5.2科學(xué)測(cè)量：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng) 同步練習(xí)（word版含答案）

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1、5.2科學(xué)測(cè)量：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊(cè) 一、選擇題（共15題） 1．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)通過測(cè)量頭的目鏡觀察紅光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，如圖所示，若要使兩者對(duì)齊，小張同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)（） A．僅順時(shí)針旋轉(zhuǎn)單縫 B．僅順時(shí)針旋轉(zhuǎn)雙縫 C．僅逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭 D．僅逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)整個(gè)遮光筒 2．“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某同學(xué)通過測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)分劃板的中心刻線與亮條紋未對(duì)齊，如圖乙所示。下列操作中可使中心刻線與亮條紋

2、對(duì)齊的是（　?。? A．僅轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡 B．僅轉(zhuǎn)動(dòng)雙縫 C．僅轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 D．僅轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭 3．如圖所示，為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中雙縫位于圖中的（　?。? A．甲處 B．乙處 C．丙處 D．丁處 4．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，正確的說法是（???????）．A．光源必須發(fā)出單色光 B．光經(jīng)過單縫成為單色光 C．光經(jīng)過雙縫成為兩束振動(dòng)情況完全相同的光 D．兩束光只在屏上發(fā)生干涉 5．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖所示，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。接通電源使光源正常工作。M、N、P三個(gè)光學(xué)元件依

3、次為（　?。? A．濾光片、單縫片、雙縫片 B．濾光片、雙縫片、單縫片 C．偏振片、單縫片、雙縫片 D．雙縫片、偏振片、單縫片 6．如圖所示是一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,其中S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏．實(shí)驗(yàn)時(shí)用白光從左邊照射單縫S,可在光屏P上觀察到彩色的干涉條紋．現(xiàn)在S1、S2的左邊分別加上紅色和藍(lán)色濾光片,則在光屏P上可觀察到 （ ） A．紅光和藍(lán)光兩套干涉條紋 B．紅、藍(lán)相間的條紋 C．兩種色光相疊加,但不出現(xiàn)干涉條紋 D．屏的上部為紅光,下部為藍(lán)光,不發(fā)生疊加 7．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，能減小干涉條紋間距的做法是( ) A．改用頻率更小的光波 B．改用波

4、長(zhǎng)更長(zhǎng)的光波 C．減小雙縫間距 D．減小雙縫與光屏間距 8．頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是（　?。? A．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 B．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角大于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 C．單色光1和單色光2分別用同一裝置研究光的干涉，單色光2的干涉條紋間距較大 D．單色光1和單色光2分別用同一裝置研究光的干涉，單色光1的干涉條紋間距較大 9．利用圖示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)。下列說法中正確的是（　?。? A．實(shí)驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為單縫、濾光片

5、、雙縫 B．測(cè)量時(shí)測(cè)量頭分劃板的中心刻線應(yīng)與條紋的中心對(duì)齊 C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D．測(cè)量過程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，波長(zhǎng)測(cè)量值偏大 10．如圖甲所示，是一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，其中①是光源，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在不調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的情況下，分別得如圖乙、丙所示的干涉圖樣：乙圖是a光照射的圖樣，丙圖是b光照射的圖樣。則（　?。? A．光學(xué)元件②是單縫、③是雙縫片、④是濾光片 B．a(chǎn)光波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．在水中a光傳播的速度較大 D．若用a光照射某金屬時(shí)打不出光電子，則用b光照射該金屬時(shí)一定打不出光電子 11．一束含兩種頻率

6、的單色光，平行于底邊照射等腰三棱玻璃磚側(cè)面，從另一側(cè)面又平行射出，光線分為a、b兩束，如圖所示。下列說法正確的是（　?。? A．a(chǎn)光的頻率小于b光的頻率 B．a(chǎn)光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度 C．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距小于b光的條紋間距 D．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大于b光的臨界角 12．1834年，洛埃利用單面鏡得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，為單色光源，為一平面鏡。發(fā)出的光直接照在光屏上，同時(shí)發(fā)出的光通過平面鏡反射在光屏上。設(shè)光源到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為和，光的波長(zhǎng)為。則相鄰兩

7、條亮條紋的中心間距是（　?。? A． B． C． D． 13．在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖），下列說法正確的是（?????） A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫 B．為了減小測(cè)量誤差，可用測(cè)量頭測(cè)出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距 C．測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊 D．將濾光片放在單縫與雙縫之間將改變實(shí)驗(yàn)結(jié)果 14．用a和b兩種單色光依次在同一雙縫干涉裝置上做實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到a光的干涉條紋間距較大，則（　?。? A．a(chǎn)光波長(zhǎng)較短 B．水對(duì)a光的折射率較大 C．a(chǎn)光在

8、水中的傳播速度較大 D．a(chǎn)光從水中射向空氣時(shí)，全反射臨界角較小 15．如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，一同學(xué)觀察到清晰的干涉條紋。若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改動(dòng)后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，但條紋間距變窄。以下改動(dòng)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果的是（　?。? A．僅將濾光片向右移動(dòng)靠近單縫 B．僅將單縫與雙縫的位置互換 C．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片 D．僅將單縫向左移動(dòng)少許 二、填空題（共3題） 16．在某次雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，Q處是中央亮紋P往上數(shù)的第二條暗紋，已知從雙縫S1和S2發(fā)出的兩束相干光到Q點(diǎn)的路程差是9×10-7m，則實(shí)

9、驗(yàn)所使用的單色光源發(fā)出光的頻率是______． 17．如圖甲所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉儀按要求安裝在光具座上，已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng)，雙縫間距為d。 ①調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻度對(duì)準(zhǔn)一條亮條紋的中心A，示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為x1=____________mm。移動(dòng)手輪至另一條亮條紋的中心B，讀出其讀數(shù)為x2. ②寫出計(jì)算波長(zhǎng)的表達(dá)式λ=____________（用x1、x2、L、d表示）。 ③若將濾光片由綠色換成紅色，其他條件不變，則屏上干涉條紋的間距將____________（填“增大”“減小”或“不變”）。 18．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測(cè)量某

10、種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}： （1）該同學(xué)從目鏡中觀察到干涉條紋，若想使干涉條紋更寬一些，可以_______（填選項(xiàng)前面的字母） A．減小單縫與雙縫之間的距離 B．使用間距更小的雙縫做實(shí)驗(yàn) C．換用頻率更大的單色光做實(shí)驗(yàn) D．增大光源的光照強(qiáng)度 （2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪當(dāng)分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋的中心時(shí)讀數(shù)為x1，對(duì)準(zhǔn)第5條亮紋的中心時(shí)讀數(shù)為x2。寫出計(jì)算波長(zhǎng)的表達(dá)式λ=_______（利用給出的字母表示）。 （3）若已知雙縫間距d=2.0×10-4m，雙縫

11、到屏的距離l=0.9m，x1=2.000mm，x2的讀數(shù)如圖乙所示，則x2=_______mm。 （4）根據(jù)已知數(shù)據(jù)和測(cè)得的數(shù)據(jù)，求解得到該單色光的波長(zhǎng)λ=_______nm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 三、綜合題（共3題） 19．如果在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的遮光筒內(nèi)充滿某種透明介質(zhì)（折射率為n），保持入射光源、雙縫間距、雙縫到屏的距離都不變，則屏上相鄰兩明（暗）條紋的間距變?yōu)樵瓉碓诳諝庵袦y(cè)量的多少。 20．某同學(xué)在“用雙縫干涉測(cè)激光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中；如圖甲所示，若將激光束照在雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖乙圖樣的平行且等寬的明暗相間的條紋，為測(cè)量該激光的波長(zhǎng)，測(cè)得雙縫間距為d（每個(gè)縫的寬度很窄

12、，寬度可忽略），光屏到雙縫距離為L(zhǎng)，現(xiàn)使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對(duì)齊，經(jīng)測(cè)量得出5條亮條紋之間的距離為a，求該激光的波長(zhǎng)。 21．某同學(xué)按雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得了成功，若他在此基礎(chǔ)上將遮光筒內(nèi)的光屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許，其他不動(dòng)，實(shí)驗(yàn)仍能成功嗎？為什么？ 參考答案： 1．C 2．D 3．C 4．C 5．A 6．C 7．D 8．C 9．B 10．C 11．C 12．C 13．C 14．C 15．C 16．5×1014 17．???? 19. 4???? ???? 增大 18．???? B???? ???? 8.257～8.259都對(duì)???? 348 19． 20． 21．能， 實(shí)驗(yàn)仍能成功，因?yàn)楦缮鏃l紋是雙縫發(fā)出的光疊加的結(jié)果，雙縫后面的區(qū)域處處存在疊加，遮光筒內(nèi)的光屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許時(shí)，根據(jù) L變小、d、λ均沒變，只是條紋間距變小