《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案Word文档格式.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Word文档格式.docx
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2.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图,现要利用这套装置来测量某种单色光的波长。
(1)装置示意图中有三个电学元件的名称空缺,关于它们的说法正确的是_____。
A.①是双缝,③是滤光片
B.②是双缝,③是单缝
C.②是单缝,③是双缝
(2)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如图乙所示,双缝间距d=_____mm。
(3)图丙为实验得到的干涉条纹,用测量头测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离为
,已知双缝到光屏的距离为l,则所测单色光波长的计算式为
_____(用题中所给的字母表示)。
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对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图2所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图3),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距离为0.05mm双缝到屏的距离为1m,则图2中游标卡尺的读数为_________mm,则图4中游标卡尺的读数为________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.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)
5.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如图所示.双缝间的距离d=3mm.
(1)若测定红光的波长,应选用___色的滤光片.实验时需要测定的物理量有___和____.
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示,观察到第5条亮纹的位置如图(b)所示.则可求出红光的波长λ=____m.(保留一位有效数字)
6.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
7.某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A),游标卡尺的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B),游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距d=0.5mm,双缝到屏的距离l=1m,则:
图乙中游标卡尺的示数为__mm.图丁中游标卡尺的示数为__mm,所测光波的波长为__m(保留两位有效数字).
8.“用双缝干涉测光波长”实验中,实验装置如图甲所示:
为了观察红光的干涉图样,现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E、红色滤光片F等光学元件,
(1)为了保证实验能正常进行,需要依次放置光学元件,那么从左往右,表示各光学元件字母的正确排列顺序为:
C、D、____、A.
(2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,如图乙所示,若要使两者对齐,该同学应如何调节:
___
A.仅左右转动透镜
B.仅调节拨杆
C.仅旋转双缝
D.仅旋转测量头
(3)为了使测得单色光的条纹间距增大,在其它条件不变情况下,以下做法合适的是__
A.增大单缝与双缝间距
B.增大双缝与毛玻璃屏间距
C.增大两双缝间距离
D.增强光源亮度
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
1.红光滤色片(写滤光片也对)(10.34~10.40)mmABCC
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材“A”应为红光滤色片;
(2)[2].图乙中测
解析:
红光滤色片(写滤光片也对)(10.34~10.40)mmABCC
(2)[2].图乙中测量头的读数为:
10mm+18×
0.02mm=10.36mm;
(3)[3].A.根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知,安装器材的过程中,先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头,故A正确;
B.若要小灯泡正常发光,则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压,故B正确;
C.观察到条纹比较模糊,可能是单缝与双缝不平行,可以调节拨杆进行调整,故C正确;
D.测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合,故D错误.
(4)[4].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.
2.C2.05
【分析】
(1)[1]为获取单色线光源,光源后面要有滤光片、单缝、双缝,则①是滤光片,②是单缝,③是双缝,故AB错误,C正确。
故选C
(2)
C2.05
(2)[2]游标卡尺读数
(3)[3]相邻两亮条纹间距为
,由干涉条纹与波长间的关系可知
得
3.415.7减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)
[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数;
图2中主尺读出固定刻度读数为:
11
415.7减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)
11mm,游标尺第4刻线与主尺刻线对齐为:
,故读数为:
[2]同理图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐,故读数为:
故由图可知条纹间距为:
[3]实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度).
[4]根据双缝干涉的条纹间距公式:
计算得出:
4.波动性2.87mm
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
波动性2.87mm
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
5.红双缝到屏的距离ln条亮(或暗)纹间距离a7×
10-7
(1)[1][2][3]测红光波长选红色滤光片,因为红色滤光片能透过红光.据知
红双缝到屏的距离ln条亮(或暗)纹间距离a7×
(1)[1][2][3]测红光波长选红色滤光片,因为红色滤光片能透过红光.据
知需测双缝到屏的距离l和n条条纹间的距离a.
(2)[4]第1条亮纹的位置在0处,第5条亮纹的位置0.640mm,则
由条纹间距离
,代入数据,解得:
6.滤光片应在单缝挡板前面AC
(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
滤光片应在单缝挡板前面
AC
(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。
7.5018.006.6×
10﹣7
(1)游标卡尺的固定刻度读数为,游标尺上第10个刻度游标读数为,所以最终读数为:
;
(2)游标卡尺的固定刻度读数为,游标尺上第0个
5018.006.6×
(1)游标卡尺的固定刻度读数为
,游标尺上第10个刻度游标读数为
,所以最终读数为:
(2)游标卡尺的固定刻度读数为
,游标尺上第0个刻度游标读数为0,所以最终读数为:
(3)
,根据
,得:
.
点睛:
游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读,知道条纹间距的公式
8.F、E、BDB
(1)[1]为了获取单色的线光源,光源后面放一个透镜把光会聚(实验过程中可以不加),滤光片、单缝,单缝形成的相干线性光源经过双缝
F、E、BDB
(1)[1]为了获取单色的线光源,光源后面放一个透镜把光会聚(实验过程中可以不加),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,在光屏上可以观察到干涉条纹,因此,由左至右,各光学元件排列顺序应为白光光源C、透镜D、透红光的滤光片F、单缝E、双缝B、毛玻璃屏A,故为F、E、B.
(2)[2]发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,若要使两者对齐,该同学应旋转测量头,故ABC错误,D正确.
(3)[3]依据双缝干涉条纹间距规律:
,要使△x增大,可以增大双缝与毛玻璃屏间距L,或减小两双缝间距离d,还可以增大
,干涉条纹间距与单缝与双缝间距,及光的强度无关,故B正确,ACD错误.
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