜色不同的可见光细光束a、b,垂直于斜边从空气射向玻璃,光路如图所示,则下列说法正确的是_____________
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小
C.a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长
D.在相同条件下进行双缝干涉实验,a光的条纹间距比b光大
E.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则b光先发生全反射
12.下列说法正确的是()
A.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中,在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光
B.光的双缝干涉实验中,在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹,时而出现暗条纹
C.红光的光子能量比紫光光子能量大
D.只有横波才能产生干涉现象
13.下列说法正确的是________。
A.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
B.在同一种介质中,不同频率的声波的传播速度不同
C.黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距
D.做简谐运动的物体,其振动能量与振幅无关
E.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用
14.如图所示分别是a光、b光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮纹,保持缝到屏距离不变),则下列说法正确的是_______。
A.在真空中,单色光a的波长大于单色光b的波长
B.在真空中,a光的传播速度小于b光的传播速度
C.双缝干涉实验时a光产生的条纹间距比b光的大
D.a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大
E.光由同一介质射入空气,发生全反射时,a光的临界角比b光大
15.如图所示,一束由两种单色光混合的复色光,沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束反射光束I、II、III,若玻璃砖的上下表面足够宽,则下列说法正确的是()
A.光束I仍为复色光,光束II、III为单色光
B.改变α角,光束I、II、III仍保持平行
C.通过相同的双缝干涉装置,光束II产生的条纹宽度要小于光束III的
D.在真空中,光束II的速度小于光束III的速度
16.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()
A.光的干涉、色散和衍射现象
B.光的干涉、衍射和色散现象
C.光的衍射、色散和干涉现象
D.光的衍射、干涉和色散现象
17.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
如图,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光。
下面说法正确的是()
A.a光线是红光,b光线是紫光
B.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D.遇到同样的障碍物,a光比b光更容易发生明显衍射
18.如图所示,a、b两种单色光组成的复合光沿AO方向射向半圆形玻璃砖(O为圆心),反射光线沿OB方向,折射光线沿OC方向,单色光a比b的频率高,则下列说法正确的是__________。
A.沿OB方向的仅有单色光a
B.沿OC方向的仅有单色光b
C.单色光a在玻璃砖中传播速度比b快
D.经同一干涉装置得到a光的干涉条纹间距比b光小
E.经过同一狭缝,单色光b更容易发生衍射
19.光在科学技术,生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )
A.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
D.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
E.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄
20.如图所示的四种明暗相间条纹,是红光、紫光分别通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样.图中黑色部分代表亮纹,下列四幅图中由红光形成的图样是()
C.
21.下列说法中正确的是_________
A.如图甲所示,小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动,小球做简谐运动
B.如图乙所示,a是一束白光,射向半圆玻璃砖的圆心O,经折射后发生色散,最左侧为紫光,最右侧为红光
C.如图丙所示为双缝干涉示意图,双缝间距d越大,相邻亮条纹间距越大
D.如图丁所示为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率大
E.如图戊所示为单色光单缝衍射示意图,如果换成白光,屏上得到的条纹是彩色的
22.图甲、图乙为两次用单色光做双缝干涉实验时,屏幕上显示的图样。
图甲条纹间距明显大于图乙,比较两次实验
A.若光屏到双缝的距离相等,则图甲对应的波长较大
B.若光源、双缝间隙相同,则图甲光屏到双缝的距离较大
C.若光源、光屏到双缝的距离相同,则图甲双缝间隙较小
D.图甲的光更容易产生明显的衍射现象
23.a、b两束平行激光垂直于表面射入截面为等腰直角三角形(截面如图)的玻璃砖,其中b束激光在出射面上发生全反射,下列关于这两束激光的说法中正确的是__________
A.a光的频率更大
B.a光在此玻璃砖内传播速度更大
C.该玻璃砖对a光的折射率大于
D.a光对微小障碍物的衍射现象更明显
E.a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝,不能产生干涉现象
24.中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生物学或医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人.在研究青蒿素化学结构中,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构.在做单缝衍射实验中,下列说法正确的是
A.将入射光由可见光换成x射线,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
25.下列说法中正确的是( )
A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a束光在水珠中传播的速度一定大于
束光在水珠中传播的速度
B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角
逐渐增大到某一值后不会再有光线从
面射出
C.图丙是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小
D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
E.图戊中的
、
是偏振片,
是光屏,当
固定不动缓慢转动
时,光屏
上的光亮度将会发生变化,此现象表明光波是横波
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
1.ABD
【解析】
【详解】
A.由图知,a光的偏折程度小于b光的偏折程度,则知玻璃对a光的折射率比对b光的小,故A正确;
B.由公式分析知,在玻璃中,a光的传播速度比b光的传播速度大,B正确;
C.
解析:
ABD
B.由公式
分析知,在玻璃中,a光的传播速度比b光的传播速度大,B正确;
C.根据几何知识知,光线射到玻璃砖的下表面时入射角等于上表面的折射角,由光路可逆性原理可知,a光一定能从下表面射出,不可能发生全反射.故C错误.
D.a、b光的波长均大于紫外线的波长,但在真空中的速度均等于紫外线的传播速度,都是c,故D正确.
E.a、b光的折射率不同,则频率不同,不可能发生干涉,故E错误.故
选ABD.
【点睛】
根据光线的偏折程度判断折射率的大小,由
分析光在玻璃中传播速度的大小,根据光路可逆性分析a光在玻璃砖的下表面上能否发生全反射.发生干涉的条件是两束光的频率相同.
2.B
A.由题,两光束的入射角i相同,折射角ra<rb,根据折射定律
得折射率na<nb,A错误;
B.由公式
分析得知,在水中a光的速度比b光的速度大,B正确;
C.a光的折
B
C.a光的折射率小,由
分析知,若a、b光由水中射向空气发生全反射时,a光的临界角较大,C错误;
D.折射角ra<rb,频率fa<fb,波长λa>λb,根据公式
则知a光的双缝干涉条纹间距大于b光的间距,D错误。
故选B。
本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式、干涉条纹间距公式等多个知识点,知道光的偏折程度越大,则折射率越大,频率越大,临界角越小,在介质中的速度越小等等,总之同学们只要加强对光学基础知识的学习,就能轻松解答.
3.D
A.由折射率的定义式可知
通过比较a光折射率大,频率大,光子的能量大于b光光子的能量,故A错误;
B.从空气射向玻璃不可能发生全反射,增大入射角i,当入射角为直角时,a光、
D
B.从空气射向玻璃不可能发生全反射,增大入射角i,当入射角为直角时,a光、b光同时消失,故B错误;
C.进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,条纹间距
a光频率大,波长短,条纹间距小于b光条纹间距,故C错误;
D.光线通过玻璃砖比较折射角,可知a光折射率大,频率大,波长短,故D正确。
故选D。
4.A
试题分析:
干涉图样的条纹间的距离都是相等的,衍射时最中间的条纹最粗,向两旁依次变细,故A、C是干涉图样,B、D是衍射图样;
又由于红光比蓝光的折射率小,频率小,而光速不变,所以红光的波长
A
又由于红光比蓝光的折射率小,频率小,而光速不变,所以红光的波长较长,则蓝光波长较短,所以蓝光形成的干涉图样条纹间的距离较小,所以A是蓝光形成的干涉图样,该题选A.
考点:
干涉与衍射图样.
5.B
【分析】
A.a、b光第一次进入水滴发生折射时,如图所示
a光的折射角较小,即
再根据折射率公式
可得
A错误;
B.根据折射率与光在介质中传播速度的关系
B正确;
C.双缝干涉相邻亮条纹间距公式
因为
则可得(把a光看成紫光,b光看成红光)
即a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距,C错误;
D.a、b光在水滴中传播的速度减小,光的频率不变,由
则波长都比各自在真空中传播的波长要短,D错误。
6.D
A.光经过均匀的介质后,射入光线与射出光线平行,即射出c板后的两束单色光与入射光平行,A错误;
B.射到Q点的光在玻璃中折射后的偏角较小,折射率较小,B错误;
C.射到P点的光的折射率大,在玻璃中的传播速度较小,波长较短,C错误;
D.若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象,由
则射到P点的光形成干涉条纹的间距较小,D正确。
7.D
A.由于两束激光出现干涉现象,说明两个光束的频率相等,A错误;
B.由于整个装置顺时针方向转动,因此整个装置加速转动过程中,A束激光到达光电探测器的路程逐渐变小,B
B.由于整个装置顺时针方向转动,因此整个装置加速转动过程中,A束激光到达光电探测器的路程逐渐变小,B错误;
C.整个装置加速转动过程中,当C处出现强光时就是干涉明条纹,C错误;
D.由于C处出现了强
强的变化,因此两束激光的路程差依次为
,因此变化了2个波长,D正确。
8.BC
牛顿环实验反映的是光的干涉现象,呈现条纹是由于两个玻璃表面之间的空气膜上下表面所反射的光发生了干涉,亮暗条纹相间则与光程差是半波长的奇偶数倍有关,而条纹宽窄的差异
BC
牛顿环实验反映的是光的干涉现象,呈现条纹是由于两个玻璃表面之间的空气膜上下表面所反射的光发生了干涉,亮暗条纹相间则与光程差是半波长的奇偶数倍有关,而条纹宽窄的差异,则是空气膜变化率的不同所导致的:
变化率越大,光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁,使得条纹更加密集,从而是条纹看起来更窄。
这里应该结合劈尖的知识去理解:
越陡,空气膜厚度变化率越大,条纹也随之变密变窄;
若换一个曲率半径更大的凸透镜,仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小,所以观察到的圆环状条纹间距变大;
如果改用波长更长的单色光照射而其它条件保持不变,观察到的圆环亮纹间距变大;
综上所述,选项BC正确,AD错误。
故选BC。
点睛:
此题要理解牛顿环的产生机理:
从空气层的上下表面反射的两列光为相干光,当光程差为波长的整数倍时是亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹。
使牛顿环的曲率半径越大,相同的水平距离使空气层的厚度变小,所以观察到的圆环状条纹间距变大。
9.AC
A.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线,相互叠加产生的现象,这是光的干涉造成的,故A正确;
B.一束太阳光通过三棱镜在墙壁上呈现彩色光斑属于光的色散,B错误;
AC
C.两块玻璃砖叠放在一起,玻璃砖上表面出现彩色条纹,时相互叠加产生的现象,这是光的干涉造成的,C正确;
D.两支铅笔并排放置,其直缝与日光灯平行,通过直缝看到彩色条纹,这是光的衍射现象,D错误.
故选AC。
10.BD
A.由光路可知,a光通过介质后光线的偏折程度大,故a光的折射率大于b光的折射率,a光的波长小于b光的波长,当用同一套装置做双缝干涉实验时,a光的条纹间距比b光的小,A错误;
BD
B.根据
可知,a光在玻璃板中传播的速度小于b光在玻璃板中传播的速度,B正确;
C.若玻璃板的厚度增大,则出射光线的侧移量增大,光斑左移,C错误;
D.由νa>
νb,根据
hν=Em-En
可知,若a光是氢原子从n=3激发态跃迁到基态时辐射的光子,则b光可能是氢原子从n=2激发态跃迁到基态时辐射的光子,D正确;
11.ADE
根据光路图看出,通过棱镜后a光线的偏折程度小,则玻璃对a光的折射率比b光的小,故A正确.光的频率由光源决定,与介质无关,当a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都不
ADE
根据光路图看出,通过棱镜后a光线的偏折程度小,则玻璃对a光的折射率比b光的小,故A正确.光的频率由光源决定,与介质无关,当a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都不变,故B错误.设光在真空中的波长为λ0,在介质中波长为λ,由
得λ=
,由于在真空中a光的波长较长,而a光的折射率较小,则知a光和b光在玻璃中传播时a光的波长大于b光的波长,故C错误.a光的波长较长,因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比,则相同条件下a光的干涉条纹间距大.故D正确.据sinC=
得知,b光全反射临界角较小,则a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则b光的入射角先达到临界角,先发生全反射.故E正确.故选ADE.
本题考查对光的几何光学和物理光学理解能力和把握联系的能力.要牢固掌握折射定律,知道干涉条纹间距与光的波长成正比.要知道光的频率由光源决定,与介质无关.
12.A
A.由于红光的频率比绿光的小,所以红光的折射率小,即绿光全反射的临界角小,所以最先消失的为绿光,故A正确;
B.光的双缝干涉,在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹,并非
B.光的双缝干涉,在光屏上的某一位置会始终出现明条纹或暗条纹,并非时明时暗,故B错误;
C.红光的频率比紫光小,则红光的光子能量比紫光光子能量小,选项C错误;
D.波的干涉和衍射现象是波特有的现象,并非只有横波才能产生干涉现象,故D错误.
故选A.
13.ACE
A.干涉和衍射现象是波特有的现象,机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,故A正确;
B.声波的传播速度由介质决定,所以在同种介质中,不同频率的波的传播速度相同,
ACE
B.声波的传播速度由介质决定,所以在同种介质中,不同频率的波的传播速度相同,故B错误;
C.根据
当用同一装置做双缝干涉实验时,双缝干涉条纹间距与光的波长成正比.黄光的波长比蓝光长,黄光的双缝
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