吉林市 《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案Word文档下载推荐.docx
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(2)图乙中测量头的读数为____mm;
(3)下列操作正确的是____。
A.先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B.接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C.观察到条纹比较模糊,可以调节拨杆进行调整
D.测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。
4.利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象,安装好仪器,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。
放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样,在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。
用米尺测出双缝到屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)纹间的距离
,换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A.增大单缝到双缝的距离。
干涉条纹间距变窄
B.将蓝色滤光片换成红色滤光片,干涉条纹间距变窄
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,将观察到彩色的干涉条纹
(2)实验装置中分划板与螺旋测微器相连,第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心,螺旋测微器读数为1.990mm,转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心,螺旋测微器的示数如图乙所示。
已知双缝的间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm,求得相邻亮纹的间距
为________mm,所测光波的波长为_______m(结果保留两位有效数字)。
5.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。
6.“用双缝干涉测光波波长”实验中,当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺去测量,转动手轮,移动分划板使分划中心刻线与某条明条纹中心对齐时(如图A所示),将此明条纹记为1,然后再转动手轮,分划板中心刻线向右移动,依次经过2,3,…等明条纹,最终与明条纹6中心对齐,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分别如图B、C所示(游标卡尺为10分度),求:
(1)图B对应的读数为________m,相邻两个亮条纹之间的距离为________m.已知双缝到屏的距离为60.00cm,单缝到双缝的距离为8cm,双缝之间的间距为0.2mm,则发生干涉的光波波长为________m.
(2)有一位同学通过测量头观察到如图D所示的清晰的干涉图样,出现这种现象的原因为__________.
A.单缝和双缝没有调平行
B.光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴
C.测量头过于左偏,应调节测量头上的手轮,使它适当右移
D.测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移
7.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、 M 、 N 、 P 、遮光筒、毛玻璃、放大镜,如图所示。
(1)M、N、P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)对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取的方法有____;
A.减小双缝间距离B.增大双缝间距离
C.减小双缝到屏的距离D.增大双缝到屏的距离
(3)如果测得双缝与屏的距离为L,双缝间距为d,相邻两条亮纹中心间的距离为
,写出计算波长λ的表达式为________。
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
1.610滤光片和单缝乙
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2].第1亮条纹对应的螺旋测微器读数为0.1mm+0.01×
4.5mm=0.045mm;
第10亮条纹
解析:
610滤光片和单缝乙
第10亮条纹对应的螺旋测微器读数为14.5mm+0.01×
3.5mm=14.535mm,故相邻亮条纹之间的距离为
由于激光是单色的相干光源,所以不需要单缝和滤光片.
(2)[3][4].设入射角为α,折射角为β,根据折射定律得,根据几何关系有:
对于甲图
对于乙图
可知仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图乙,折射率
.
【点睛】
知道双缝干涉实验的原理及操作步骤,以及掌握螺旋测微器的读数方法;
几何光学的实验要理解实验原理,正确作出光路图,结合折射定律进行求解.
2.112.3减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L
(1)[1][2].游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×
1=1.11cm;
若游
112.3
减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L
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。
3.红光滤色片(写滤光片也对)(10.34~10.40)mmABCC
(1)[1].图甲中标示的器材“A”应为红光滤色片;
(2)[2].图乙中测
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.
4.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
5.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。
6.01941.8×
10-36×
10-7D
(1)[1]游标卡尺读数=主尺刻度读数+游标尺读数;
故B图读数为:
19mm+4×
0.1mm=19.
01941.8×
0.1mm=19.4mm=0.0194m
[2]C图读数为:
28mm+0.1mm×
4=28.4mm=0.0284m
[3]故条纹间距为:
Δx=
=1.8×
10-3m
条纹间距公式
λ
波长为:
λ=
=
m=6×
10-7m.
(2)[4]屏幕中右侧有一部分为空白,可知测量头太过靠右,向左平移即可,D正确.
7.AAD
(1)[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝和双缝;
因为光通过单缝后的强度会减弱,所以滤光片的放置应该在单缝之前较好,这会使得通过的光线
AAD
因为光通过单缝后的强度会减弱,所以滤光片的放置应该在单缝之前较好,这会使得通过的光线较多,提高亮度,故选A;
(2)[2]根据波长
可知,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,应该减小双缝间距离d,增大双缝到屏的距离L,故选AD;
(3)[3]如果测得双缝与屏的距离为L,双缝间距为d,相邻两条亮纹中心间的距离为
,由双缝干涉条纹间距公式
解得
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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