镇江市 《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题.docx

镇江市 《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题.docx

《镇江市 《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《镇江市 《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

镇江市《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题

镇江市《实验：

用双缝干涉测量光的波长》测试题

一、实验：

用双缝干涉测量光的波长实验题

1．

（一）在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验（如图）后，某同学得出下列几种结论中，说法正确的是_______________

A．玻璃砖的宽度适当选大些

B．入射角应尽量小些，防止在另一侧面发生全反射

C．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些

D．入射角越大越好，这样测量误差能尽可能的减小

E.玻璃砖的折射率与入射角有关，入射角越大，测得折射率越大

F.玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数

G.玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的比值是一个常数

（二）做“用双缝干涉测光的波长”实验中，使用的双缝间距d＝0.20mm，双缝到光屏的距离L＝600mm，观察到的干涉条纹如图所示．

（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1＝________mm，x2＝________mm；

（2）相邻亮纹的间距△x________mm；

（3）计算单色光的波长的公式λ＝________（用L、d、x1、x2表示）；

（4）代入数据计算单色光的波长λ＝_______m（结果保留两位有效数字）．

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．同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是__________；

A.将单缝向双缝靠近

B.将屏向靠近双缝的方向移动

C.将屏向远离双缝的方向移动

D.使用间距更小的双缝

（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长

_________；

（3）若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_________；

A.屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹

B.屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹

C.屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹

D.屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹

（4）随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。

现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_________（选填“可以”或“不可以”）预测；

②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。

请说明你的观点及依据________________。

4．小沈同学进行“用双缝干涉测波长”的实验，

（1）其中部分器材如下：

A．白炽灯B．凸透镜C．单缝片

D．滤光片E.测量头F。

双缝片

将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是（填字母）：

A、B、___________、___________、F、E

（2）某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是___________

A．增加光源的功率B．将毛玻璃换成透明玻璃

C．换一个面积更大的凸透镜D．调节测量头的位置

（3）下列图示中条纹间距表示正确的是___________。

A．

B．

C。

D．

（4）如图所示是小沈同学改为参考课本上”用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。

比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中的___________

A．单缝与双缝的缝距一定较大

B．光强度较小

C．光源离双缝的距离较大

D．双缝离光传感器的距离可能较小

5．利用双缝干涉实验装置测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。

则相邻亮条纹的中心间距∆x=_______mm；红色光的波长λ=______m。

（结果均保留三位有效数字）

6．在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，从仪器注明的规格可知，双缝间距d=0.20mm．现测得像屏与双缝屏间的距离L=60.0cm．然后，接通电源使光源正常工作．

（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米（mm），游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，映入眼帘的干涉条纹如图所示，他将分划板上的三条竖线对准a条纹，此时游标尺上的读数为x1=3.60mm；接着再转动手轮，将分划板上的三条竖线对准b条纹，此时游标尺上的读数如左图，则x2=_________mm．

（2）两个相邻亮纹（或暗纹）间距离的表达式为Δx=_________（用x1、x2表示）；这种色光的波长的表达式λ=____________（用Δx、L、d表示）．利用上述测量结果，代入数据经计算可得λ=_____________m（保留三位有效数字）．

7．

（1）如图1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光源、滤光片、________（填写相应的器材）、双缝、遮光筒、光屏。

某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是_________。

A．换用紫色的滤光片

B．换用红色的滤光片

C．使光源离双缝距离近一些

D．使光屏离双缝距离远一些

（2）选用缝间距为d的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离为L。

然后，接通电源使光源正常工作。

①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。

某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2（a）所示，图2（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2（b）中游标尺上的读数

；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3（a）所示，此时图3（b）中游标尺上的读数

______________；

②观察图2、图3，

为__________个暗条纹的宽度。

③在已知条纹间距为

，双缝间距d，像屏与双缝屏间的距离为L的情况下，这种色光的波长

_____________（用所给字母表示）。

8．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用双缝间距d=0.20mm的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。

接通电源使光源正常工作。

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。

某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。

利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的单色光的波长λ=________m（保留2位有效数字）。

②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。

若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。

以下改动可能实现这个效果的是________。

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间

B．仅将单缝与双缝的位置互换

C．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片

【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．ACF2.190（±0.02）7.868（±0.02）1.420（±0.02）4.7×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．A、为了减

解析：

ACF2.190（±0.02）7.868（±0.02）1.420（±0.02）

4.7×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．A、为了减小测量的误差，玻璃砖的宽度适当大一些，故A正确．B、D、为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，B，D均错误．C、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些；C正确．E、F、G、玻璃砖的折射率是由玻璃本身的材料决定，与光的入射角和折射角无光，根据折射定律知折射率等于入射角的正弦与折射角的正弦之比，故E、G错误，F正确．故选ACF．

（2）[2][3]．螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.01×19.0=0.190mm，两者相加为2.190mm（2.188~2.192）．

螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.01×36.8=0.368mm，两者相加为7.868mm（7.866~7.870）．

[4]．根据条纹图可知

（3）[5][6]．根据干涉的条纹公式

，可得

，

代入数据可得

.

【点睛】

测定玻璃折射率的实验关键掌握实验原理折射定律；研究双缝干涉实验的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及双缝干涉条纹的间距公式

.

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．BD不可以见解析

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为

为减小相邻亮条纹（暗条

解析：

B

D不可以见解析

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为

为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B正确，ACD错误。

故选B。

（2）[2]第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为：

则单色光的波长为：

（3）[3]如果没有插滤光片，各种颜色的光都会发生干涉，在光屏的中央出现白色条纹，两边是彩色条纹，故D正确，ABC错误。

故选D。

（4）①[4]在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点不可以预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波；

②[5]只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能。

根据爱因斯坦的光电效应方程

，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关。

因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变。

4．DCACCD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：

白色光源、凸透镜、滤光片、单

解析：

DCACCD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：

白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头．将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是：

A、B、D、C、F、E；

（2）[2]．为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的光子数目增多；

A．当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A正确；

B．将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B错误；

C．将放大镜A换一个面积更大的放大镜，则光的强度的增强，导致亮度增加，故C正确；

D．调节测量头的位置，亮度不变，故D错误。

故选AC。

（3）[3]．干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C是正确的，图ABD错误．

故选C。

（4）[4]．由图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据

可知：

A.单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响，选项A错误；

B.光强度对条纹间距无影响，选项B错误；

C.光源离双缝的距离对条纹间距无影响，选项C错误；

D.双缝离光传感器的距离l较小，则条纹间距较小，选项D正确；

故选D。

5．36

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]图乙螺旋测微器固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为，两者相加为2.320mm，图丙螺旋测微器固定刻度读数为18.5mm，可动刻度读数为

解析：

36

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]图乙螺旋测微器固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为

，两者相加为2.320mm，图丙螺旋测微器固定刻度读数为18.5mm，可动刻度读数为

，两者相加为18.870mm，所以

依据双缝干涉条纹间距规律可得

6．60mm

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm，所以最终读数为．

（2）[2][3][

解析：

60mm

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm，所以最终读数为

．

（2）[2][3][4]两个相邻明纹（或暗纹）间的距离

根据

得

；

7．单缝BD15.026

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据实验原理，即可确定，再依据双缝干涉条纹间距公式，若要增加条纹宽度，则分析即。

（2）根据可知要求

解析：

单缝BD15.026

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据实验原理，即可确定，再依据双缝干涉条纹间距公式

，若要增加条纹宽度，则分析即。

（2）根据

可知要求波长

，已知L和d，则必需知道条纹间距

，根据图2（a）指示的为第0条亮条纹中央所在的位置，而图3（a）指示的为第6条亮条纹中间所在的位置。

故图2（a）中亮条纹与图3（a）中亮纹间的间隔为6个，从而求出

，最后求出

。

本题关键根据双缝干涉条纹间距公式

列式分析，要明确公式中的各个物理量的含义。

【解答】

（1）[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。

[2]根据

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，若将黄色滤光片改成红色滤光片，则

变大，故条纹间距变大。

选项BD正确，AC错误。

故选BD。

（2）①[3]由3（b）知

②[4]观察图2、图3，很容易得到图中暗纹2（a）与图3（a）中暗纹间的间隔为6个；

③[5]由

得

8．35C

【解析】

【分析】

【详解】

①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：

0mm+0.05×7=0.

解析：

35

C

【解析】

【分析】

【详解】

①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：

0mm+0.05×7=0.35mm；

[2]．A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则

根据公式

得

②[3]．对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小。

由公式

，则有：

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则△x不变，故A错误；

B．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故B错误；

C．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则△x减小，故C正确。

故选C。