Đề thi 1 giao thoa với nguồn sáng đơn sắc

ĐỀ THI: GIAO THOA VỚI NGUỒN SÁNG ĐƠN SẮC CHUYÊN ĐỀ: SĨNG ÁNH SÁNG MƠN: VẬT LÍ LỚP 12 THẦY GIÁO: VŨ THẾ ANH – GV TUYENSINH247.COM Câu (VD): Trong thí nghiệm Iâng (Y-âng) giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách khoảng a = 0,5 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D = 1,5 m Hai khe chiếu xạ có bước sóng λ = 0,6 μm Trên thu hình ảnh giao thoa Tại điểm M cách vân sáng trung tâm (chính giữa) khoảng 5,4 mm có vân sáng bậc (thứ): A B C D Câu 2: (VD) Ánh sáng bề mặt rộng 7,2 mm vùng giao thoa người ta đếm vân sáng (hai rìa ℓà hai vân sáng) Tại vị trí cách vân trung tâm 14,4 mm ℓà vân: A Tối thứ 18 B Tối thứ 16 C Sáng thứ 18 D Sáng thứ 16 Câu 3: (VD) Một nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,5μm, đến khe Yâng S1, S2 với S1S2 = 0,5mm Mặt phẳng chứa S1S2 cách D = 1m Tại M E cách vân trung tâm khoảng x = 3,5mm ℓà vân sáng hay vân tối, bậc mấy? A Vân sáng bậc B Vân tối thứ C Vân sáng thứ D Vân tối thứ Câu 4: (VD) Thực thí nghiệm giao thoa khe I-âng với nguồn xạ đơn sắc Điểm M quan sát có vân sáng bậc Từ vị trí ban đầu màn, ta dịch chuyển xa hai khe đoạn 40 cm M quan sát thấy vân tối thứ Từ vị trí ban đầu màn, ta dịch chuyển lại gần hai khe đoạn 40 cm M quan sát thấy: A vân sáng bậc B vân sáng bậc C vân tối thứ D vân tối thứ Câu 5: (VD) Thực giao thoa ánh sáng với khe Yang, nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 400nm, khoảng cách hai khe a = 1mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D = 3m Trên màn, xét điểm M cách vân trung tâm khoảng 10mm Dịch chuyển quan sát từ từ lại gần mặt phẳng chứa hai khe thêm đoạn 1,2m số lần điểm M chuyển thành vân tối là: A lần B 13 lần C 17 lần D lần Câu 6: (VD) Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với khoảng cách hai khe ℓà a = 1,5mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới ℓà D = 2m Hai khe chiếu sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,48 μm Vị trí vân sáng bậc hai ℓà: A ± 2,56 mm B ± 1,32 mm C ± 1,28mm A ± 0,63mm Câu 7: (VD) Trong thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với hai khe Y-âng, ta có a = 0,5mm, D = 2,5m;  = 0,64 μm Vị trí vân tối thứ ba kể từ vân sáng trung tâm ℓà: A ±11,2mm B ±6,4mm C ±4,8mm D ±8mm Câu 8: (VD) Thí nghiệm giao thoa sóng ánh sáng với hai khe Yâng a = 0,3 mm, D = 1m,  = 600nm Khoảng cách hai vân sáng bậc bậc nằm bên vân sáng trung tâm ℓà >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! A 6mm B 3mm C 8mm D 5mm Câu 9: (VD) Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc chiếu sáng hai khe Y-âng cách 0,8mm Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe tới ℓà 2,5m Giữa hai vân sáng M N cách 22,5mm có 15 vân tối với tốc độ ánh sáng ℓà c = 3.108 m/s tần số ánh sáng nguồn S phát ℓà A f = 5,12.1015 Hz C f = 8,5.1016 Hz B f = 6,25.1014 Hz D f = 2,68.1013 Hz Câu 10: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,45μm, khoảng cách hai khe ℓà a = 0,45mm Để vị trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân sáng bậc khoảng cách từ hai khe đến ℓà A 1m B 1,5m C 0,5m D 2m Câu 11: (VD) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng hai khe Y-âng khơng khí người ta thấy M có vân sáng bậc Nếu nhúng tồn hệ thống vào nước có chiết suất n = 4/3 M ta thu vân gì? A Vân tối thứ C Vân tối thứ B Vân sáng bậc D Vân sáng bậc Câu 12: (VD) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 600(nm), khoảng vân đo 1(mm) Nếu dịch chuyển chứa hai khe theo phương vng góc với đoạn 20(cm) khoảng vân đo 1,2(mm) Khoảng cách hai khe thí nghiệm A 1,0 (mm) B 1,2 (mm) C 0,5 (mm) D 0,6 (mm) Câu 13: (VD) Trong thí nghiệm giao thoa Y-âng, khoảng cách hai khe 0,5mm Giao thoa thực với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ điểm M cách vân sáng trung tâm mm vị trí vân sáng bậc Nếu dịch xa thêm đoạn 50/3 cm theo phương vng góc với mặt phẳng hai khe M vị trí vân tối thứ ước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm A 0,4 µm B 0,5 µm C 0,6 µm D 0,64 µm Câu 14 (VD) Thí nghiệm Y - âng giao thoa ánh sáng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách hai khe a = 0,8mm an đầu, M cách vân trung tâm 5,25mm người ta quan sát vân sáng bậc Giữ cố định điều kiện khác, di chuyển từ từ quan sát xa dọc theo đường thẳng vng góc với chứa hai khe đoạn 0,75m thấy M chuyển thành vân tối lần thứ hai ước sóng λ có giá trị A 0,50μm B 0,70μm C 0,48μm D 0,64μm Câu 15: (VD) Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách hai khe a = mm an đầu, M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát vân sáng bậc Giữ cố định chứa hai khe, di chuyển từ từ quan sát xa dọc theo đường thẳng vng góc với mặt phẳng chứa hai khe đoạn 0,75 m thấy M chuyển thành vân tối lần thứ hai ước sóng λ có giá trị A 0,64 µm B 0,70 µm C 0,60 µm D 0,50 µm >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! Câu 16 (VD): Cho thí nghiệm Y-âng, ánh sáng có bước sóng 500 nm M chân đường cao hạ vng góc từ S1 tới E Lúc đầu người ta thấy M cực đại giao thoa Dịch E xa hai khe S1,S2 đến M bị triệt tiêu lượng sáng lần thứ độ dịch 1/7 m Để lượng M lại bị triệt tiêu phải dịch xa thêm 16/35 m Khoảng cách từ hai khe S1, S2 đến ảnh M lúc đầu A m B 1,8 m C m D 0,5 m Câu 17: (VD) Trong thí nghiệm I- âng giao thoa ánh sáng đơn sắc, người ta thấy khoảng vân tăng thêm 0,3mm dời để khoảng cách hai khe thay đổi đoạn 0,5m Biết hai khe cách a = 1mm ước sóng ánh sáng sử dụng là? A 0, 40 m B 0,58 m C 0,6m D 0, 75 m Câu 18: (VD) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe I-âng, cho D=1,5m Nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng cách từ S đến mặt phẳng hai khe d=60cm Khoảng vân đo i=3mm Cho S dời theo phương song song với S1S2 phía S2 Để cường độ sáng O chuyển từ cực đại sang cực tiểu S phải dịch chuyển đoạn tối thiểu bao nhiêu? A 3,75mm B 2,4mm C 0,6mm D 1,2mm Câu 19: (VD) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe I-âng, cho D = 1,5m Nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng cách từ S đến mặt phẳng hai khe d = 60cm Khoảng vân đo i = 3mm Điểm M cách vân trung tâm đoạn x = 3mm phía S2 Cho S dời theo phương song song với S1S2 phía S2 đoạn 3mm Vùng giao thoa rộng L =12mm Khi M cho vân sáng hay vân tối bậc mấy? A Vân tối bậc B Vân sáng bậc C Vân tối bậc D Vân sáng bậc Câu 20: (VD) Trong thí nghiệm I-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng đơn sắc có bước sóng λ chiếu vào mặt phẳng chứa hai khe hở S1, S2 hẹp, song song, cách 1mm cách nguồn sáng Đặt ảnh song song cách mặt phẳng chứa hai khe 1m Đặt trước khe S1 thủy tinh mặt phẳng song song có chiết suất n = 1,5, độ dày e  12 m Người ta đo độ dịch chuyển vân trung tâm khoảng cách vân sáng liên tiếp ước sóng ánh sáng dùng thí nghiệm là? A 0,75μm B 0,67μm C 750pm D 670pm >>Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa -GDCD tốt nhất! HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI CHI TIẾT THỰC HIỆN BAN CHUYÊN MÔN TUYENSINH247.COM 1.A 2.D 3.D 4.A 5.A 6.C 7.D 8.A 9.B 10.D 11.B 12.D 13.B 14.C 15.C 16.C 17.C 18.C 19.A 20.C Câu 1: P n p áp: Công thức xác định vị trí vân sáng bậc k: xs = ki = kλD/a Các : i D Khoảng vân: a  0, 6.1,5  1,8 mm 0,5 xM  5, 4mm  k.1,8  k  5, 3 1,8 => Tại M vân sáng bậc C ọn Câu 2: P n p áp: + Áp dụng biểu thức tính khoảng cách N vân sáng liên tiếp (N-1)i + Áp dụng biểu thức xác định tính chất, vị trí vân sáng - tối Các i: Ta có, có vân sáng => Khoảng cách vân sáng 8i = 7,2mm => i = 0,9mm Tại vị trí cách trung tâm 14,4mm = 16i => Vân sáng thứ 16 Chọn D Câu 3: P n p áp: + Áp dụng biểu thức tính khoảng vân i D a + Áp dụng biểu thức xác định tính chất, vị trí vân sáng - tối Các i: Ta có: i + Khoảng vân D 0,5.106.1   103 m  1mm 3 a 0,5.10 + Tại M: x = 3,5mm = 3,5i = (3 + 0,5) i => Tại M vân tối bậc 4 Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Chọn D Câu 4: P n p áp: Áp dụng lí thuyết giao thoa sóng ánh sáng, cơng thức tính khoảng vân i = λD/a Các : + Khi chưa dịch M: xM  2i  i  xM  D  a (1) + Khi dịch M xa đoạn 40 cm: xM  1,5i  i  xM  ( D  40)  1,5 a (2) xM D  40 i 1,5     D  120(cm) D i xM Từ (1) (2) ta có: + Khi dịch M lại gần đoạn 40 cm: xM  ki  i  xM  ( D  40)  k a (3) xM i D  40 2    k  k 3 i D xM k Từ (1) (3) ta có: Vậy M có vân sáng bậc C ọn Câu 5: P n p áp: Sử dụng cơng thức tính khoảng vân: Các i D a : Khoảng vân i 400.109.3  1, mm 103 Vị trí điểm M là: x = 8,3.i Khoảng vân i'  400.109.1,8  0, 72 mm 103 Vị trí điểm M là: x = 13,8.i’ Trong trình di chuyển, M chuyển thành vân tối ứng với giá trị: 8,5i; 9,5i; …;13,5i = lần C ọn Câu 6: Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! P n p áp: + Áp dụng công thức tính khoảng vân: i D a + Sử dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng: xS = ki Các i: Ta có: D 0, 48.106.2 i   0,64.103 m  0,64mm 3 a 1,5.10 + Khoảng vân i: + Vị trí vân sáng bậc ứng với k = ±2 là: xs2 = ±2i = ±2.0,64 = ±1,28mm Chọn C Câu 7: P n p áp: + Áp dụng cơng thức tính khoảng vân: i D a + Sử dụng công thức xác định vị trí vân tối: xt = (k + 0,5)i Các i: Ta có: i + Khoảng vân D 0, 64.106.2,5   3, 2.103 m  3, 2mm 3 a 0,5.10  x t (3)    0,5  i  8mm  x   3  0,5 i  8mm + Vân tối thứ kể từ vân sáng trung tâm ứng với k = k = -3  t (3) Chọn D Câu 8: P n p áp: + Áp dụng công thức tính khoảng vân: i D a + Áp dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng xs = ki Các i: Ta có: i + Khoảng vân: D 600.109.1   2.103 m  2mm 3 a 0,3.10 + Khoảng cách vân sáng bậc bậc là: 5i - 2i = 3i = 3.2 = 6mm Chọn A Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Câu 9: P n p áp: + Khoảng cách N vân sáng liên tiếp (N-1)i + Áp dụng công thức tính khoảng vân i: i + Áp dụng cơng thức tính tần số ánh sáng: Các D a f  c  i: Ta có: + Giữa hai vân sáng M N cách 22,5mm có 15 vân tối => đoạn MN có 16 vân sáng (kể M N) => MN = 22,5mm = 15i => i =1,5mm i + Khoảng vân i: D 0,8.103.1,5.103     0, 48.106 m a D 2,5 3.108 f    6, 25.1014 Hz 6  0, 48.10 + Tần số ánh sáng: c Chọn B Câu 10: P n p áp: + Áp dụng biểu thức xác định vị trí vân sáng : xs = ki +Áp dụng cơng thức tính khoảng vân i: i  Các D a i: Để vị trí cách vân trung tâm 2,5mm ta có vân sáng bậc tương đương với 2,5mm = 5i => i = 2mm Ta có: Khoảng vân Chọn D Câu 11: P n p áp: + Áp dụng cơng thức khoảng vân mơi trường có chiết suất n: i'  ikk n + Áp dụng biểu thức xác định vị trí vân sáng - tối Các i: Gọi : i, i’ khoảng vân ánh sáng khơng khí nước Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Ta có: i n i'  + + Khi đặt hệ khơng khí: xM = 3i xM  3i  3i '.n  i '  4i ' + Khi đặt hệ mơi trường nước: => Khi nhúng tồn hệ thống vào nước M vân sáng bậc Chọn B Câu 12: P n p áp: Sử dụng cơng thức tính khoảng vân Các : Ta có:  D1  D2  ; i2  i i i i2 i1       D1  100cm a a  D1 D1  20 i2  i1  D2  D1  D2  D1  20 D1 D2 a Khoảng cách hai khe:  D1 i1  0, 6mm C ọn D Câu 13: P n p áp: Sử dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối Các : D   xM  a  1mm    0,5.106  m   0,5 m   x  1,5   D  0,5 / 3  1mm  M a C ọn Câu 14: P n p áp: Sử dụng cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối Các :  5, 25.103  an đầu M quan sát vân sáng bậc 5 D   D  0,84 m 0,8.103 Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Di chuyển quan sát đến M vân tối lần thứ vân sáng M chuyển thành vân tối thứ 5, vân tối thứ di chuyển dần quan sát xa 5, 25.103  3,5 ( D  0, 75)    0, 48 m 0,8.103 C ọn C Câu 15: P n p áp: Sử dụng lí thuyết giao thoa ánh sáng Cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối: xs = kλD/a; xt = (k + ½)λD/a Các : + an đầu chưa di chuyển màn, khoảng cách hai khe đến D Khi xM = 5,25mm = 5i + Sau di chuyển xa 0,75m khoảng cách hai khe đến D + 0,75 (m) Khi M chuyển thành vân tối lần thứ  xM = 3,5i’ i ' 10 D ' D  0, 75     D  1, 75(m) i D D  => ước sóng: ia 1, 05.1   0, 6(  m) D 1, 75 C ọn C Câu 16: P n p áp: Sử dụng lí thuyết giao thoa sóng ánh sáng Cơng thức xác định vị trí vân sáng, vân tối: xs = kλD/a; xt = (k + ½)λD/a Các : - an đầu M cực đại giao thoa bậc k nên : xM  a k D   a  2k  D 1 a - Dịch xa hai khe thêm 1/7 m đến M vân tối lần thứ => vân tối M ứng với (k 1) (vì D tăng i tăng)  xM  a  1 1 1  1    k –1    D    a   k –    D    2 a  7 2  7   2 - Dịch xa hai khe thêm 16/35 m đến M vân tối lần thứ => vân tối M ứng với (k - 2)  a  xM   (k   )  2 16   35   a   k –1,5    D  0,   3 a D  Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! 1  2k  D   k  1,5    D    D  2k  7  - Từ (1) (2) suy : (4) - Từ (1) (3) suy : 2k  D   k  1,5    D  0,   1,5 D  0, 6k  0,9 (5) - Lập tỉ số (4) : (5) => k = => D = 1m C ọn C Câu 17: P n p áp: Vận dụng biểu thức tính khoảng vân: i D a H ớng dẫn gi i: Gọi i i’ khoảng vân ban đầu sau dời D, D’ khoảng cách hai khe lúc ban đầu sau dời Ta có: + an đầu: i D + Khi dời : a i'  D ' a Mặt khác, theo đầu bài: Khoảng vân tăng thêm 0,3mm khoảng cách hai khe thay đổi 0,5m => D '  D  D '  D  0,5 i ' i  0,3mm  i  D ' D  i a  i.a 0,3.103.103  ( D ' D)  i      0, 6.106 m a D ' D 0,5 a  Chọn C Câu 18: P n p áp: + Vận dụng công thức dịch chuyển nguồn sáng + Sử dụng biểu thức vị trí vân sáng - tối H ớng dẫn gi i: Ta có, dịch chuyển nguồn sáng S theo phương song song phía S2 10 Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Khi đó, vân trung tâm dịch chuyển đoạn x0  xD d phía S1 Ta có: OO '  x0 , để O chuyển từ cực đại sang cực tiểu  x0  (k  )i xD  1 1 d    k   i  x   k   i d 2 2 D    x min  1d i D (khi k = 0) Vậy để O chuyển từ cực đại sang cực tiểu S phải dịch chuyển đoạn tối thiểu:  x min  1d 0, i 3.103  0, 6.103 m  0, 6mm 2D 1,5 Chọn C Câu 19: P n p áp: + Vận dụng công thức dịch chuyển nguồn sáng + Sử dụng biểu thức xác định số vân sáng - tối H ớng dẫn gi i: Ta có, dịch chuyển nguồn sáng S theo phương song song phía S2 x M 11 Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! Khi đó, vân trung tâm dịch chuyển đoạn x0  xD 3.103.1,5   7,5.103 m d 0, phía S1 Sau dịch nguồn S, điểm M cách vị trí vân trung tâm đoạn: x '  x  x0  7,5   10,5mm Ta có: x '  10,5  3,5i  (3  0,5)i => Tại M vân tối bậc Chọn A Câu 20: P n p áp: + Khoảng cách n vân sáng (n-1)i H ớng dẫn gi i: M S1 O S2 Ta có: Khi đặt trước S1 thủy tinh mặt song song đó, hệ thống vân dịch chuyển đoạn : x0  (n  1)eD a phía S1 Theo đầu bài, ta có: khoảng dịch chuyển khoảng cách vân sáng liên tiếp Ta có, khoảng cách vân sáng liên tiếp là: 8i (n  1)eD D 8 a a (n  1)e (1,5  1).12.106    0, 75.106 m  0, 75m 8  x  8i  Chọn A 12 Truy cập trang http://Tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa – GDCD tốt nhất! ... c = 3 .10 8 m/s tần số ánh sáng nguồn S phát ℓà A f = 5 ,12 .10 15 Hz C f = 8,5 .10 16 Hz B f = 6,25 .10 14 Hz D f = 2,68 .10 13 Hz Câu 10 : (VD) Trong thí nghiệm Y-âng, người ta dùng ánh sáng đơn sắc có... CHUYÊN MÔN TUYENSINH247.COM 1. A 2.D 3.D 4.A 5.A 6.C 7.D 8.A 9.B 10 .D 11 .B 12 .D 13 .B 14 .C 15 .C 16 .C 17 .C 18 .C 19 .A 20.C Câu 1: P n p áp: Cơng thức xác định vị trí vân sáng bậc k: xs = ki = kλD/a... 40 m B 0,58 m C 0,6m D 0, 75 m Câu 18 : (VD) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe I-âng, cho D =1, 5m Nguồn sáng S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Khoảng cách từ S đến