《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案.docx
《《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案
《实验：
用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案
一、实验：
用双缝干涉测量光的波长实验题
1．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图甲所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹．
（1）根据实验装置知，②、③、④依次是______、______、______．
（2）某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图乙所示，此时螺旋测微器的读数为______mm．
（3）转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，再次从螺旋测微器上读数．若实验测得4条亮纹中心间的距离为∆x1=0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离为L=1.00m，则对应的光波波长λ=______mm．
2．
（1）在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示．
①转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm．
②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了白炽灯换成激光发射器以外，其他不必要的器材元件有________．
（2）在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜ABC，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．
正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图2甲、乙所示．在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_______（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n=_________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）．
3．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（如图甲），游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时（如图乙），游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为____________mm．图丁中游标卡尺的示数为__________mm．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________，所测光波的波长为________m．（保留两位有效数字）
4．
（1）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，可采取__________________或__________________的方法．
（2）如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________（选填数字代号）．
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm.
（4）如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是________m（取三位有效数字）．
5．英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏．
（1）该实验设置O屏的目的是____________________；
（2）呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________（填“甲”或“乙”）．
6．实验小组利用图甲所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。
（1）关于该实验，下列说法中正确的有___________。
A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．实验时，单缝与双缝应该相互垂直
C．实验时，屏上的干涉条纹与双缝相互垂直
D．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
（2）实验中，分划板中心刻度对齐某条纹中心时，手轮上的读数如图乙所示，其值为___________mm。
（3）实验中测量多条干涉条纹宽度的目的是___________；若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，波长的测量值将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
7．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中某同学将所有器材安装在如图甲所示的光具座上，已知实验中选用缝间距d=0.2mm的双缝，屏与双缝之间的距离L=0.60m。
然后接通电源使光源正常工作。
（1）以上安装的各器件位置存在的问题是：
______________________。
（2）已知测量头主尺的分度值是毫米，游标卡尺为10分度。
图乙为分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数，A对应的读数为___________m，相邻两个亮条纹之间的距离为___________m。
（3）发生干涉的光波波长为___________m。
（4）下列现象中能够观察到的有___________。
（填选项前的字母）
A．将滤光片由蓝色的换成红色的，涉条纹间距变宽
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．换一个两缝间距较大的双缝片，干涉条纹问距变窄
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
8．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中∶
（1）如图甲所示，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是_______（填选项前的字母）；
A．单缝、滤光片、双缝、光屏B．单缝、双缝、滤光片、光屏
C．滤光片、单缝、双缝、光屏D．滤光片、双缝、单缝、光屏
（2）以下操作中能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是________（填选项前的字母）；
A．将红色滤光片改为绿色滤光片B.增大双缝之间的距离
C．增大图中的b和d之间的距离D．增大图中的c和d之间的距离
（3）若她在另一次实验操作中，发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示，则____（填选项前的字母）。
A．此现象是单缝与双缝不平行造成的
B．此情形下波长的测量值大于真实值
C．通过调节拨杆能使中心刻线与干涉条纹方向一致
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、实验：
用双缝干涉测量光的波长实验题
1．单缝双缝遮光筒1.6804.8×10﹣4
【解析】
【详解】
（1）该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤
解析：
单缝双缝遮光筒1.6804.8×10﹣4
【解析】
【详解】
（1）该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏．注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上．根据∆x=
λ知，增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距，可以增加相邻亮纹（暗纹）间的距离．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.01×18.0mm=0.180mm，所以最终读数为1.680mm．
（3）由题意可知，相邻条纹间距为∆x=
=0.32mm，根据∆x=
λ得，
λ=
=
mm=4.8×10﹣4mm．
【点睛】
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∆x=
λ．
2．610滤光片和单缝乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]．第1亮条纹对应的螺旋测微器读数为0.1mm+0.01×4.5mm=0.045mm；第10亮条纹
解析：
610滤光片和单缝乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]．第1亮条纹对应的螺旋测微器读数为0.1mm+0.01×4.5mm=0.045mm；第10亮条纹对应的螺旋测微器读数为14.5mm+0.01×3.5mm=14.535mm，故相邻亮条纹之间的距离为
由于激光是单色的相干光源，所以不需要单缝和滤光片．
（2）[3][4]．设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：
对于甲图
对于乙图
可知仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率
.
【点睛】
知道双缝干涉实验的原理及操作步骤，以及掌握螺旋测微器的读数方法；几何光学的实验要理解实验原理，正确作出光路图，结合折射定律进行求解．
3．616.6减小误差6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的
解析：
616.6减小误差6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据
求得
4．滤光片单缝双缝增大双缝到光屏间的距离（或选用较长的遮光筒）减小双缝之间的距离②③1.6105.37×10－7
【解析】
【详解】
（1
解析：
滤光片单缝双缝增大双缝到光屏间的距离（或选用较长的遮光筒）减小双缝之间的距离②③1.6105.37×10－7
【解析】
【详解】
（1）[1][2][3]由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．
[4][5]由Δx＝
λ可知，要增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，可采取的办法有：
增大双缝到光屏间的距离（或选用较长的遮光筒）；②减小双缝之间的距离．
（2[6]）由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.
（3）[7]甲图固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为0.01×4.5=0.045mm，所以最终读数x1=0.045mm，图乙中固定刻度读数为14.5mm，可动刻度读数为0.01×3.5mm=0.035mm，则x2=14.535mm．它们的差值是14.490mm，
中间跨越了10－1＝9个亮条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是
Δx＝
mm＝1.610mm.
（4）[8]根据
则光的波长：
λ＝
＝5.37×10－7m.
5．
（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光）
（2）乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在干涉实验中，两光的频率需相同，则O屏的作用是得到相干光源．
（2）因为干涉图样应与双孔平行
解析：
（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光）
（2）乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在干涉实验中，两光的频率需相同，则O屏的作用是得到相干光源．
（2）因为干涉图样应与双孔平行，则乙图样是正确的．
6．AD2.280（2.279~2.282都算对）减小实验误差偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。
【详解】
[1]A．根据双缝干涉实验原理，实验
解析：
AD2.280（2.279~2.282都算对）减小实验误差偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。
【详解】
[1]A．根据双缝干涉实验原理，实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；
B．单缝作用是产生与双缝平行的线状光源，故B错误；
C．干涉条纹与双缝平行，故C错误；
D．入射光波长变长，条纹间距变大，故D正确。
故选AD。
[2]根据螺旋测微仪的读数原则，读数为
2mm+0.01
28.0mm=2.280mm
[3]因单条条纹较窄读数时相对误差大，通过测量多条干涉条纹宽度减小实验误差。
[4]根据双缝干涉实验计算公式
条纹间距为总宽度除以条纹间距数。
若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，算得的条纹间距偏小，波长也偏小。
7．滤光片应在单缝挡板前面AC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]滤光片应在单缝挡板前面。
（2）[2][3]图A游标卡尺主尺读数为，游标尺读数为
因此
解析：
滤光片应在单缝挡板前面
AC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]滤光片应在单缝挡板前面。
（2）[2][3]图A游标卡尺主尺读数为
，游标尺读数为
因此游标卡尺读数为
同理可得图B的读数为
。
因此条纹间距为
（3）[4]根据
代入数据得
（4）[5]A．根据双缝干涉条纹的间距公式
可知，将滤光片由蓝色换成红色，频率将减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确；
B．根据双缝干涉条纹的间距公式
可知，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误；
C．根据双缝干涉条纹的间距公式
换成一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确；
D．去掉滤光片后，通过单缝和双缝的光变成白色光，白色光通过双缝后，仍能发生干涉现象，故D错误。
故选AC。
8．CDB
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此、、、元件依次为滤光片
解析：
CDB
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此
、
、
、
元件依次为滤光片、单缝、双缝和光屏，故C正确，A、B、D错误；
故选C；
（2）[2]A．根据双缝干涉的条纹间距公式
可知，将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变小，则双缝干涉条纹的间距变小，故A错误；
B．根据双缝干涉的条纹间距公式
可知，增大双缝之间的距离
，双缝干涉条纹间距变小，故B错误；
CD．增大图中的
和
的距离，即增大双缝与光屏间的距离
，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知，双缝干涉条纹间距变大；但增大图中的
和
之间的距离，双缝与光屏间的距离
不一定增大，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知双缝干涉条纹间距不一定变大，故C错误，D正确；
故选D；
（3）[3]A．图所示出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行，应调节测量头使干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上；若单缝与双缝不平行，在光屏上却观察不到干涉图样，故A错误；
B．此情形将造成条纹间距
的测量值偏大，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知波长的测量值将偏大，故B正确；
C．调节拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，图已有清晰的干涉图样，所以不用调节，故调节拨杆不能把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上，故C错误；
故选B。
升级会员 