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沪科技版（2020）选修第一册第四节 光的衍射和偏振精品习题
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这是一份沪科技版（2020）选修第一册第四节 光的衍射和偏振精品习题，文件包含实验用双缝干涉测量光的波长原卷版docx、实验用双缝干涉测量光的波长解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共8页， 欢迎下载使用。
B．观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧
C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大
D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数
【答案】B
2．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于________。
A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大
B．没有安装滤光片
C．单缝与双缝不平行
D．光源发出的光束太强
【答案】AC
【解析】安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不要太暗．综上所述，可知A、C正确。
3．如图1所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：
图1
（1）如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用_______图样表示最合适。
（2）如果将产生B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
（3）如果将产生A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
（4）如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适。
【答案】（1）C （2）D （3）C （4）C
【解析】（1）光源由红光换成紫光时，λ变小，根据公式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，相应Δx也变小，故选C；
（2）双缝距离d减小时，Δx变大，故选D；
（3）双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx变小，故选C；
（4）将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，故选C。
4．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上，如图2所示，从仪器注明的规格可知，双缝间距d＝0.20 mm。现测得屏与双缝间的距离l＝60.0 cm。然后，接通电源使光源正常工作。
图2
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米（mm），游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，干涉条纹如图3所示，他将分划板上的中心刻线对准a条纹，此时游标卡尺上的读数为x1＝3.60 mm；接着再转动手轮，将分划板上的中心刻线对准b条纹，此时游标卡尺上的读数如图4所示，则x2＝________mm。
图3 图4
（2）两个相邻亮条纹（或暗条纹）间距离的表达式为Δx＝________（用x1、x2表示）；这种色光的波长的表达式λ＝________（用Δx、l、d表示）．利用上述测量结果，代入数据计算可得λ＝________m（保留三位有效数字）。
【答案】（1）11.60 （2）eq \f(x2－x1,4) eq \f(d,l)Δx 6.67×10－7
【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺读数为0.02 mm×30＝0.60 mm，所以最终读数为x2＝11.60 mm。
（2）两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离Δx＝eq \f(x2－x1,4)，
根据Δx＝eq \f(l,d)λ，得λ＝eq \f(dΔx,l)，
代入数据解得λ≈6.67×10－7 m。
5．如图5所示是用双缝干涉测量光的波长的实验装置示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。
图5
图6
（1）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图6甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第8条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________ mm（结果保留三位有效数字）。
（2）在（1）前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________ m（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）2.07 （2）6.90×10－7
【解析】（1）题图甲中手轮的固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为0.01×4.5 mm＝0.045 mm，
所以最终读数x1＝0.045 mm。
题图乙中手轮的固定刻度读数为14.5 mm，可动刻度读数为0.01×3.5 mm＝0.035 mm，
则x2＝14.535 mm。
相邻两亮条纹的间距Δx＝eq \f(x2－x1,7)＝eq \f(14.535－0.045,7) mm＝2.07 mm
（2）根据Δx＝eq \f(l,d)λ，知待测光的波长λ＝eq \f(dΔx,l)＝eq \f(0.3×10－3×2.07×10－3,900×10－3) m＝6.90×10－7 m。
6．在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：
图7
（1）如图7（a）、（b）两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。
（2）将下表中的光学元件放在图（c）所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。
将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为________。（填写元件代号）
（3）已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图（d）所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图（e）所示，则其示数xA＝________ mm；在B位置时游标卡尺如图（f）所示，则相邻两条亮条纹间距Δx＝________ mm。
（4）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________ m。
（5）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】（1）（a） （2）EDBA （3）111.15 0.60 （4）6.0×10－7 （5）变小
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
B．观察到的白光的干涉图样是：在视野中可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧
C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的相邻条纹间距比绿条纹的相邻条纹间距大
D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数
【答案】B
2．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于________。
A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大
B．没有安装滤光片
C．单缝与双缝不平行
D．光源发出的光束太强
【答案】AC
【解析】安装实验器材时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不要太暗．综上所述，可知A、C正确。
3．如图1所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：
图1
（1）如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用_______图样表示最合适。
（2）如果将产生B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
（3）如果将产生A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
（4）如果将A图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适。
【答案】（1）C （2）D （3）C （4）C
【解析】（1）光源由红光换成紫光时，λ变小，根据公式Δx＝eq \f(l,d)λ可知，相应Δx也变小，故选C；
（2）双缝距离d减小时，Δx变大，故选D；
（3）双缝到屏的距离l变小，得到的图样的Δx变小，故选C；
（4）将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx也减小，故选C。
4．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上，如图2所示，从仪器注明的规格可知，双缝间距d＝0.20 mm。现测得屏与双缝间的距离l＝60.0 cm。然后，接通电源使光源正常工作。
图2
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米（mm），游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，干涉条纹如图3所示，他将分划板上的中心刻线对准a条纹，此时游标卡尺上的读数为x1＝3.60 mm；接着再转动手轮，将分划板上的中心刻线对准b条纹，此时游标卡尺上的读数如图4所示，则x2＝________mm。
图3 图4
（2）两个相邻亮条纹（或暗条纹）间距离的表达式为Δx＝________（用x1、x2表示）；这种色光的波长的表达式λ＝________（用Δx、l、d表示）．利用上述测量结果，代入数据计算可得λ＝________m（保留三位有效数字）。
【答案】（1）11.60 （2）eq \f(x2－x1,4) eq \f(d,l)Δx 6.67×10－7
【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺读数为0.02 mm×30＝0.60 mm，所以最终读数为x2＝11.60 mm。
（2）两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离Δx＝eq \f(x2－x1,4)，
根据Δx＝eq \f(l,d)λ，得λ＝eq \f(dΔx,l)，
代入数据解得λ≈6.67×10－7 m。
5．如图5所示是用双缝干涉测量光的波长的实验装置示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。
图5
图6
（1）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图6甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第8条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________ mm（结果保留三位有效数字）。
（2）在（1）前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________ m（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）2.07 （2）6.90×10－7
【解析】（1）题图甲中手轮的固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为0.01×4.5 mm＝0.045 mm，
所以最终读数x1＝0.045 mm。
题图乙中手轮的固定刻度读数为14.5 mm，可动刻度读数为0.01×3.5 mm＝0.035 mm，
则x2＝14.535 mm。
相邻两亮条纹的间距Δx＝eq \f(x2－x1,7)＝eq \f(14.535－0.045,7) mm＝2.07 mm
（2）根据Δx＝eq \f(l,d)λ，知待测光的波长λ＝eq \f(dΔx,l)＝eq \f(0.3×10－3×2.07×10－3,900×10－3) m＝6.90×10－7 m。
6．在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：
图7
（1）如图7（a）、（b）两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。
（2）将下表中的光学元件放在图（c）所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。
将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为________。（填写元件代号）
（3）已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图（d）所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图（e）所示，则其示数xA＝________ mm；在B位置时游标卡尺如图（f）所示，则相邻两条亮条纹间距Δx＝________ mm。
（4）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________ m。
（5）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】（1）（a） （2）EDBA （3）111.15 0.60 （4）6.0×10－7 （5）变小
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
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