《光的干涉 衍射》单元测试题含答案Word格式.docx
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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
6.下列关于振动和波的说法,正确的是。
A.声波在空气中传播时,空气中各点有相同的振动频率
B.水波在水面上传播时,水面上各点沿波传播方向移动
C.声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长,容易发生衍射
D.当两列波发生干涉时,如果两列波波峰在某质点相遇,则该质点位移始终最大
E.为了增大干涉条纹间距,可将蓝光换成红光
7.从物理学角度看,彩虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。
如图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两束不同频率的单色光,则两束光
A.在雨滴中传播时,a光的传播速度一定大于b光
B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,a光侧移量大
C.以相同的入射角从水中射向空气,在空气中只有一种色光时,一定是b光
D.用同一装置做双缝干涉实验,a光干涉条纹间距较大
8.以下物理学知识的相关叙述,其中正确的是()
A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B.变化的电场周围不一定产生变化的磁场
C.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D.狭义相对论认为,在惯性参照系中,光速与光源、观察者间的相对运动无关
E.在“用单摆测重力加速度”的实验中,测量n次全振动的总时间时,计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜
9.如图所示,在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,单缝
、双缝中点O、屏上的
点均位于双缝
和
的中垂线上,屏上P点处是
上方的第3条亮条纹(不包括
点处的亮条纹)的中心。
已知入射光在真空中的波长为
,真空中的光速为c,双缝
与
之间距离为d,双缝到屏的距离为L,若整个装置处于真空中,则下列说法正确的是( )
A.来自双缝
的光传播到P点处的时间差为
B.屏上P点和
点之间仅能观察到两条暗条纹
C.仅将单缝
向左(保持
在双缝的中垂线上)移动的过程中,P点处能观察到暗条纹
D.仅将屏向右(保持
10.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
11.如图所示,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是( )
A.a侧是红色光,b侧紫色光
B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
E.在同种条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光
12.如图所示,一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向平行玻璃砖的上表面,玻璃砖下表面有反射层,光束经两次折射和一次反射后,从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。
下列说法正确的是( )
A.a光的频率小于b光的频率
B.出射光束a、b一定相互平行
C.a、b两色光从同种玻璃射向空气时,a光发生全反射的临界角大
D.用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距
13.如图所示,两束单色光a、b从水下面射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法不正确的是
A.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B.a比b更容易发生衍射现象
C.在水中a光的速度比b光的速度小
D.在水中a光的临界角大于b光的临界角
14.关于甲、乙、丙三个光学现象,下列说法正确的是( )
甲:
激光束通过双缝产生明暗条纹
乙:
单色光通过劈尖空气薄膜产生明暗条纹
丙:
激光束通过细丝产生明暗条纹
A.三个现象中产生的明暗条纹均为干涉条纹
B.甲中,双缝的间距越大,条纹间距越大
C.乙中,若被检查平面上有个凹陷,此处对应条纹会向右凸出
D.丙中,如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了
15.关于干涉和衍射,正确的说法是(
)
A.有的波能发生干涉现象,有的波能发生衍射现象
B.波具有衍射特性的条件,是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多
C.产生干涉现象的必要条件之一,就是两列波的频率相等
D.在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大;
振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小
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.甲、乙两束单色光通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样。
则这两束单色光( )
A.甲光的光子能量比乙光的大
B.甲光的光子动量比乙光的小
C.在相同的玻璃中传播,甲光的速度小于乙光的速度
D.在水面发生全反射时,甲光的临界角大于乙光的临界角
19.光束l和光束2通过三棱镜的传播路径如图示.针对光束l和光束2,以下说法正确的有( )
A.两束光束在棱镜中的传播时间相等
B.两束光束以相同的入射角从水中斜射入空气中时,如果光束1发生全反射,那么光束2也一定发生全反射
C.两束光在大气中传播遇到浮尘等小颗粒时,光束2的衍射比光束1明显
D.通过同一实验装置观察两束光的双缝干涉条纹,光束l的条纹间距比光束2的大
20.如图所示,两束可见单色细光束沿球心所在平面的直线MN射入球形的水滴中,经过一次全反射和两次折射,射出水滴形成P、Q两束光,则下列说法正确的是( )
A.若光束从水滴中射向空气,则光束Q容易发生全反射
B.在水滴中,P光的传播速度小于Q光的传播速度
C.在水滴中,P光的传播时间小于Q光的传播时间
D.用P、Q照射同一狭缝,Q光衍射现象更明显
21.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·
涛之灵》中写道:
“雨色映日而为虹”。
从物理学的角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。
如图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光 ( )
A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定小于b光
C.分别用a光和b光在同一装置上做单缝衍射实验,用b光时得到的中央条纹间距更宽
D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光
22.下列说法中正确的是( )
A.简谐运动的周期与振幅无关
B.在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F=-kx中,k为弹簧的劲度系数,x为振子离开平衡位置的位移
C.机械波在传播过程中,某个质点的振动速度就是波的传播速度
D.在光的双缝干涉实验中,同种条件下用蓝光做实验比红光做实验得到的条纹更宽
E.在光的单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象,狭缝宽度要比波长小或者相差不多
23.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
24.∠OMN为玻璃等腰三楼镜的横截面,a、b两束可见单色光从空气垂直棱镜底面MN射入,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示,则下列说法正确的是()
A.a光的频率大于b光的频率
B.在玻璃砖中,a光的传播速度大于b光的传播速度
C.若光束从玻璃砖中射向空气,则b光的临界角比a光的临界角大
D.用a.b两束光分别照射同一狭缝,a光衍射现象更明显
25.如图所示,两束单色光a、b从水下射向A点后,光线经折射合成一束光c,则下列说法中正确的是( )
A.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
B.用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的
C.在水中a光的速度比b光的速度小
D.a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,若将其中一个缝封住,属于单缝衍射,那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,
解析:
D
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,若将其中一个缝封住,属于单缝衍射,那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,故D正确,ABC错误.
【点晴】
根据单缝衍射条纹是中间亮条纹明亮且宽大,越向两侧宽度越小,而波长越大,中央亮条纹越粗进行判断.
2.B
干涉条纹中相邻两个两条纹或暗条纹的中心间距为
A.增大双缝到光屏的距离,即增大l,条纹间距变大,所以A错误;
B.入射光波长不变,光强增大,不会改变条纹间距,即条
B
B.入射光波长不变,光强增大,不会改变条纹间距,即条纹间距不变,所以B正确;
C.条纹间距与激光器到双缝的距离无关,所以增大激光器到双缝的距离,条纹间距不变,所以C错误;
D.若仅将双缝和光屏置于水中,光在介质中的折射率变大,根据
可知,光的传播速度变小,频率不变,则根据
可知,光的波长变短,则条纹间距变小,所以D错误。
故选B。
3.D
A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同,相同的入射角经过折射后折射角不同,故A错误;
B.表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光
B.表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的干涉现象,故B错误;
C.门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象,故C错误;
D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉,故D正确.
故选D.
4.C
试题分析:
由图乙可知a光发生全反射的临界角大,由可知a光的折射率小,即频率小,波长长,故选项AB错误;
由可知选项C正确;
由可知选项D错误.
考点:
全发射;
单色光的特点.
C
由图乙可知a光发生全反射的临界角大,由
可知a光的折射率小,即频率小,波长长,故选项AB错误;
由
可知选项C正确;
可知选项D错误.
5.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。
故选D。
6.ACE
A.声波在空气中传播时,根据波的形成原理可知,空气中各点有相同的振动频率,故A正确;
B.水波在水面上传播时,水面上各点不会随着波传播方向而移动,故B错误;
C.声波容易
ACE
C.声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长,容易发生明显的衍射现象,故C正确;
D.当两列波发生干涉时,如果两列波波峰在某点相遇时,则该质点位移此时最大,然后会变小,当平衡位置相遇时,则位移为零,故D错误;
E.根据干涉条纹间距公式
,可知,为了增大干涉条纹间距,可将蓝光换成红光,即波长变长,故E正确。
故选ACE。
7.BC
由光路图分析可知,第一次折射时,b光的折射角较大,而入射角相等,根据折射率公式
得知,b光的折射率较小,频率较小,波长较长。
A.b光的折射率较小,由公式得知,在雨滴中传
BC
由光路图分析可知,第一次折射时,b光的折射角较大,而入射角相等,根据折射率公式
A.b光的折射率较小,由公式
得知,在雨滴中传播,a光的传播速度一定小于b光,故A错误;
B.b光的折射率较小,以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量小,a光侧移量大。
故B正确;
C.b光的折射率较小,则临界角大,不容易发生全反射,以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是b光。
故C正确。
D.b光的折射率较小,频率较小,波长较长,再根据干涉条纹间距公式
,那么a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故D错误。
8.BDE
A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉,故A错误;
B.根据麦克斯韦理论:
变化的电场周围不一定产生变化的磁场,即均匀变化的电场周围产生恒定的磁场
BDE
变化的电场周围不一定产生变化的磁场,即均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,故B正确;
C.交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒现象,从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化,故C错误;
D.根据相对论,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动无关,故D正确;
E.根据误差的减小的方法可知单摆计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜,此时摆球的速度最大,计时比较准确,故E正确;
故选项BDE。
9.AD
A.来自双缝和的光传播到P点处的路程差为3λ,则时间差为,选项A正确;
B.由题意可知,屏上P点和点之间仅能观察到三条暗条纹,选项B错误;
C.根据可知,仅将单缝
AD
的光传播到P点处的路程差为3λ,则时间差为
,选项A正确;
B.由题意可知,屏上P点和
点之间仅能观察到三条暗条纹,选项B错误;
C.根据
可知,仅将单缝
在双缝的中垂线上)移动的过程中,条纹间距不变,则P点处仍是亮条纹,选项C错误;
D.根据
可知,仅将屏向右(保持
在双缝的中垂线上)移动的过程中,l变大,则条纹间距变大,则P点处能观察到暗条纹,选项D正确。
故选AD。
10.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.
点睛:
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.
11.BCE
A.红光的折射率小,所以偏折角小,故b侧为红色光,a侧为紫色光,选项A错误;
B.红色光的波长比紫色光的波长长,即a侧光的波长小于b侧光的波长,选项B正确;
C.因为a光
BCE
C.因为a光的偏折程度较大,则折射率较大,即三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率,选项C正确;
D.根据
可知,在三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率,选项D错误;
E.根据
可知,在同种条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光,则E正确.
12.B
A.作出光路图如图所示:
可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大,则a光的折射率较大,频率较大,A错误;
B.因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入
B.因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等,根据几何知识可知出射光束一定相互平行,B正确。
C.因为a光的折射率较大,根据
,则知a光的临界角小,C错误;
D.a光的频率较大,则波长较小,根据干涉条纹间距公式
知,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,D错误。
13.C
AB.由图可知,单色光a偏折程度小于b的偏折程度,所以根据折射定律知,a光的折射率小于b光的折射率,则a光长较长,根据干涉条纹的间距公式,知条纹间距与波长成正比,所
AB.由图可知,单色光a偏折程度小于b的偏折程度,所以根据折射定律
知,a光的折射率小于b光的折射率,则a光长较长,根据干涉条纹的间距公式
,知条纹间距与波长成正比,所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,由于a光波长较长,所以a比b更容易发生衍射现象,故AB正确,不符合题意;
C.由公式
可知,由于a光的折射率小于b光的折射率,所以在水中a光的速度比b光的速度大,故C错误,符合题意;
D.由公式
可得,在水中a光的临界角大于b光的临界角,故D正确,不符合题意;
故选C。
点晴:
通过光路图,判断出水对两束光的折射率大小,从而知道两束光的频率大小,根据折射率和频率大小去判断出在水中的速度大小,以及临界角和发生光的干涉的条纹间距与波长的关系.干涉条纹的间距
由公式可得,条纹间距与波长、屏间距成正比,与双缝间距d成反比.
14.D
A.丙为衍射条纹,故A错误;
B.根据单色光双缝干涉间距公式
双缝的间距越大,条纹间距越小,故B错误;
C.乙中,若被检查平面上有个凹陷,则此处光程差变大,会提前
C.乙中,若被检查平面上有个凹陷,
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