物理选择性必修 第一册4.4 用双缝干涉仪测量光的波长当堂检测题

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4.4用双缝干涉仪测量光的波长同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册一、选择题（共15题）1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，小张同学通过测量头的目镜观察红光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图所示，若要使两者对齐，小张同学应如何调节（）A．仅顺时针旋转单缝B．仅顺时针旋转双缝C．仅逆时针旋转测量头D．仅逆时针旋转整个遮光筒2．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（　　）A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高B．双缝到光屏的距离L不同，乙图对应的L较大C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大3．下列说法中正确的是（　　）A．托马斯∙杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的衍射现象C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在4．如图所示，某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是（　　）A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片5．利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。下列说法中正确的是（　　）A．实验装置中的①②③元件分别为单缝、滤光片、双缝B．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大6．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，现将折射率为的透明薄膜遮住上方的条缝，则屏上可以观察到（　　）A．干涉条纹向上移动，条纹宽度不变 B．干涉条纹向下移动，条纹宽度变窄C．干涉条纹向上移动，条纹宽度变宽 D．干涉条纹不移动，条纹宽度不变7．下列说法正确的是（　　）A．在用单摆测定重力加速度实验中，误将30次全振动记成了31次，则所测加速度偏小B．在用双缝干涉测量光的波长实验中，仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，光屏上观察到的干涉条纹间距变小C．在测定玻璃的折射率实验中，必须选用两面平行的玻璃砖D．用油膜法测分子直径时，若撒的痱子粉过多，所测分子直径偏小8．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图），下列说法正确的是（     ）A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距C．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐D．将滤光片放在单缝与双缝之间将改变实验结果9．如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是（　　）A．a光的波长大于b光的波长B．这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率C．若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角D．若用同一装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距10．如图甲所示为双缝干涉的实验装置，光源发出的光经滤光片，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹如图乙所示，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。若遮光筒内装满水，其它条件不变，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小11．用图甲所示装置测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数为11.4mm，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15.2mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.4m，双缝相距0.1mm，则所测单色光的波长为（　　）A．2.38×10-7m B．2.38×10-9m C．9.5×10-7m D．9.5×10-9m12．1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光通过平面镜反射在光屏上。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。则相邻两条亮条纹的中心间距是（　　）A． B． C． D．13．如图所示，ABC为等腰棱镜，OO'是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是（   ）A．在同一介质中，a光光速大于b光光速B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角大于b光的临界角C．用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距D．在真空中，a光波长大于b光波长14．如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率B．a光和b光在玻璃中传播时a光的波长大于b光的波长C．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大D．a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b光先发生全反射15．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，则（　　）A．单色光a、b从玻璃进入空气，波速变大，频率变大B．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需时间C．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距二、填空题（共4题）16．（某同学用如图甲所示的装置测量激光的波长。将一束激光照在双缝上，在光屏上观察到如图乙所示平行且等宽的明暗相间的条纹。该同学测得双缝间距为d（每个缝的宽度很窄可忽略），光屏到双缝的距离为L，经测量得出5条亮条纹中心之间的距离为a，图乙中的条纹是因为激光发生了______（填“干涉”、“衍射”）现象而产生的，经计算该激光的波长为______。17．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可以测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(填“单缝”或“双缝”)。当研究干涉现象时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(填“宽”或“窄”)的双缝，或使双缝屏与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”)。18．如图所示，在双缝干涉中，若用λ1=5.0×10﹣7m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处，若换用λ2=4.0×10﹣7m的光照射时，屏上A处是_____纹，是第_____级。19．如图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置。其中，装置___________（选填“A”或“B”）的作用是获取相干光源。利用该仪器测光的波长时图乙是第1条明条纹的位置，此时观测装置上螺旋测微器的读数为___________，图丙是第4条明条纹的位置，已知双缝之间的距离是，双缝到毛玻璃屏的距离是，可见光中不同颜色单色光的波长范围已在表1中列出，由此可推知，图甲中的滤光片是___________色。表1可见光的波长范围单色光颜色红橙黄绿青蓝紫波长范围（单位：） 三、综合题（共4题）20．如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置。（1）若将单缝绕中心轴旋转（不超过90°），条纹将发生什么变化？（2）若将双缝绕中心轴旋转（不超过90°），条纹将发生什么变化？21．(1) 在双缝干涉实验中, 要减小相邻两条明条纹间的距离, 正确的做法是______   A．改用频率较大的光                              B．改用在真空中波长较大的光   C．减小双缝到屏之间的距离                  D．改用在同一介质中传播速度较小的光   E. 增强入射光强度(2) 如图所示, 实线是某时刻的波形图像, 虚线是0.25 s后的波形图.   ① 若波向左传播, 求它传播的可能距离;   ② 若波向右传播, 求它的最大周期;   ③ 若波速是68 m/s, 判断波的传播方向.22．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得了成功，若他在此基础上将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动，实验仍能成功吗？为什么？23．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为，以某种单色光照射双缝时，在离双缝远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少？
参考答案：1．C2．B3．C4．D5．B6．A7．B8．C9．B10．D11．C12．C13．C14．A15．D16．     干涉     17．     单缝     窄     增大18．     暗     319．     B          红20．（1）在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗。（2）当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗。同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转。21．ACD①若波向左传播,它传播的可能距离为: x = (4n + 3) m   (n = 0,1,2,…)            ②若波向右传播,最大周期 Tmax = 1 s ③波向右传播.     22．能，实验仍能成功，因为干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在叠加，遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许时，根据L变小、d、λ均没变，只是条纹间距变小23．6.725×10-7m