《實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長》測試題(含答案)

《實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長》測試題（含答案）一、實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長實(shí)驗(yàn)題1．在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.甲 z（1）以線狀白熾燈為光源，對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)A?燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B?干涉條紋與雙縫垂直干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)干涉條紋間距與光的波長有關(guān)以上幾點(diǎn)中你認(rèn)為正確的是 .（2） 當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條刻度線時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖甲該讀數(shù)為 mm.（3） 如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖所示.則在這種情況下測量干涉條紋的間距Ax時(shí)，測量值 實(shí)際值.（填"大于"、“小于"或"等于”）2. （1）利用甲圖所示裝置研究光的某些現(xiàn)象，下列說法正確的是nL.A.若在光屏上得到的圖樣如（a）圖所示，則光源和光屏間放置的是單縫擋板若光源和光屏間放置的是雙縫擋板，光源由紅光換作藍(lán)光后，圖樣的條紋寬度會變窄若光源和光屏間放置的是三棱鏡，光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光，則紅光最有可能照射不到光屏上

D?若光源和光屏間放置的是三棱鏡，光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光，則紫光最有可能照射不到光屏上（2）用雙縫干涉測量某單色光的波長時(shí)，所得圖樣如乙圖所示，調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻線對準(zhǔn)一條亮條紋A的中心，測量頭卡尺的示數(shù)如丙圖所示，其讀數(shù)為 mm,移動手輪使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮條紋B的中心，測量頭卡尺的示數(shù)為18.6mm。已知雙縫擋板與光屏間距為0.6m,雙縫相距0.2mm,則所測單色光的波長為 m。I'IIII'IIIiiih111n11lllllllllcm[iii|103．在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖），單縫保持豎直方向，并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為厶。接通電源使光源正常工作。⑴組裝儀器時(shí)，單縫和雙縫的空間關(guān)系應(yīng)該為 。光祿凸遨S濾光片a卜膛光衙毛璇璃屏冃鏡A.a代表單縫，b代表雙縫B．a(chǎn)代表雙縫，b代表單縫二者相互垂直放置二者相互平行放置（2）將紅色濾光片改為綠色濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則A.條紋為豎條紋 B.條紋為橫條紋C.與紅光相比條紋間距變窄D.與紅光相比條紋間距變寬⑶經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋（或暗紋）間的距離為Ax,則這種色光的波長表達(dá)式為肚 （用題中所給字母表示）。4.用雙縫干涉測光的波長實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知雙縫與屏的距離厶，雙縫間距d.用測量頭來測量亮紋中心的距離測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)亮紋的中心（如圖乙所示），記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù).

分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第4條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖丙所示，則對準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)X]= mm(允許誤差)、對準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)x2= mm(允許誤差)寫出計(jì)算波長九的表達(dá)式，九= (用X]、x2、L、d表示，不用計(jì)算)?在屏上觀察到了干涉條紋如果將雙縫的間距變大，則屏上的干涉條紋的間距將變 ；(選大或小)5．我們用以下裝置來做“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)：(1)在本實(shí)驗(yàn)中，需要利用關(guān)系式Ax=九來求解某色光的波長，其中L和d一般為已知d量，所以測量A是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，觀察下面的圖像，你認(rèn)為在實(shí)際操作中Ax應(yīng)選下列圖中的 圖(填寫“甲”、“乙”)更為合適？而在實(shí)際操作中，我們通常會通過測n條亮紋間的距離取平均值的方法來減小測量誤差。已知實(shí)驗(yàn)所用的測量頭由分劃板、滑塊、目鏡、手輪等構(gòu)成，使用50分度的游標(biāo)卡尺。某同學(xué)在成功觀察到干涉圖像后，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，具體操作如下：從目鏡中觀察干涉圖像同時(shí)調(diào)節(jié)手輪，總共測量了5條亮紋之間的距離，初末位置游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則相鄰兩條亮紋的間距Ax= mm。（3）若在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，某同學(xué)觀察到以下圖像，即測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上。若繼續(xù)移動目鏡觀察，將會使測量結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以需要對儀器進(jìn)行調(diào)整，使干涉條紋與分劃板中心刻線在同一方向上。下面操作中可行的有 。調(diào)節(jié)撥桿方向B?其他不動，測量頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度C?其他不動，遮光筒旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度D.將遮光筒與測量頭整體旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度（4）在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生將目鏡中所觀察到的現(xiàn)象描繪出來，甲同學(xué)和乙同學(xué)分別畫了移動目鏡時(shí)的所觀察到的初末兩個(gè)視場區(qū)，你覺得 的圖像存在造假現(xiàn)象。6.在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距岀0.25mm6.在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距岀0.25mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，單縫與雙縫之間的距離為5.00cm,光屏與雙縫屏間的距離L=60.00cm。接通電源使光源正常工作。光源甲1）在圖甲中，要使單縫與雙縫相互平行，干涉條紋更加清晰明亮，以下操作最合理的是A.移動光源B.轉(zhuǎn)動雙縫C.調(diào)節(jié)撥桿D.轉(zhuǎn)動遮光筒（2）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可 ；A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動使用間距更小的雙縫（3） 某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第1次看到的干涉條紋如圖乙所示，圖乙中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，分劃板中心刻線對準(zhǔn)1、2間的亮紋中心，此時(shí)游標(biāo)尺的讀數(shù)q=9.30mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，看到的的干涉條紋如圖丙所示，此時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖丁所示，則讀數(shù)x2= mm；利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得這種色光的波長

A=nm（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。7．如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用雙縫間距d=0.20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=離L=700mm。接通電源使光源正常工作。甲光源凸透鏡濾光片單縫雙縫遮光簡 像屏已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標(biāo)尺）上有20分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋人中心對齊，如圖乙所示，此時(shí)測量頭上主尺和副尺的示數(shù)情況如圖丙所示，此示數(shù)為 mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，測得A到B條紋間的距離為8.40mm。利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的單色光的波長!= m（保留2位有效數(shù)字）。?lllN1|LL1LLJJ||M1]「id鬥|M |1111|i3Ti|01020丙另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好。若他對實(shí)驗(yàn)裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加。以下改動可能實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果的是 僅將濾光片移至單縫和雙縫之間僅將單縫與雙縫的位置互換僅將紅色濾芯光片換成綠色的濾芯光片8.現(xiàn)有毛玻璃屏人、雙縫B,白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、 、 、 、A。(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；按合理的順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用刻度尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意 和 。將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時(shí)如圖乙所示的手輪上的示數(shù)為 mm,求得相鄰亮紋的間距x為 mm。已知雙縫間距d為2.0x10-4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m,由計(jì)算式入= 。求得所測紅光波長為 mm。參考答案】***試卷處理標(biāo)記，請不要刪除一、實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長實(shí)驗(yàn)題1.(1)ACD (2)0.702(0.701---0.703都給分) (3)大于【解析】【分析】【詳解】A項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中，燈絲和單縫及雙縫必須平行放置，故A正確；B項(xiàng)解析：(1)ACD(2)0.702(0.701―-0.703都給分) (3)大于解析】分析】【詳解】A項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中，燈絲和單縫及雙縫必須平行放置，故A正確；B項(xiàng)：干涉條紋與雙縫平行，故B錯(cuò)誤；IC、D項(xiàng)：根據(jù)干涉條紋的間距公式：：?知，干涉條紋疏密程度與雙縫寬度、波長有關(guān)，故C、D正確；螺旋測微器的讀數(shù)為：0.5mm+0.01mmx20.2mm=0.702mm；如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值偏大，I根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式-「-,』，待測光的波長測量值也是偏大?【點(diǎn)晴】I根據(jù)干涉條紋的間距公式一-J分析間距與哪些因素有關(guān),螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時(shí)需估讀，如果測量頭中的分劃板中心刻度I線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值偏大；根據(jù)干涉條紋的間距公式」-,：/分析.2.BD11.4 6.0X10—7【解析】【詳解】(1)[1]A.若在光屏上得到的圖樣如(a)圖所示為干涉條紋，則光源和光屏間放置的是雙縫擋板，不是單縫，A錯(cuò)誤；B.若光源解析：BD11.46310_7【解析】【詳解】[1]A.若在光屏上得到的圖樣如(a)圖所示為干涉條紋，則光源和光屏間放置的是雙縫擋板，不是單縫，A錯(cuò)誤；若光源和光屏間放置的是雙縫擋板，光源由紅光換作藍(lán)光后，依據(jù)干涉條紋間距公式Ax=九d可知，波長變短，圖樣的條紋寬度會變窄，B正確；若光源和光屏間放置的是三棱鏡，光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光，紅光偏折最小，則紅光最有可能照射到光屏上，C錯(cuò)誤；若光源和光屏間放置的是三棱鏡，光源能發(fā)出紅、綠、紫三色光，紫光偏折最大，則紫光最有可能照射不到光屏上，D正確。故選BD。[2][3]由圖丙所示可知，游標(biāo)卡尺示數(shù)為：11mm+4x0.1mm=11.4mm條紋間距為：1Ax=—x(18.6-11.4)mm=1.8mm=1.8xlO-3m4由雙縫干涉條紋公式有：Ax=九d代入數(shù)據(jù)解得：X=6.0x10-7m3．ADAC【解析】【分析】【詳解】(1)[1]AB?雙縫的光來自于同一個(gè)單縫，因此單縫a距離光源更近，A正確，B錯(cuò)誤；CD?雙縫與單縫應(yīng)該平行放置，才能觀察到雙縫干涉d解析：ADAC—AxL【解析】【分析】【詳解】(1)[1]AB.雙縫的光來自于同一個(gè)單縫，因此單縫a距離光源更近，A正確，B錯(cuò)誤；CD.雙縫與單縫應(yīng)該平行放置，才能觀察到雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。⑵[2]AB.由于單縫保持豎直，條紋的方向與單縫平行，因此條紋豎直，A正確，B錯(cuò)誤;CD.由于綠光的波長比紅光的短，因此干涉條紋間距比紅光的窄，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。[3]根據(jù)兩個(gè)相鄰的明紋間(或暗紋)間距為可得波長表達(dá)式X=-AxL4.(1)2.190mm7.869(2)(3)小【解析】【詳解】1)對準(zhǔn)第4條亮紋時(shí)固定刻度讀數(shù)為7.5mm，可動讀數(shù)為0.01x36.9=0.369mm，所以最(3)小解析：(1)2.190mm7.869(2)—(3(3)小3L

【解析】【詳解】(1)對準(zhǔn)第4條亮紋時(shí)固定刻度讀數(shù)為7.5mm,可動讀數(shù)為0.01x36.9=0.369mm,所以最終讀數(shù)為7.869mm.I , Axdd(x—x丿(2)根據(jù)Ax=九，可得：九= = 2 1。d L 3L(3)根據(jù)Ax=九知雙縫間距d增大時(shí)條紋間距變小。d5．甲圖BC甲同學(xué)【解析】【分析】【詳解】[1]．在實(shí)際操作中標(biāo)度線在明條紋中容易觀察,則應(yīng)選下列圖中的甲圖更為合適；[2]．由圖可知,初末位置游標(biāo)解析：甲圖1.500mm~1.900mmBC甲同學(xué)【解析】【分析】【詳解】(1)[1].在實(shí)際操作中標(biāo)度線在明條紋中容易觀察，則Ax應(yīng)選下列圖中的甲圖更為合適；⑵[2].由圖可知，初末位置游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別為0.570cm和1.380cm，貝V相鄰兩條亮紋的間距Ax=Ax=1.380—0.5705cm=0.1620cm=1.620mm[3].首先要明確各器件的作用，撥動撥桿的作用是為了使單縫和雙縫平行，獲得清晰的干涉圖樣，因?yàn)橐延星逦母缮鎴D樣，所以不用調(diào)節(jié)；題中所說出現(xiàn)的問題是分刻板中心刻度線與干涉條紋不平行，應(yīng)調(diào)節(jié)測量頭使干涉條紋調(diào)成與分劃板中心刻線同一方向上，故應(yīng)其他不動，測量頭旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度；或者其他不動，遮光筒旋轉(zhuǎn)一個(gè)較小角度。故選BC。[4].實(shí)驗(yàn)中移動目鏡時(shí)，分刻板中心刻度線不應(yīng)該移動，則甲同學(xué)的圖像存在造假現(xiàn)象。6.)CB18.45635【解析】【分析】【詳解】(1)[1]要使單縫與雙縫相互平行，應(yīng)通過調(diào)節(jié)拔桿，帶動單縫轉(zhuǎn)動，使單縫與雙縫平行，故C正確，ABD錯(cuò)誤。解析：)CB18.45635【解析】【分析】【詳解】(1)[1]要使單縫與雙縫相互平行，應(yīng)通過調(diào)節(jié)拔桿，帶動單縫轉(zhuǎn)動，使單縫與雙縫平行，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。[2]由于目鏡觀察范圍確定，要想觀察到的條紋個(gè)數(shù)增加，應(yīng)使條紋間距變窄，根據(jù)相鄰亮條紋間距的公式Ax=九d可減小屏與雙縫的距離，增大雙縫間距離，減小波長，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選Bo[3]游標(biāo)卡尺讀數(shù)x=18mm+0.05x9mm=18.45mm2根據(jù).x-xAx=T16解得Ax=1.525mm根據(jù)代入數(shù)據(jù)60.00x10-2九=l.525mx0.25mm=6.35x10-7m=635nm60.00x10-27．35 C【解析】【分析】【詳解】①[1]?游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm；圖中游標(biāo)卡尺的主尺的刻度為0,游標(biāo)

尺的第7刻度與上邊對齊，則讀數(shù)為：0mm+0.05x7=0.解析：354.8x10-7C【解析】【分析】【詳解】①[1].游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm；圖中游標(biāo)卡尺的主尺的刻度為0,游標(biāo)尺的第7刻度與上邊對齊，則讀數(shù)為：0mm+0.05x7=0.35mm；

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