【小初高学习]2018年高考物理一轮复习 实验十五 用双缝干涉测量光的波长押题专练

实验十五 用双缝干涉测量光的波长
1．用图2－4－6所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是 ( )
图2－4－6
A ．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源
B ．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C ．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹
D ．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等
2．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若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)，这时( )
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，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在
C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D ．屏上无任何光亮
解析：C.两缝透过的红光和绿光不是相干光源，不能发生干涉现象，没有干涉条纹，由于有光到光屏，所以仍有光亮．
3．分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的明条纹间的距离分别为Δx 1和Δx 2，则( )
A ．Δx 1＜Δx 2
B ．Δx 1＞Δx 2
C ．若双缝间距离d 减小，而其他条件保持不变，则Δx 1增大
D ．若双缝间距离d 减小，而其他条件保持不变，则Δx 1不变
解析：选BC.由Δx ＝l
d λ可知l d
相同，λ越大Δx 越大；l 、λ不变，d 减小，Δx 增大．
4. 如图2－4－7所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动则( )
图2－4－7
A．不再产生干涉条纹
B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变
C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移
D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移
5．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图2－4－8所示．
图2－4－8
(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：
A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关
D．干涉条纹间距与光的波长有关
以上几点中你认为正确的是________．
(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图2－4－9所示，该读数为________mm.
图2－4－9 图2－4－10
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图2－4－10所示．则
在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx 时，测量值________(填“大于”、“小于”或“等于”)实际值．
解析：(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行；由Δx ＝l
d
λ可知，条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关，所以A 、C 、D 选项正确．
(2)固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为20.2，所以测量结果为0.5 mm ＋20.2×0.01 mm ＝0.702 mm.
(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离．
答案：(1)ACD (2)0.702 (3)大于 6．(1)备有下列仪器：
A ．白炽灯
B ．双缝
C ．单缝
D ．滤光片
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：______(填写字母代号)． (2)已知双缝到光屏之间的距离L ＝500 mm ，双缝之间的距离d ＝0.50 mm ，单缝到双缝之间的距离s ＝100 mm ，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2－4－11所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．
图2－4－11
(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 ．增大双缝到屏的距离 C ．增大双缝到单缝的距离 D ．增大双缝间距
答案：(1)ADCBE (2)6.4×10－7
(3)AB
7．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更____________(填长、短)的单色光，或是使双缝与光屏间的距离____________(填增大、减小)．
解析：依据双缝干涉条纹间距规律Δx ＝l
d
λ，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，增大双缝与屏之间的距离L .
答案：长 增大
8．在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1)，并选用缝间距d ＝0.2 mm 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 ＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．
①已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2(b)中游标尺上的读数x 1＝1.16 mm ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示，此时图3(b)中游标尺上的读数x 2＝________.
②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝______mm；这种色光的波长λ＝________nm.
答案：①15.02②2.31 6.6×102
9．在利用双缝干涉测光波波长时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时(如图A所示)将此明纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2,3……等明纹，最终与明纹6中心对齐，分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图中B、C所示(游标卡尺为10分度)，则图B对应的读数为________m，图C对应的读数为________ m．用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm，由双缝上标示获知双缝间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为________m.
在实验中，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到清晰的明暗相间的条纹，看到的是模糊不清的条纹，造成这种情况的最可能的原因是_______________________________．
答案：1.94×10－2 2.84×10－2 6.00×10－7单缝与双缝不平行
10．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺
读数也如图中所给出，则：
(1)分划板在图中A 、B 位置时游标卡尺读数分别为x A ＝__________ mm ，x B ＝________ mm ，相邻两条纹间距Δx ＝________ mm ；
(2)波长的表达式λ＝________(用Δx 、l 、d 表示)，该单色光的波长λ＝________ m ； (3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”)．
解析：(1)游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数都要以mm 为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字的单位是cm ，不是mm.由图可知x A ＝11.1 mm ，x B ＝15.6 mm ，
Δx ＝1
6
×(15.6－11.1) mm ＝0.75 mm.
答案：(1)11.1 15.6 0.75 (2)d l
Δx 6.0×10－7
(3)变小
11.如图所示，在双缝干涉实验中，已知SS 1＝SS 2，且S 1、S 2到光屏上P 点的路程差Δs ＝1.5×10－6
m.
(1)当S为λ＝0.6 μm的单色光源时，在P点处将形成________条纹．
(2)当S为λ＝0.5 μm的单色光源时，在P点处将形成________条纹．(均选填“明”或“暗”)
解析：(1)由题意，当λ＝0.6 μm时，Δs＝2λ＋1
2
λ，为半波长的奇数倍，故P点为
暗条纹．
(2)当λ＝0.5 μm时，Δs＝3λ，为半波长的偶数倍，故这时P点将形成明条纹．
答案：(1)暗(2)明
12．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25 mm，双缝到毛玻璃屏间距离l的大小也由图中毫米刻度尺读出(如戊图所示)，实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示)，并记下螺旋测微器的读数x1(如图丙所示)，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如图丁所示)，由以上测量数据可求得该单色光的波长．
图中双缝的位置l1＝________mm，毛玻璃屏的位置l2＝________ mm，螺旋测微器的读数x1＝________ mm，螺旋测微器的读数x7＝________ mm.请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式________．
答案：100.0 938.0 0.300 14.700 λ＝
d x 7－x 1
l
2－l 1。