河南省南阳市唐河县第一高级中学实验用双缝干涉测量光的波长测试题.docx
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河南省南阳市唐河县第一高级中学实验用双缝干涉测量光的波长测试题
河南省南阳市唐河县第一高级中学实验:
用双缝干涉测量光的波长测试题
一、实验:
用双缝干涉测量光的波长实验题
1.某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲),游标卡尺的示数如图丙所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时(如图乙),游标卡尺的示数如图丁所示,A与B间有3条条纹,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图丙中游标卡尺的示数为____________mm.图丁中游标卡尺的示数为__________mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________,所测光波的波长为________m.(保留两位有效数字)
2.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)。
3.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,
①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
②下列图示中条纹间距表示正确是________.
4.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。
5.如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.4mm的双缝屏。
从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离l=0.5m。
然后,接通电源使光源正常工作。
(1)由理论分析可知,波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹,其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=_____(字母表达式);
(2)用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板处于B位置时游标卡尺读数如图中所给出,则分划板在图中B位置时游标卡尺读数为xB=_____mm;
(3)若已知分划板处于A位置时,刻度为11.1mm,该单色光的波长λ=_____m(结果保留2位有效数字);
(4)另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好。
若他对实验装置作了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。
以下改动可实现这个效果的是_____。
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.仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
6.利用双缝干涉实验装置测量光的波长实验中,双缝间距d=0.3mm,双缝到光屏的距离L=1.0m,用红色光照射双缝得到干涉条纹,将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,如图甲所示,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图乙所示,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示。
则相邻亮条纹的中心间距∆x=_______mm;红色光的波长λ=______m。
(结果均保留三位有效数字)
7.用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离 d =0.20mm,双缝到毛玻璃屏间的距离为 L =75.0cm,如图甲所示,实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示,则游标卡尺的读数
=________mm,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹,如图丁所示,此时游标卡尺的读数
=9.3mm,由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是________mm。
8.如图所示,在“用双缝干涉量测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为:
①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。
(1)②、③、④三个光学元件依次为________。
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)如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片,则相邻亮纹(暗纹)间的距离______。
A.变大B.变小C.不变D.可能变大可能变小
(3)若测得双缝与屏的距离为L=1.00m,双缝间距为d=1.5mm,第1条亮纹与第3条亮纹中心间的距离Δx=0.640mm,则对应光波的波长λ为____nm。
【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
1.616.6减小误差6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的
解析:
616.6减小误差6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差;根据
求得
2.CD13.8701.320
【解析】
【分析】
【详解】
(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
解析:
CD13.8701.320
【解析】
【分析】
【详解】
(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
3.ABCC
【解析】
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装上单缝和双缝及测量头,故A正确;
B、要
解析:
ABCC
【解析】
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装上单缝和双缝及测量头,故A正确;
B、要小灯泡发光,则接通电源前把输出电压调到小于或等于小灯泡额定的电压,故B错误;
C、观察到条纹比较模糊,可能是单缝和双缝不平行,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;
故选ABC.
(2)干涉条纹的宽度是一个明条纹与一个暗纹之间的宽度的和,为两个相邻的明(或暗纹)条纹中心之间的距离,故C图是正确的.
【点睛】知道实验步骤和注意事项;条纹宽度是相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离.
4.甲图BC甲同学
【解析】
【分析】
【详解】
(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
解析:
甲图
BC甲同学
【解析】
【分析】
【详解】
(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。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据实验原理,则有
(2)[2]图中B位置时游标卡尺读数为
(3)[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
解析:
D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据实验原理,则有
(2)[2]图中B位置时游标卡尺读数为
(3)[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
(4)[4]A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间,
、
与d都不变,则
不变,条纹数目不变,A错误;
B.仅将单缝远离双缝移动少许,
、
与d都不变,则
不变,条纹数目不变,B错误;
C.仅将单缝与双缝的位置互换,将不能正常观察双缝干涉,C错误;
D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片,
减小,
与d都不变,则
减小,条纹数目将有所增加,D正确。
故选D。
6.36
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]图乙螺旋测微器固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为,两者相加为2.320mm,图丙螺旋测微器固定刻度读数为18.5mm,可动刻度读数为
解析:
36
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]图乙螺旋测微器固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为
,两者相加为2.320mm,图丙螺旋测微器固定刻度读数为18.5mm,可动刻度读数为
,两者相加为18.870mm,所以
依据双缝干涉条纹间距规律可得
7.3
【解析】
【详解】
[1].图戊的示数主尺为:
0mm;游标尺的第3刻度与上面对齐,读数为0.1×3mm=0.3mm,总读数为0.3mm;
[2].根据得:
解析:
3
【解析】
【详解】
[1].图戊的示数主尺为:
0mm;游标尺的第3刻度与上面对齐,读数为0.1×3mm=0.3mm,总读数为0.3mm;
[2].根据
得:
8.AB480
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝、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
解析:
AB480
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝、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较多,提高亮度,故BCD错误,A正确。
故选A。
(2)[2]根据
知当红光滤光片换为绿色滤光片,即波长减小,则相邻亮纹(暗纹)间的距离变小,故ACD错误,B正确。
故选B。
(3)[3]根据
得
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