《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案.docx
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《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.
(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.用双缝干涉测光的波长。
实验装置如图所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm。
用测量头来测量亮纹中心的距离。
测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图所示,则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm
(2)写出计算波长λ的表达式,λ=_________(用符号表示),λ=_____mm(保留三位有效数字)
3.某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中,将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,如图甲所示。
双缝间距d=0.20mm,测得屏与双缝间的距离L=500mm。
然后,接通电源使光源正常工作:
(1)某同学在测量时,转动手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心,如图乙所示,则游标卡尺的读数为_________cm;然后他继续转动手轮,使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心,若游标卡尺的读数为1.67cm,此时主尺上的________cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐;入射光的波长λ=_________m;
(2)若实验中发现条纹太密,可采取的改善办法有_________________(至少写一条)。
4.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,并选用缝间距d=0.4mm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=0.5m。
然后,接通电源使光源正常工作。
(1)由理论分析可知,波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹,其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=_____(字母表达式);
(2)用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板处于B位置时游标卡尺读数如图中所给出,则分划板在图中B位置时游标卡尺读数为xB=_____mm;
(3)若已知分划板处于A位置时,刻度为11.1mm,该单色光的波长λ=_____m(结果保留2位有效数字);
(4)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.仅将单缝远离双缝移动少许
C.仅将单缝与双缝的位置互换
D.仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
5.某同学设计一个测定激光波长的实验,装置如甲图所示.激光器发出的直径很小的红色激光进入一个一端装有双孔、另一端装有感光片的遮光筒,感光片上出现一排等距的亮点.
①这个现象说明激光具有____性.(选填“波动”或“粒子”).
②通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长.设双孔间距离为a=0.22mm,双孔到感光片的距离为L=1.0000m,用带10分度游标的卡尺测量感光片上的点的距离时,第1个光点到第4个光点的距离如乙图所示,相邻光点间的距离是_____mm.该激光的波长=___m.(保留2位有效数字)
6.用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离 d =0.20mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为 L =75.0cm,如图甲所示,实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示,则游标卡尺的读数 =________mm,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹,如图丁所示,此时游标卡尺的读数 =9.3mm,由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是________mm。
7.某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。
实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
回答下列问题:
(1)若想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距,该同学可__;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向远离双缝的方向移动
C.使用间距更大的双缝
(2)某次测量时,分划板在位置的示数如图乙所示,此时示数为__cm;若分划板在如图乙所示的位置的示数为2.59cm,则相邻条纹的间距为__cm;
(3)该次测量时,选用的双缝的间距为0.400mm,测得屏与双缝间的距离为1.20m,则所测单色光的波长为__nm(结果保留三位有效数字)。
8.如图所示,在“用双缝干涉量测光的波长”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毛玻璃。
(1)②、③、④三个光学元件依次为________。
A.滤光片、单缝、双缝
B.单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片
D.滤光片、双缝、单缝
(2)如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片,则相邻亮纹(暗纹)间的距离______。
A.变大B.变小C.不变D.可能变大可能变小
(3)若测得双缝与屏的距离为L=1.00m,双缝间距为d=1.5mm,第1条亮纹与第3条亮纹中心间的距离Δx=0.640mm,则对应光波的波长λ为____nm。
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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.
2.190或2.1917.869或7.8706.76×10-4
【解析】
【详解】
(1)[1].测第1条时固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×19.1=0.1
解析:
190或2.1917.869或7.8706.76×10-4
【解析】
【详解】
(1)[1].测第1条时固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×19.1=0.191mm,所以最终读数为2.191mm.
[2].测第4条时固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为0.01×36.9=0.369mm,所以最终读数为7.869mm.
(2)[3][4].根据双缝干涉条纹的间距公式,知
.
代入数据得:
3.112.3减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2].游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm;若游
解析:
112.3减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2].游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm;若游标卡尺的读数为1.67cm,此时主尺上的2.3cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐;
[3].条纹间距
则根据可得
(2)[4].若实验中发现条纹太密,即条纹间距太小,根据可采取的改善办法有:
减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据实验原理,则有
(2)[2]图中B位置时游标卡尺读数为
(3)[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
解析:
D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据实验原理,则有
(2)[2]图中B位置时游标卡尺读数为
(3)[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
(4)[4]A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间,、与d都不变,则不变,条纹数目不变,A错误;
B.仅将单缝远离双缝移动少许,、与d都不变,则不变,条纹数目不变,B错误;
C.仅将单缝与双缝的位置互换,将不能正常观察双缝干涉,C错误;
D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片,减小,与d都不变,则减小,条纹数目将有所增加,D正确。
故选D。
5.波动性2.87mm
【解析】
【详解】
①[1]这个现象是光的干涉现象.干涉现象是波独有的特征,所以说明激光具有波动性;
②[2]主尺读数为8mm,游标读数为0.1×6=0
解析:
波动性2.87mm
【解析】
【详解】
①[1]这个现象是光的干涉现象.干涉现象是波独有的特征,所以说明激光具有波动性;
②[2]主尺读数为8mm,游标读数为0.1×6=0.6mm,所以第一个光点到第四个光点的距离是8.6mm.第1到第4个光点的距离是8.6mm.
相邻光点间的距离是
[3]根据
可知
=6.3ⅹ10-7m
6.3
【解析】
【详解】
[1].图戊的示数主尺为:
0mm;游标尺的第3刻度与上面对齐,读数为0.1×3mm=0.3mm,总读数为0.3mm;
[2].根据得:
解析:
3
【解析】
【详解】
[1].图戊的示数主尺为:
0mm;游标尺的第3刻度与上面对齐,读数为0.1×3mm=0.3mm,总读数为0.3
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