实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案.docx
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实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案
实验:
用双缝干涉测量光的波长试题(含答案)
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.
(1)利用甲图所示装置研究光的某些现象,下列说法正确的是______。
A.若在光屏上得到的图样如(a)图所示,则光源和光屏间放置的是单缝挡板
B.若光源和光屏间放置的是双缝挡板,光源由红光换作蓝光后,图样的条纹宽度会变窄
C.若光源和光屏间放置的是三棱镜,光源能发出红、绿、紫三色光,则红光最有可能照射不到光屏上
D.若光源和光屏间放置的是三棱镜,光源能发出红、绿、紫三色光,则紫光最有可能照射不到光屏上
(2)用双缝干涉测量某单色光的波长时,所得图样如乙图所示,调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心,测量头卡尺的示数如丙图所示,其读数为______mm,移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心,测量头卡尺的示数为18.6mm。
已知双缝挡板与光屏间距为0.6m,双缝相距0.2mm,则所测单色光的波长为______m。
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.英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象.图中M为光源,N是有一个小孔的屏,O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏,两小孔与N上小孔的距离相同;P为像屏.
(1)该实验设置O屏的目的是____________________;
(2)呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________(填“甲”或“乙”).
4.用双缝干涉测光的波长,实验中采用双缝干涉仪,它包括以下元件(其中双缝和光屏连在遮光筒上):
A.白炽灯 B.单缝片 C.光屏 D.双缝 E.滤光片
(1)把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:
________;
(2)在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比,△x1________△x2(填“>”、“=”或“<”).若实验中红光的波长为630nm,双缝与屏幕的距离为1.00m,测得第l条到第6条亮条纹中心问的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为________mm.
5.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图1所示。
(1)对于单色光,下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是______。
A.把③向左侧移动少许
B.把⑤向右侧移动少许
C.将绿色滤光片改为红色滤光片
D.增大双缝之间的距离
(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图2所示。
然后转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图3中手轮上的示数为______mm,求得相邻亮纹的间距Δx为______mm。
(3)已知双缝间距为0.2mm,双缝到屏的距离为0.7m,则所测光的波长为______nm。
6.
(1)利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验,下列说法错误的是(________)
A.“探究速度随时间变化规律”的实验中,不需要平衡摩擦力
B.探究“功和速度变化关系”的实验中,只打出一条纸带不能进行探究
C.探究“加速度和力、质量的关系”实验中,物块的质量应远小于小车和砝码的总质量
D.利用该实验装置,只要平衡摩擦力,就可以用来“探究机械能守恒定律”实验
(2)在探究“加速度和力、质量的关系”实验中,打出了一条纸带,如图所示,已知打点计时器的频率为50Hz,则小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图丙所示。
①小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰,他通过左右调节拨杆,改变______(选填“滤镜”、“单缝”或“双缝”)的方向,成功观察到实验现象。
②小李同学已经测量出其中3个距离L1、L2、L3,分别为光源到单缝、单缝到双缝、双缝到毛玻璃的距离,又测出第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a,已知双缝间的距离d,则产生干涉条纹的光的波长为______(用题中所给字母表示)。
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.如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图
(1)下图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的④是________。
(2)以下哪些操作能够增大光屏上和相邻两条纹之间的距离_________(填字母)
A.增大③和④之间的距离
B.增大④和⑤之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片
D.增大双缝之间的距离
(3)在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图a所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹中心,这时手轮上的示数如图b所示,图b中示数____mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为____m.(计算波长结果保留二位有效数字)
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一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.BD11.46.0×10-7
【解析】
【详解】
(1)[1]A.若在光屏上得到的图样如(a)图所示为干涉条纹,则光源和光屏间放置的是双缝挡板,不是单缝,A错误;
B.若光源
解析:
BD11.46.0×10-7
【解析】
【详解】
(1)[1]A.若在光屏上得到的图样如(a)图所示为干涉条纹,则光源和光屏间放置的是双缝挡板,不是单缝,A错误;
B.若光源和光屏间放置的是双缝挡板,光源由红光换作蓝光后,依据干涉条纹间距公式
可知,波长变短,图样的条纹宽度会变窄,B正确;
C.若光源和光屏间放置的是三棱镜,光源能发出红、绿、紫三色光,红光偏折最小,则红光最有可能照射到光屏上,C错误;
D.若光源和光屏间放置的是三棱镜,光源能发出红、绿、紫三色光,紫光偏折最大,则紫光最有可能照射不到光屏上,D正确。
故选BD。
(2)[2][3]由图丙所示可知,游标卡尺示数为:
11mm+4×0.1mm=11.4mm
条纹间距为:
m
由双缝干涉条纹公式有:
代入数据解得:
m
2.C2.05
【解析】
【分析】
【详解】
(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)
解析:
C2.05
【解析】
【分析】
【详解】
(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)[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.
(1)获得相干光源(或产生频率相同的两束光)
(2)乙
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在干涉实验中,两光的频率需相同,则O屏的作用是得到相干光源.
(2)因为干涉图样应与双孔平行
解析:
(1)获得相干光源(或产生频率相同的两束光)
(2)乙
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在干涉实验中,两光的频率需相同,则O屏的作用是得到相干光源.
(2)因为干涉图样应与双孔平行,则乙图样是正确的.
4.AEBDC>0.3
【解析】
【分析】
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样;
(2)首先判断红光和绿光的波长关
解析:
AEBDC>0.3
【解析】
【分析】
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样;
(2)首先判断红光和绿光的波长关系,结合公式
,即可得知红光的干涉条纹间距
与绿光的干涉条纹间距
之间的关系,对题干中的数据先进行单位换算,利用公式
即可计算出双缝间的距离.
【详解】
(1)在光具座上从左向右,应该是光源、滤光片、单缝、双缝、光屏,
故自光源起合理的顺序是:
AEBDC.
(2)红光的波长大于绿光的波长,由公式
,可知红光的干涉条纹间距
与绿光的干涉条纹间距
相比,
>
,因
=630nm=6.3×10-7m,x=10.5mm=1.05×10-2m由公式
得:
=0.3mm
【点睛】
对于该题,要熟练的掌握七种颜色的光之间的频率关系和波长的关系,了解公式
物理量的含义,会应用该公式进行相关的计算和定性的分析,解答问题时,要注意单位的换算.
5.BC13.7802.310660
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A.把③向左侧移动少许,由可知,条纹间距不变,故A错误;
B.把⑤向右侧移动少许,L变大,
解析:
BC13.7802.310660
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A.把③向左侧移动少许,由
可知,条纹间距不变,故A错误;
B.把⑤向右侧移动少许,L变大,由
可知,条纹间距变大,故B正确;
C.将绿色滤光片改为红色滤光片,波长λ变大,由
可知,条纹间距变大,故C正确;
D.增大双缝之间的距离d,由
可知,条纹间距减小,故D错误。
故选BC;
(2)[2][3]由图2所示可知,螺旋测微器示数为
由图3所示可知,螺旋测微器示数为
条纹间距
(3)[4]由双缝干涉条纹间距公式
可知,波长
6.BD0.8单缝
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A.此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.探究“功和速度变化关系
解析:
BD0.8单缝
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A.此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.探究“功和速度变化关系”的实验中,实验操作正确,打出一条纸带就能进行探究,故B错误,符合题意;
C.探究“加速度和力、质量的关系”实验中,物块的质量应远小于小车和砝码的总质量,才能保证小车受到的拉力等于物块的重力,故C正确,不符合题意;
D.虽然平衡了摩擦力,但摩擦力并没有消失,在物块运动的过程中有摩擦力做功,故系统机械能不守恒,所以不能用此装置验证系统机械能守恒。
故D错误,符合题意。
故选BD。
(2)[2]打点计时器的交变电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点计时点,故相邻两个计数点之间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
由逐差法求加速度
(3)[3]小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰,他通过左右调节拨杆,改变单缝的方向。
[4]第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a,则相邻两个亮条纹的间距
根据
得
7.5018.006.6×10﹣7
【解析】
(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
解析:
5018.006.6×10﹣7
【解析】
(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.双缝B10.294
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的④是双缝;
(2)[2].依据条纹间距公式知:
A.△x与单缝和双缝
解析:
双缝B10.294
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1].图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的④是双缝;
(2)[2].依据条纹间距公式
知:
A.△x与单缝和双缝间的距离无关,故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离,故A错误;
B.增大④和⑤之间的距离l,由上式知,可增大相邻两条亮纹之间的距离,故B正确;
C.绿光的波长比红光短,由上知,将红色滤光片改为绿色滤光片,干涉条纹的间距减小,故C错误;
D.增大双缝之间的距离d,干涉条纹的间距减小,故D错误。
故选B。
(3)[3][4].图a的示数:
主尺刻度0.5mm,螺旋分尺刻度:
0.01mm×14.2=0.142mm,所以图a的示数为0.642mm(0.640-0.643);
图b主尺刻度:
10mm,螺旋分尺刻度:
0.01mm×29.4=0.294mm,所以图乙的示数为10.294mm(10.293-10.295);
根据题意可知,亮纹间距
根据
可得
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