粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 用双缝干涉实验测定光的波长练习

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 用双缝干涉实验测定光的波长练习，共16页。试卷主要包含了6mm，双缝到屏的距离为1，02 2，40，4×10－7 AB等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第一册4.5用双缝干涉实验测定光的波长 同步作业（解析版）1．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（如图甲），并选用缝间距的双缝屏，从仪器注明规格可知，像屏与双缝屏间的距离，然后，接通电源使光源正常工作。（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙（a）所示，图乙（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙（b）中游标尺的读数；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙（a）所示，此时图丙（b）中游标尺上读数________；（2）利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离________；这种色光的波长________nm；（3）图为拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的______；A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝2．如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，当单缝与双缝不平行导致条纹不清晰时，需通过部件______（单选）来调节（选填字母代号）。3．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）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（3）实验过程中移动测量头使分划板刻线与某一级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是___________ mm。（4）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，双缝间距为d，则所测单色光波长的计算式为________（用题中所给的字母表示）。4．某同学用如图所示的实验装置测量光的波长。（1）用某种单色光做实验时，在离双缝1.2m远的光屏上，用测量头测量条纹的宽度；先将测量头的分划板中心刻线与亮纹A中心对齐（如图1），此时手轮上的示数如图（2）所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮纹B中心对齐（如图3），此时手轮上的示数如图（4）所示。则图（2）读数为___________mm。（2）若实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善方法有___________。A．改用波长较短的光作为入射光          B．增大双缝到屏的距离C．换窄一点的单缝                         D．换间距更小的双缝5．在双缝干涉测光的波长实验中：（1）先用黄光滤光片，后换用红光滤光片，则先后看到的图样是___________、___________（2）若双缝间距为d，屏与双缝间的距离为L，单色光波长λ，则双缝到第一条暗条纹的路程差是___________（3）若用某单色光照射，双缝间距为0.6mm，双缝到屏的距离为1.5m，今测得屏上第8条亮纹到第1第亮条纹之间距离为9mm，则单色光波长为___________m
 6．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将下表中的光学元件放在如图甲所示的光具座上，由左至右，各光学元件的排列顺序应为C、E、___________、___________、A（填写元件代号）。实验中得到的干涉图样如图乙所示，如果亮条纹1、6中心之间的距离为，双缝之间的距离为，双缝到屏之间的距离为，则光的波长___________。元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片7．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，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。
 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_________。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）某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图所示，下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是_________。A．仅转动目镜    B．仅转动双缝C．仅转动手轮    D．仅转动测量头（3）正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：
 ①分划板在图中A、B位置时由游标卡尺读数求得相邻两条纹间距Δx=__________mm。②该单色光的波长λ=_________m。（4）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，屏上P、P1、P2处依次排列着明条纹，Q1、Q2处出现暗条纹，P到S1、S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上_________。A．不再出现明暗相间的条纹B．P处可能出现暗条纹C．P1处一定为明条纹D．明暗相间的条纹间距变窄8．用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测光的波长”实验，首先将实验仪器按图甲方式安装在光具座上。（1）下列做法中，有助于减小实验误差的操作为________；A．将单缝拆下B．将单缝与双缝的位置互换C．增大单缝与双缝间的距离D．一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距（2）某同学选用红色滤光片进行测量，使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐，此时测量头上的游标卡尺如图乙所示，其读数x1=______mm。然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐，此时游标卡尺的读数为x2（x2>x1），已知条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为______（用x1和x2表示）。（3）若相邻两亮条纹的间距记为Δx，双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，则测量得到的单色光波长λ=______（用Δx、d和l表示）。（4）该同学仅将红色滤光片换成紫色滤光片，则在目镜中观察到的条纹数目______（填“增加”、“减少”或“不变”）。9．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图（a）装置测量可见光的波长。（1）图（a）中的器材“A”和“B”分别是___________A．单缝    双缝    B．双缝    单缝（2）用黄光做实验时，目镜中看到如图（b）所示的干涉条纹，将黄色滤光片换成红色滤光片，则目镜中观察到的图像是下列图中的（______）A． B． C． D．10．（1）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，备有下列仪器：A．白炽灯  B．双缝C．单缝     D．滤光片E．光屏把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是______；（填写字母代号）（2）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亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，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．增大双缝到屏的距离C．增大双缝到单缝的距离D．增大双缝间距11．某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中为单缝屏，为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：（1）该同学用一束太阳光照射屏时，屏上没有出现干涉条纹；移去后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于______产生的。（2）移去后，遮住缝或缝中的任一个，上均出现一窄亮斑。出现以上实验结果的主要原因是______。（3）找出原因，调整后，用红色光照射屏时，屏上出现干涉条纹；稍微将靠近屏，在屏上会接受到______干涉条纹（选填“较宽、较窄、同样”）。12．（1）观察光的双缝干涉现象的实验中：（a）将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是下图中的（______）A． B．C． D．（b）换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变在光屏上观察到的条纹宽度将_________（选填“变宽”、“变窄”或“不变”）。（2）如图（a）为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。
 （a）在该实验中必须保持小车总质量不变，用________作为小车所受的合外力。（b）（单选题）改变所挂钩码的数量，多次测量在某次实验中根据测得的多组数据画出如图（b）所示的a-F图线此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（______）A．小车与轨道之间存在摩擦    B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大    D．所用小车的质量太大（c）某小组对该实验做出改进并做了新的尝试，步骤如下：①取一盒总质量为m=0.1kg的砝码放置在小车上，左侧不挂任何物体，将长木板的右侧抬高，调节长木板的倾角，使小车在木板上自由运动，观察电脑屏幕上的山图像，直至图像为一条平行于时间轴的直线。②在左侧挂一个小盘，使小车无初速滑下，根据计算机上的山图像得出小车的加速度a。③从小车上取下质量为mx的砝码放到小盘中，再使小车无初速滑下根据计算机上的v-t图像得出小车相应的加速度a。④改变mx的大小，重复步骤③，得到6组mx及其对应的加速度a的数据。⑤建立坐标系，作出如图（c）所示的a-mx图线若从图（c）中求出斜率k=20m/(kg·s2)，截距b=0.8m/s2，则小盘的质量m0=_______kg，小车及上面固定的位移传感器的总质量M=________kg（不含砝码的质量）。
  参考答案1．15.02    2.31    660    B    【详解】（1）图丙（b）中，游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.02mm×1=0.02mm，所以最终读数为：x2=15.02mm；（2）两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为根据得（3）由实验操作步骤可知，拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝。故选B。2．C【详解】当单缝与双缝不平行导致条纹不清晰时，可以通过拨杆来调节单缝的方向，C即为拨杆，故选C。3．C    B    19.40        【详解】(1)在双缝干涉实验中①②③分别为滤光片、单缝、双缝，故C正确，AB错误；
故选：C；(2) 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：A．将单缝向双缝靠近，不影响干涉条纹间距，故A错误；B．将屏向靠近双缝的方向移动，即减小双缝到屏的距离L，故B正确；C．将屏向远离双缝的方向移动，即增大双缝到屏的距离L，故C错误；D．使用间距更小的双缝，即减小双缝间距离d，故D错误；
故选B；(3)题中是20等分的游标卡尺，其精确度为0.05mm，由图可知，主尺的读数为：19mm，游标尺的读数为：8×0.05mm=0.40mm，所以读数为：d=19mm+0.40mm=19.40mm(4) 相邻两条亮纹中心间的距离为：根据则所测单色光波长的计算式为：4．11.4    BD    【详解】(1)[图（2）中游标尺为十等分的，其精确度为0.1mm，则A位置游标卡尺的读数为：xA=11mm+0.1×4mm=11.4mm(2)根据双缝干涉条纹的间距公式：A．改用波长较短的光作为入射光，即波长变短，则使条纹变密，故A错误；B．增大双缝到屏的距离，即双缝到屏间的距离L变大，则使条纹变疏，故B正确；C．换窄一点的单缝，没有影响，故C错误；D．换间距更小的双缝，即两缝间距d变小，则使条纹变疏，故D正确；故选BD。5．B    A        5.14×10-7m    【详解】（1）双缝干涉实验得到的图样是一组明暗相间彼此等间距的直条纹，先用黄光滤光片，后换用红光滤光片，光的波长变长，则根据可知条纹间距变大，所以黄光滤光片对应的是图B，红光滤光片对应的是图A。故选B和A。（2）当光程差为半波长的奇数倍时，观察到的为暗条纹，即（n取0，1，2…）所以双缝到第一条暗条纹的路程差是。（3）相邻两条亮条纹之间的距离为根据公式解得6．D    B        【详解】根据本实验原理，单缝(D)放在滤光片后面，双缝(B)放在单缝后面，以保证达到双缝的是相干的单色光。根据双缝干涉的条纹间距关系式，有其中带入解得7．B    D    0.75    6×10-7    D    【详解】（1）根据双缝干涉图样相邻条纹间距公式可知，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，即减小，可采取的措施包括：将屏向靠近双缝的方向移动（减小l）、使用间距更大的双缝（增大d）或换用波长更短的单色光，故ACD错误，B正确。故选B。（2）由题图可知，此时干涉条纹已经沿竖直方向，若要使中心刻线与亮条纹对齐，只需要逆时针转动测量头即可，故D正确。故选D。（3）A位置读数为xA=11mm+1×0.1mm=11.1mmB位置读数为xB=15mm+6×0.1mm=15.6mm相邻两条纹间距为根据双缝干涉图样相邻条纹间距公式可知该单色光的波长为（4）A.当遮光筒内装满水后，光依然可以发生干涉，在光屏上依然会出现明暗相间的条纹，故A错误；B.由于P点到两双缝的距离相等，所以P点依然是光的干涉加强点，不可能出现暗条纹， 故B错误；C.根据题给条件无法判定注水后P1处是何种条纹，故C错误；D.光从空气射入水中波长会变短，所以干涉条纹间距会变窄，故D正确。故选D。8．D    10.36（或10.34、10.38、10.40）            增加    【详解】（1）AB. 将单缝拆下，或将单缝与双缝的位置互换，则无法获得相干光，实验无法完成，故AB错误；C．增大单缝与双缝间的距离，不影响双缝到屏之间的距离，对实验结果没有影响，故C错误；D. 一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距，这样有助于减小实验误差，故D正确。故选D。（2）如图乙所示，50分度游标卡尺的读数为已知条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为（3）若相邻两亮条纹的间距记为Δx，双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，由干涉条纹的间距公式知，则测量得到的单色光波长（4）该同学仅将红色滤光片换成紫色滤光片，由于紫光的波长小于红光的波长，由干涉条纹的间距公式知，相邻两亮条纹的间距变小，则在目镜中观察到的条纹数目增加。9．A    B    【详解】(1)为获取单色线光源，光源后面要放滤光片、单缝、双缝，故A正确，B错误。故选A；(2)将黄色滤光片换成红色滤光片，光的波长变长，则相邻亮条纹的宽度变宽，故ACD错误，B正确。故选B。10．ADCBE    6.4×10－7    AB    【详解】（1）在本实验中，白炽灯发出的光经滤光片成为单色光，把单缝照亮。单缝相当于一个线光源，它又把双缝照亮。来自双缝的光在双缝另一侧的空间发生干涉，最后在光屏上呈现出干涉条纹，所以光具座上仪器的正确排列顺序为白炽灯、滤光片、单缝、双缝、光屏，即ADCBE。（2）[2]由题图可知游标卡尺读数精确度为0.1mm。A位置游标卡尺读数为x1＝11mm＋0.1mm＝11.1mmB位置读数为x2＝15mm+0.6mm=15.6mm则相邻两亮条纹的间距为代入数据解得（3）由可知，要增大条纹间距，可改用波长较长的入射光、增大双缝到屏的距离或减小双缝间距，故AB正确，CD错误。故选AB。11．光的衍射    双缝、太宽    较窄    【详解】（1）移去后只剩下单缝，故发生单缝衍射形成条纹，故此条纹是由于光的衍射产生的。（2）移走后，遮住（或），上没有出现条纹而只出现一个窄亮斑，说明衍射现象不明显，故主要原因是双缝、太宽。（3）根据双缝干涉条纹公式可知，稍微将靠近屏时，L减小，所以在屏上会接受到的干涉条纹较窄。12．A    变宽    钩码的总重力    C    0.04    0.36    【详解】(1)双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，故A正确BCD错误；故选A。根据双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽。(2)在该实验中必须保持小车总质量不变，用所挂钩码的总重力作为小车所受的合外力。(b)[4] 由图象OA段可知，a与F成正比，即：在小车质量一定时，加速度a与小车受到的合力F成正比，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力。如果钩码的质量太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，a−F图象偏离直线。故C 正确。故选C。设小车质量为M，小盘的质量为m0；对小盘分析对小车分析解得对于a−mx图线，为截距，为斜率；而图线的斜率截距解得