濮阳市 最新实验用双缝干涉测量光的波长单元测试题.docx
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濮阳市最新实验用双缝干涉测量光的波长单元测试题
濮阳市最新实验:
用双缝干涉测量光的波长单元测试题
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.
(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示.
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,读下手轮的读数如图甲所示.继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,读下手轮的读数如图乙所示.则相邻两亮条纹的间距是________mm.
②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长,则图中除了白炽灯换成激光发射器以外,其他不必要的器材元件有________.
(2)在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜ABC,并确定AB和AC界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2,再从棱镜的右侧观察P1和P2的像.
正确完成上述操作后,在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出).为测量该种玻璃的折射率,两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线,如图2甲、乙所示.在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_______(选填“甲”或“乙”),所测玻璃折射率的表达式n=_________(用代表线段长度的字母ED、FG表示).
2.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4条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示。
图甲读数为__________mm,图乙读数为___________mm。
已知两缝间的间距为0.3mm,由以上数据,可得该单色光的波长是_________m(结果保留2位有效数字)。
(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.换间距为0.2mm的双缝
3.
(1)在“单摆测重力加速度”实验中,测量周期时,秒表指针如图1所示,读数为_____秒
(2)在“双缝干涉测量光的波长”实验中,某同学观察到如图2所示的干涉条纹,于是他使分划板中心刻线与亮条纹中央对齐,移动测量头进行测量,在这种情况下光的波长的测量值(__________)
A.偏小B.偏大C.不变
4.某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。
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。
回答下列问题:
(1)若想使从目镜中观察到的相邻滤光片、条纹间距减小,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.使用间距更小的双缝
(2)在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,测量头卡尺的示数如图丙所示,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__________m。
5.如图是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置图:
(1)备有下列仪器:
A.白炽灯 B.双缝 C.滤光片 D.单缝 E.白色光屏
把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是:
A--____---_____---_____--E(填写字母代号)。
(2)
表示相邻亮条纹中心距离,d表示双缝间的距离,L表示双缝到光屏的距离,则计算波长的公式:
_________。
(3)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条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,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.增大双缝间距
C.增大双缝到单缝的距离
D.增大双缝到屏的距离
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.某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。
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。
回答下列问题:
(1)若想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距,该同学可__;
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向远离双缝的方向移动
C.使用间距更大的双缝
(2)某次测量时,分划板在
位置的示数如图乙所示,此时示数为__cm;若分划板在如图乙所示的
位置的示数为2.59cm,则相邻条纹的间距为__cm;
(3)该次测量时,选用的双缝的间距为0.400mm,测得屏与双缝间的距离为1.20m,则所测单色光的波长为__nm(结果保留三位有效数字)。
8.如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,单缝保持竖直方向,滤光片为绿色滤光片(只能透过绿光)。
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代表双缝,b代表单缝
B.a代表单缝,b代表双缝
C.二者相互平行放置
D.二者相互垂直放置
(2)将绿色滤光片改为红色滤光片,其他实验条件不变,在目镜中仍可看见清晰的条纹,则_________。
A.条纹为竖条纹
B.条纹为横条纹
C.与绿光相比相邻条纹间距变窄
D.与绿光相比相邻条纹间距变宽
(3)在实验中,先取下滤光片,然后在双缝中的一缝前放一红色滤光片,另一缝前放一绿色滤光片,这时在毛玻璃屏上可以看到的是________。
A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹,其他颜色的双缝干涉条纹消失
B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失,其他颜色的干涉条纹依然存在
C.任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮
D.屏上无任何光亮
(4)目镜部分的实验测量装置如图所示,两次将标志线分别对准第1、第4暗条纹中央后,测量结果如图所示,此次测量的相邻条纹间距为________mm。
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
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
【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.
2.2508.6507.010-7BD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器读数为
x1=0.0mm+0.01mm×25.0=0.250mm
[2]
解析:
2508.6507.010-7BD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]螺旋测微器读数为
x1=0.0mm+0.01mm×25.0=0.250mm
[2]螺旋测微器读数为
x2=8.5mm+0.01mm×15.0=8.650mm
[3]根据公式
代入数据得
(2)[4]根据公式:
,实验中发现条纹太密,可以通过增大双缝到屏的距离,或增大波长,或减小双缝间距来增大条纹间距,故BD正确,AC错误。
故选BD。
3.5B
【解析】
【详解】
(1)[1]分针超过的半格,故读为30s,秒针在18.5s位置,故总的读数为;
(2)[2]如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,条纹间距
解析:
5B
【解析】
【详解】
(1)[1]分针超过的半格,故读为30s,秒针在18.5s位置,故总的读数为
;
(2)[2]如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上,条纹间距测量值偏大,根据双缝干涉条纹的间距公式
,待测光的波长测量值也是偏大,故选B.
4.B11.4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距,可将屏向靠近双缝的方向移动,即减小,或使用间距更大的双
解析:
B11.4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式
可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距,可将屏向靠近双缝的方向移动,即减小
,或使用间距更大的双缝,即增大
,与单缝到双缝的距离没有关系,故A、C错误,B正确;
故选B;
(2)[2]分划板在
位置时,游标卡尺的主尺读数为11mm,游标读数为4×0.1mm=0.4mm,所以最终读数为
则相邻条纹的间距为
双缝的间距为
屏与双缝间的距离为
根据双缝干涉条纹间距公式
可得
5.CDB6.4×10-7AD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过
解析:
CDB
6.4×10-7AD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过滤光片,再经过单缝形成单色光,再通过双缝,正确的排列顺序应该是ACDBE
(2)[4]根据双缝干涉条纹的间距公式
可得计算波长的公式
(3)[5]10刻度的游标卡尺的最小分度为0.1mm,A图读出主尺的刻度为1.1cm,游标尺上的第一刻度与上面对齐,所以读数为:
0.1×1=0.1mm,总读数为:
1.1cm+0.1mm=11.1mm;B图读出主尺的刻度为1.5cm,游标尺上的第6刻度与上面对齐,所以读数为:
0.1×6=0.6mm,总读数为:
1.5cm+0.6mm=15.6mm;A与B之间的间隔是7个条纹,所以干涉条纹的宽度
根据
代入数据得
(4)[6]根据
可知,实验中发现条纹太密,可以通过增大双缝到屏的距离,增大波长,和减小双缝间距,故AD正确,BC错误。
故选AD。
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.C1.120.21700
【解析】
【分析】
(1)根据双缝干涉条纹间距公式:
分析答题;
(2)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读。
读出分划板在A位置
解析:
C1.120.21700
【解析】
【分析】
(1)根据双缝干涉条纹间距公式:
分析答题;
(2)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读。
读出分划板在A位置的示数,即可求得相邻条纹的间距;
(3)将数据代入公式:
,求出该单色光的波长。
【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式
,可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距,可将屏向靠近双缝的方向移动,即减小
,或使用间距更大的双缝,即增大
,与单缝到双缝的距离没有关系,故A、B错误,C正确。
故选C。
(2)[2][3]分划板在A位置时,游标卡尺的主尺读数为11mm,游标读数为0.2mm所以最终读数为
分划板在如图乙所示的
位置的示数为
则相邻条纹的间距为
(3)[4]双缝的间距为
屏与双缝间的距离为
根据双缝干涉条纹间距公式
,解得
【点评】
本题考查了实验装置、条纹间距公式的应用,知道双缝干涉实验的原理;要掌握双缝干涉条纹间距公式
,要知道公式中各个量的准确含义。
8.ACADC1.893
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB.因为该实验是双缝干涉实验,故b是双缝,为了使双缝得到的光更具有相干性,所以在双缝前加一个单缝,所
解析:
ACADC1.893
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB.因为该实验是双缝干涉实验,故b是双缝,为了使双缝得到的光更具有相干性,所以在双缝前加一个单缝,所以a是单缝,选项A正确,B错误;
CD.若单缝是竖直放置,则双缝也需要竖直放置,故二者相互平行放置,选项C正确,D错误;
故选AC。
(2)[2]AB.由于单缝是竖直的,故屏上的条纹是竖条纹,选项A正确,B错误;
CD.将绿色滤光片改为红色滤光片后,光的波长变大,故看到的条纹间距也应该变宽,选项C错误,D正确。
故选AD。
(3)[3]在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),由于绿光和红光的频率不同,则不能发生干涉,但屏上仍有光亮。
选项C正确,ABD错误。
故选C。
(4)[5]测第1条时固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为
0.01×19.1=0.191mm
所以最终读数为2.191mm。
测第4条时固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为
0.01×36.9=0.369mm
所以最终读数为7.869mm。
则此次测量的相邻条纹间距为
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