大同市实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案Word文档格式.docx
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大同市实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案Word文档格式.docx
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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.我们用以下装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验:
(1)在本实验中,需要利用关系式
来求解某色光的波长,其中L和d一般为已知量,所以测量
是本实验的关键,观察下面的图像,你认为在实际操作中
应选下列图中的________图(填写“甲”、“乙”)更为合适?
(2)而在实际操作中,我们通常会通过测n条亮纹间的距离取平均值的方法来减小测量误差。
已知实验所用的测量头由分划板、滑块、目镜、手轮等构成,使用50分度的游标卡尺。
某同学在成功观察到干涉图像后,开始进行数据记录,具体操作如下:
从目镜中观察干涉图像同时调节手轮,总共测量了5条亮纹之间的距离,初末位置游标卡尺的示数如图所示,则相邻两条亮纹的间距
________mm。
(3)若在实验当中,某同学观察到以下图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。
若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上。
下面操作中可行的有________。
A.调节拨杆方向
B.其他不动,测量头旋转一个较小角度
C.其他不动,遮光筒旋转一个较小角度
D.将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度
(4)在写实验报告时,实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出来,甲同学和乙同学分别画了移动目镜时的所观察到的初末两个视场区,你觉得__________的图像存在造假现象。
5.下图为研究电磁感应现象的实验装置,部分导线已连接.
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好____________________.
(2)在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:
将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将______________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”).
(3)研究双缝干涉现象时,如图1所示,调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心A,示数如图2所示,其读数为__________mm.移动手轮至另一条亮条纹中心B,读出其读数为27.6mm.已知双缝片与光屏间距为0.6m,所用双缝相距0.2mm,则所测单色光波长为_________m.
图1图2
6.如图是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置图:
(1)备有下列仪器:
A.白炽灯 B.双缝 C.滤光片 D.单缝 E.白色光屏
把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是:
A--____---_____---_____--E(填写字母代号)。
(2)
表示相邻亮条纹中心距离,d表示双缝间的距离,L表示双缝到光屏的距离,则计算波长的公式:
_________。
(3)已知双缝到光屏之间的距离L=500mm,双缝之间的距离d=0.50mm,单缝到双缝之间的距离s=100mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。
则入射光的波长λ=________m(结果保留两位有效数字)。
(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有________。
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B.增大双缝间距
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝到屏的距离
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.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图),单缝保持竖直方向,并选用缝间距为d的双缝屏。
从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。
接通电源使光源正常工作。
(1)组装仪器时,单缝和双缝的空间关系应该为____________。
A.a代表单缝,b代表双缝
B.a代表双缝,b代表单缝
C.二者相互平行放置
D.二者相互垂直放置
(2)将红色滤光片改为绿色滤光片,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,则_________。
A.条纹为横条纹
B.条纹为竖条纹
C.与红光相比条纹间距变窄
D.与红光相比条纹间距变宽
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时,游标尺的读数分别为x1、x2,则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。
(4)图为上述实验装置示意图。
S为单缝,S1、S2为双缝,屏上O点处为一条亮条纹。
若实验时单缝偏离光轴,向下微微移动,则可以观察到O点处的干涉条纹________。
A.向上移动B.向下移动C.间距变大D.间距变小
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
1.115.60.75变小变小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A位置读数为
[2]B位置读数为
[3]相邻两条纹间距为
。
(2)[4]由
解析:
115.60.75
变小变小
得
(3)[5]由
可知,其他条件保持不变时,双缝间距
变大,则条纹间距
变小。
[6]根据频率、光速与波长的关系可知,频率越大的光,波长
越小,所以其他条件保持不变时,改用频率较高的单色光照射,则条纹间距
2.CD13.8701.320
(1)[1].根据,为双缝间距,L为双缝到屏的距离,增大单缝到双缝的距离,干涉条纹间距不变,A错误;
将蓝色滤
CD13.8701.320
(1)[1].根据
,
为双缝间距,L为双缝到屏的距离,增大单缝到双缝的距离,干涉条纹间距不变,A错误;
将蓝色滤光片换成红色滤光片,由于红光的波长比蓝光长,干涉条纹间距变宽,B错误;
换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄,C正确;
去掉滤光片后,将观察到白光彩色的干涉条纹,D正确。
(2)[1][2][3].根据螺旋测微器的读数规则可知读数为13.870mm,第1条亮纹中心与第10条亮纹中心有9个间距,故
把数据代入
求得
3.BD不可以见解析
(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
B
D不可以见解析
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.甲图BC甲同学
(1)[1].在实际操作中标度线在明条纹中容易观察,则应选下列图中的甲图更为合适;
(2)[2].由图可知,初末位置游标
甲图
BC甲同学
(1)[1].在实际操作中标度线在明条纹中容易观察,则
应选下列图中的甲图更为合适;
(2)[2].由图可知,初末位置游标卡尺的示数分别为0.570cm和1.380cm,则相邻两条亮纹的间距
(3)[3].首先要明确各器件的作用,拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,因为已有清晰的干涉图样,所以不用调节;
题中所说出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行,应调节测量头使干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上,故应其他不动,测量头旋转一个较小角度;
或者其他不动,遮光筒旋转一个较小角度。
故选BC。
(4)[4].实验中移动目镜时,分刻板中心刻度线不应该移动,则甲同学的图像存在造假现象。
5.
(1)如图;
(2)向右偏(3)19.46.8×
10-7
(1)连接电路时应组成两个回路:
将大线圈和电流计串联形成一个回路;
将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串
(1)如图;
将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串联形成另一个回路即可,实物图如下图所示:
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明穿过线圈的磁通量增加,电流计的指针向右偏,合上开关后,将原线圈迅速从副线圈中插入时,穿过线圈的磁通量增加,电流计指针将向右偏;
(3)测量头工具为10分度的游标卡尺,故读数为:
19mm+4×
0.1mm=19.4mm;
根据条纹间距公式
可知,
,其中
,d=0.2mm,l=0.6m,代入数据得:
=6.8×
10-7m
【点睛】
(1)注意在该实验中有两个回路,一个由大线圈和电流计串联而成,另一个由电键、电源、小线圈串联而成;
(2)根据题意应用楞次定律分析答题;
(3)利用光的干涉实验测量波长的实验原理为:
,即:
,读出第一条手轮读数a1和第二条条纹手轮读数a2,再利用
求相邻条纹间距
,代入数据便可求解波长.
6.CDB6.4×
10-7AD
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过
CDB
6.4×
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过滤光片,再经过单缝形成单色光,再通过双缝,正确的排列顺序应该是ACDBE
(2)[4]根据双缝干涉条纹的间距公式
可得计算波长的公式
(3)[5]10刻度的游标卡尺的最小分度为0.1mm,A图读出主尺的刻度为1.1cm,游标尺上的第一刻度与上面对齐,所以读数为:
0.1×
1=0.1mm,总读数为:
1.1cm+0.1mm=11.1mm;
B图读出主尺的刻度为1.5cm,游标尺上的第6刻度与上面对齐,所以读数为:
6=0.6mm,总读数为:
1.5cm+0.6mm=15.6mm;
A与B之间的间隔是7个条纹,所以干涉条纹的宽度
根据
代入数据得
(4)[6]根据
可知,实验中发现条纹太密,可以通过增大双缝到屏的距离,增大波长,和减小双缝间距,故AD正确,BC错误。
故选AD。
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.ACBCA
(1)[1]AB.双缝的光来自于同一个单缝,因此单缝a距离光源更近,故A正确,B错误;
CD.双缝与单缝应该平行放置,才能观
ACBC
A
CD.双缝与单缝应该平行放置,才能观察到双缝干涉实验,故C正确,D错误。
故选AC。
(2)[2]AB.由于单缝保持竖直,条纹的方向与单缝平行,因此条纹竖直,故B正确,A错误;
CD.根据两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为
由于绿光的波长比红光的短,因此干涉条纹间距比红光的窄,故C正确,D错误。
(3)[3]由图可知,两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为
根据两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为
可得波长表达式
(4)[4]若实验时单缝偏离光轴向下微微移动,则主光轴变的倾斜,则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动,由
可知,条纹间距不变,选项A正确,BCD错误。
故选A。
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