4.4 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長 同步練習(xí)題（word版含答案）

試卷第=page88頁，共=sectionpages88頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁4.4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長一、單選題1．在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)通過測量頭的目鏡觀察紅光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對齊，如圖所示，若要使兩者對齊，小張同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)（）A．僅順時針旋轉(zhuǎn)單縫B．僅順時針旋轉(zhuǎn)雙縫C．僅逆時針旋轉(zhuǎn)測量頭D．僅逆時針旋轉(zhuǎn)整個遮光筒2．1834年，洛埃利用單面鏡得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）。洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，為單色光源，為一平面鏡。發(fā)出的光直接照在光屏上，同時發(fā)出的光通過平面鏡反射在光屏上。設(shè)光源到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為和，光的波長為。則相鄰兩條亮條紋的中心間距是（）A． B． C． D．3．如圖甲所示，利用激光器發(fā)射出的激光照射到雙縫上，在雙縫后面的光屏上能呈現(xiàn)出明、暗相間的干涉條紋。若實(shí)驗(yàn)中僅改變某一個實(shí)驗(yàn)條件、而其他條件均不變的情況下，得到的干涉圖樣分別如圖乙和丙所示。對于這兩次實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A．由于選用的激光器不同，乙圖對應(yīng)的激光的頻率較高B．雙縫到光屏的距離L不同，乙圖對應(yīng)的L較大C．雙縫的間距不同，乙圖對應(yīng)的間距較大D．激光器到雙縫的距離不同，乙圖對應(yīng)的距離較大4．在利用測量頭測量條紋寬度時，應(yīng)使分劃板中心刻線（）A．與亮條紋的邊緣對齊 B．與暗條紋的邊緣對齊C．與亮條紋的中心位置對齊 D．與暗條紋的中心位置對齊5．在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖所示，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。接通電源使光源正常工作。M、N、P三個光學(xué)元件依次為（）A．濾光片、單縫片、雙縫片 B．濾光片、雙縫片、單縫片C．偏振片、單縫片、雙縫片 D．雙縫片、偏振片、單縫片二、多選題6．某同學(xué)在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在光屏上卻觀察不到干涉圖樣，這可能是由于（）A．光束的中央軸線與遮光筒的軸線不一致，相差較大B．濾光片、單縫、雙縫的中心在同一高度C．單縫與雙縫不平行D．光源發(fā)出的光束太強(qiáng)7．在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果（）A．用白光當(dāng)光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋B．用紅光當(dāng)光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋C．用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋D．楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的光源必須是相干光源8．如圖所示，某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，來做測量光的波長的實(shí)驗(yàn)，屏幕上可以看到綠色干涉條紋，則下列說法中正確的是________。A．屏幕上的干涉條紋與雙縫相互垂直B．僅使測量頭繞圖中虛線轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，干涉條紋會消失C．若屏上看不到干涉條紋，其原因可能為單縫寬度過大D．若屏上看不到干涉條紋，其原因可能為單縫和雙縫沒有平行9．圖中給出了用“雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)示意圖，雙縫和間距為0.80mm，雙縫到屏的距離為0.80m，波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫和上，在屏上形成干涉條紋，中心軸線上方第一條亮紋中心位置在處，第三條亮紋中心位置在處，現(xiàn)有1號、2號蟲子分別從和出發(fā)，以相同速度沿垂直屏方向飛行，1號蟲子到達(dá)屏后，沿屏直線爬行到，2號蟲子到達(dá)屏后，沿屏直線爬行到，假定兩只蟲子爬行速度均為，正確的是：A．1號蟲子運(yùn)動路程比2號短 B．兩只蟲子運(yùn)動的時間差為0.2sC．兩只蟲子運(yùn)動的時間差為1.0s D．已知條件不夠，兩只蟲子運(yùn)動的時間差無法計(jì)算10．用a、b兩種不同波長的光，先后用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，得到兩種干涉條紋，其中a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距，則()A．a(chǎn)光的波長大于b光的波長B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率C．在玻璃中，a光的速度等于b光的速度D．從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大于b光的臨界角11．利用圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，下面幾種說法正確的是（）A．將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B．將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．換一個雙縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄三、非選擇題12．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，光屏上某點(diǎn)P到雙縫S1、S2的路程差為1.8×10－6m，如果用波長為600nm的黃光照射雙縫，該黃光的頻率為______（已知真空中的光速c=3×108m/s）；P點(diǎn)出現(xiàn)______（填“亮條紋”或“暗條紋”）；若雙縫之間的距離以及雙縫到屏的距離保持不變，將黃光換成波長為750nm的紅光，則光屏上條紋的寬度______（填“變大”“變小”或“不變”）。13．如圖1所示，利用雙縫干涉測定光的波長的實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距，雙縫到光屏間的距離，實(shí)驗(yàn)時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可______。A．使用間距更大的雙縫B．將單縫向雙縫靠近C．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動D．將屏向靠近雙縫的方向移動（2）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，則①分劃板在圖中A位置時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為，在B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為，相鄰兩條紋間距____________mm；②該單色光的波長_______m（保留兩位有效數(shù)字）。14．某同學(xué)在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。使用的雙縫間距d已知。實(shí)驗(yàn)時，首先調(diào)節(jié)單縫和雙縫的中心位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫互相平行。當(dāng)屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，通過測量頭（與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm）觀察到第一條亮紋的位置如圖乙中（a）所示，第五條亮紋位置如圖乙中（b）所示，可得相鄰兩條亮紋間的距離________mm，再測出雙縫與屏之間的距離l，即可根據(jù)公式______（用題中所給字母表示）算出光的波長。15．洛埃德在1834年提出了一種中更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，單色光從單縫射出，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋。單縫通過平面鏡成的像是。（1）通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫，___________相當(dāng)于另一個“縫”；（2）實(shí)驗(yàn)中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h=0.15mm，單縫到光屏的距離D=1.2m，觀測到第3個亮條紋中心到第12個亮條紋中心的間距為22.78mm，則該單色光的波長λ=___________m（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）（3）以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離___________A．將平面鏡稍向上移動一些B．將平面鏡稍向右移動一些C．將光屏稍向右移動一些D．將光源由紅色光改為綠色光（4）實(shí)驗(yàn)表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射，在入射角接近90°時，反射光與入射光相比，相位有π的變化，稱為“半波損失”。如果把光屏移動到和平面鏡接觸，接觸點(diǎn)P處是___________（選填“亮條紋”或“暗條紋”）16．在“利用雙縫干涉測量紫光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將所用器材按要求安裝在如圖甲所示的光具座上，然后接通電源使光源正常工作，像屏上出現(xiàn)了清晰但是間距較小的紫色干涉條紋。（1）下列操作中，可以使紫色條紋間距變大的是_____________。A．換一個紅色濾光片B．增大雙縫到像屏的距離C．增大單縫與雙縫間的距離D．增大雙縫的間距（2）觀察測量的圖樣（如圖乙所示），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，測量頭的示數(shù)如圖丙所示，其示數(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，測量頭的示數(shù)為10.492mm。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。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）17．在“觀察光的干涉現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，將兩片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上劃出不同間隙的雙縫；按如圖所示的方法，讓激光束通過自制的雙縫，觀察在光屏上出現(xiàn)的現(xiàn)象。（1）保持縫到光屏的距離不變，換用不同間隙的雙縫，雙縫的間隙越大，屏上明暗相間的條紋間距___________（填“越大”或“越小”）；（2）在該實(shí)驗(yàn)中，若所用激光的波長為，屏上P點(diǎn)距雙縫和的路程差為，則P點(diǎn)出現(xiàn)的應(yīng)是___________（填“亮條紋”或“暗條紋”）；（3）在該實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫擋板與光屏間距為L，雙縫相距d，第1條亮條紋中心到第10條亮條紋中心的距離為s，則激光的波長為___________。答案第=page1010頁，共=sectionpages11頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【解析】【詳解】亮條紋與分劃板豎線未對齊，應(yīng)轉(zhuǎn)動測量頭，故ABD項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確。故選C。2．C【解析】【詳解】根據(jù)平面鏡成像原理，光源S發(fā)出來的光，經(jīng)平面鏡反射后，相當(dāng)于從發(fā)來的光，因此兩個相干光源之間的距離為2a，如圖所示根據(jù)可得故選C。3．B【解析】【詳解】A．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，波長λ大的干涉條紋間距Δx大，而乙圖的干涉條紋間距較大，所以乙圖對應(yīng)的光波波長較長，頻率較小，故A錯誤；B．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，乙圖對應(yīng)的干涉條紋間距Δx較大，則乙圖雙縫到光屏的距離L較大，故B正確；C．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，乙圖的干涉條紋間距Δx較大，則可能是乙圖對應(yīng)的雙縫間距d較小，故C錯誤；D．光源到雙縫的距離不影響雙縫干涉條紋的間距，故D錯誤。故選B。4．C【解析】【詳解】在利用測量頭測量條紋寬度時，應(yīng)使分劃板中心刻線與亮條紋的中心位置對齊，這是因?yàn)闂l紋的邊緣輪廓不清晰，如果對準(zhǔn)邊緣測量誤差較大，而亮條紋比暗條紋更好觀測，C正確，ABD錯誤。故選C。5．A【解析】【分析】【詳解】雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是讓單色光通過雙縫在光屏上形成干涉圖樣，所以讓白熾燈燈光通過濾光片形成單色光，再經(jīng)過單縫形成一個線光源，然后通過雙縫形成相干光，在光屏上形成干涉條紋。故合理的順序是濾光片、單縫片、雙縫片，故A正確，BCD錯誤。故選A。6．AC【解析】【詳解】安裝實(shí)驗(yàn)器件時要注意：光束的中央軸線與遮光筒的軸線要重合，光源與光屏正面相對，濾光片、單縫和雙縫要在同一高度，中心位置在遮光筒的軸線上，單縫與雙縫要互相平行才能使實(shí)驗(yàn)成功。當(dāng)然還要使光源發(fā)出的光束不致太暗；故選AC。7．BD【解析】【詳解】A．楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用白光當(dāng)光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，故A錯誤；B．用紅光當(dāng)光源，屏上將呈現(xiàn)紅色亮條紋與暗條紋（即黑條紋）相間，故B正確；C．紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，故C錯誤；D．雙縫干涉的條件是必須有相干光源，故D正確。故選BD。8．CD【解析】【詳解】A．屏幕上的干涉條紋與雙縫相互平行，不是相互垂直，故A錯誤；B．僅使測量頭繞圖中虛線轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，干涉條紋不會消失，故B錯誤；C．如果單縫寬度過大，通過雙縫的光可能不再是相干光，不會形成干涉條紋，故C正確；D．當(dāng)單縫與雙縫不平行時，只看到一片亮光卻看不到干涉條紋，所以若屏上看不到干涉條紋，有可能為單縫和雙縫沒有平行，故D正確；故選CD。9．AB【解析】【詳解】根據(jù)雙縫干涉相鄰亮紋間距公式得出相鄰亮條紋間距為0.5mm,則得出p1p2在屏幕上的坐標(biāo)分別為0.5mm,1.5mm，那么1號蟲子從S1到P1的路程為800.9mm，2號蟲子從S2到P2的路程為801.1mm，故A正確，已知路程差為0.2mm可以得出時間差為0.2s，故B正確CD錯誤．綜上所述本題答案是：AB【點(diǎn)睛】本題主要考查知識點(diǎn)：雙縫干涉的現(xiàn)象以及相鄰亮條紋間距公式，勻速直線運(yùn)動的基本計(jì)算．10．AD【解析】【詳解】根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝可知，同一實(shí)驗(yàn)裝置，條紋間距越大，說明波長越長，即頻率越?。鶕?jù)題意，a光的波長長，所以A正確，B錯誤．頻率越小，介質(zhì)對它的折射率越小，根據(jù)n＝可知，在介質(zhì)中的傳播速度越大，即a光在介質(zhì)中的傳播速度要大，所以C錯誤．根據(jù)sinC＝可知，介質(zhì)的折射率越小，則全反射的臨界角越大，所以a光的全反射臨界角要大，選項(xiàng)D正確．故選AD.11．ABD【解析】【詳解】由條紋間距公式Δx=λ（d指雙縫間的距離，l是雙縫到屏的距離），可知A．該選項(xiàng)中l(wèi)減小，Δx變小，選項(xiàng)A正確；B．該選項(xiàng)中λ變大，Δx變大，選項(xiàng)B正確；C．該選項(xiàng)中，改變單縫和雙縫之間的距離，對Δx無影響，選項(xiàng)C錯誤；D．該選項(xiàng)中，d變大，Δx變小，選項(xiàng)D正確。故選ABD。12．亮條紋變大【解析】【詳解】由黃光的頻率為；由于P點(diǎn)是振動的加強(qiáng)點(diǎn)，P點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋；根據(jù)在其他條件不變的情況下，隨著波長的增大，條紋寬度變大。13．AD0.75【解析】【詳解】（1）增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，則條紋的寬度要減小，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為，為減小相鄰亮條紋（暗條紋）間的寬度，可增大雙縫間距離或減小雙縫到屏的距離，故AD正確，BC錯誤；（2）第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為s，則兩個相鄰亮條紋（暗條紋）之間的距離為由圖2可以看出n=7，s=帶入可得（3）將帶入中，可得14．1.175【解析】【詳解】圖（a）、（b）中讀數(shù)分別為相鄰兩條亮紋間的距離為根據(jù)