5.2科學測量：用雙縫干涉測光的波長 同步練習（word版含答案）

5.2科學測量：用雙縫干涉測光的波長同步練習2021—2022學年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊 一、選擇題（共15題） 1．在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，小張同學通過測量頭的目鏡觀察紅光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對齊，如圖所示，若要使兩者對齊，小張同學應(yīng)如何調(diào)節(jié)（） A．僅順時針旋轉(zhuǎn)單縫 B．僅順時針旋轉(zhuǎn)雙縫 C．僅逆時針旋轉(zhuǎn)測量頭 D．僅逆時針旋轉(zhuǎn)整個遮光筒 2．“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗裝置如圖甲所示，某同學通過測量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)分劃板的中心刻線與亮條紋未對齊，如圖乙所示。下列操作中可使中心刻線與亮條紋對齊的是（　?。? A．僅轉(zhuǎn)動透鏡 B．僅轉(zhuǎn)動雙縫 C．僅轉(zhuǎn)動手輪 D．僅轉(zhuǎn)動測量頭 3．如圖所示，為雙縫干涉實驗裝置示意圖，其中雙縫位于圖中的（　　） A．甲處 B．乙處 C．丙處 D．丁處 4．在雙縫干涉實驗裝置中，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“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將雙縫干涉實驗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三個光學元件依次為（　?。? 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驗裝置的示意圖,其中S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏．實驗時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色濾光片,則在光屏P上可觀察到 （ ） A．紅光和藍光兩套干涉條紋 B．紅、藍相間的條紋 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,下部為藍光,不發(fā)生疊加 7．在光的雙縫干涉實驗中，能減小干涉條紋間距的做法是( ) A．改用頻率更小的光波 B．改用波長更長的光波 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)象并測量光的波長。下列說法中正確的是（　　） A．實驗裝置中的①②③元件分別為單縫、濾光片、雙縫 B．測量時測量頭分劃板的中心刻線應(yīng)與條紋的中心對齊 C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D．測量過程中誤將5個條紋間距數(shù)成6個，波長測量值偏大 10．如圖甲所示，是一雙縫干涉實驗的裝置示意圖，其中①是光源，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光進行實驗，在不調(diào)整實驗裝置的情況下，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．光學元件②是單縫、③是雙縫片、④是濾光片 B．a(chǎn)光波長小于b光的波長 C．在水中a光傳播的速度較大 D．若用a光照射某金屬時打不出光電子，則用b光照射該金屬時一定打不出光電子 11．一束含兩種頻率的單色光，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．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，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，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（稱洛埃鏡實驗）。洛埃鏡實驗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，光的波長為。則相鄰兩條亮條紋的中心間距是（　?。? A． B． C． D． 13．在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中（實驗裝置如圖），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，應(yīng)放上單縫和雙縫 B．為了減小測量誤差，可用測量頭測出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距 C．測量某條干涉亮條紋位置時，應(yīng)使測量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊 D．將濾光片放在單縫與雙縫之間將改變實驗結(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驗，在屏上觀察到a光的干涉條紋間距較大，則（　?。? A．a(chǎn)光波長較短 B．水對a光的折射率較大 C．a(chǎn)光在水中的傳播速度較大 D．a(chǎn)光從水中射向空氣時，全反射臨界角較小 15．如圖所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，一同學觀察到清晰的干涉條紋。若他對實驗裝置進行改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，但條紋間距變窄。以下改動可能會實現(xiàn)這個效果的是（　?。? A．僅將濾光片向右移動靠近單縫 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．僅將單縫向左移動少許 二、填空題（共3題） 16．在某次雙縫干涉實驗中，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點的路程差是9×10-7m，則實驗所使用的單色光源發(fā)出光的頻率是______． 17．如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，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，雙縫間距為d。 ①調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻度對準一條亮條紋的中心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寫出計算波長的表達式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．某同學利用如圖甲所示的裝置測量某種單色光的波長。實驗時，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驗 C．換用頻率更大的單色光做實驗 D．增大光源的光照強度 （2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，轉(zhuǎn)動測量頭的手輪當分劃板的中心刻線對準第1條亮紋的中心時讀數(shù)為x1，對準第5條亮紋的中心時讀數(shù)為x2。寫出計算波長的表達式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)和測得的數(shù)據(jù)，求解得到該單色光的波長λ=_______nm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 三、綜合題（共3題） 19．如果在雙縫干涉實驗的遮光筒內(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量的多少。 20．某同學在“用雙縫干涉測激光的波長”實驗中；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，為測量該激光的波長，測得雙縫間距為d（每個縫的寬度很窄，寬度可忽略），光屏到雙縫距離為L，現(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經(jīng)測量得出5條亮條紋之間的距離為a，求該激光的波長。 21．某同學按雙縫干涉實驗裝置安裝好儀器后，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少許，其他不動，實驗仍能成功嗎？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     348 19． 20． 21．能， 實驗仍能成功，因為干涉條紋是雙縫發(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少許時，根據(jù) L變小、d、λ均沒變，只是條紋間距變小