高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.4实验:用双缝干涉测量光的波长新学期 同步练习基础过关(word版含答案)

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名称 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.4实验:用双缝干涉测量光的波长新学期 同步练习基础过关(word版含答案)
格式 docx
文件大小 305.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-05 21:27:53

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文档简介

4.4实验:用双缝干涉测量光的波长新学期同步练习基础过关--2021_2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修一
练习
一、单选题,共10小题
1.用图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 (  )
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.某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距,若双缝间距为,双缝到屏的距离为,则光波的波长为( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,用单色光做双缝干涉实验,现将折射率为的透明薄膜遮住上方的条缝,则屏上可以观察到(  )
A.干涉条纹向上移动,条纹宽度不变 B.干涉条纹向下移动,条纹宽度变窄
C.干涉条纹向上移动,条纹宽度变宽 D.干涉条纹不移动,条纹宽度不变
4.如图所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,一同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后,在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹,但条纹间距变窄。以下改动可能会实现这个效果的是(  )
A.仅将滤光片向右移动靠近单缝 B.仅将单缝与双缝的位置互换
C.仅将红色滤光片换成绿色滤光片 D.仅将单缝向左移动少许
5.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图(甲)所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图(乙)所示。他改变的实验条件是(  )
A.减小双缝之间的距离
B.减小光源到双缝的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
6.一细束白光通过玻璃三棱镜折射后,在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱,其中a、c为光谱的边缘色光,关于a、b、c三种色光,下列说法正确的是(  )
A.若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则c光也一定能发生全反射
B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大
C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D.玻璃对c色光的折射率最小
7.用图甲所示装置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,测量头卡尺的示数为11.4mm,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(  )
A.2.38×10-7m B.2.38×10-9m C.9.5×10-7m D.9.5×10-9m
8.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图),下列说法正确的是( )
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距
C.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
D.将滤光片放在单缝与双缝之间将改变实验结果
9.如图所示,ABC为等腰棱镜,OO'是棱镜的对称轴,a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜,两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等,两束光折射后相交于图中的P点,下列判断正确的是( )
A.在同一介质中,a光光速大于b光光速
B.若从同一介质射入真空,发生全反射时a光的临界角大于b光的临界角
C.用同一双缝干涉实验装置观察,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
D.在真空中,a光波长大于b光波长
10.1834年,洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图所示,为单色光源,为一平面镜。发出的光直接照在光屏上,同时发出的光通过平面镜反射在光屏上。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和,光的波长为。则相邻两条亮条纹的中心间距是(  )
A. B. C. D.
二、多选题,共3小题
11.在杨氏双缝干涉实验中,如果(  )
A.用白光当光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光当光源,屏上将呈现红黑相间的条纹
C.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
D.杨氏双缝干涉实验中的光源必须是相干光源
12.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,实验装置如图甲所示。
某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察了实验现象后,总结出以下几点,正确的是(  )
A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关
D.干涉条纹的间距与光的波长有关
13.用a、b两种单色光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样,其中图甲是a光照射形成的,图乙是b光照射形成的,则关于a、b两束单色光,下述说法中正确的是(  )
A.a光的频率比b光的大
B.在水中a光传播的速度比b光的大
C.水对a光的折射率比b光大
D.b光的波长比a光的短
三、解答题,共2小题
14.(1) 在双缝干涉实验中, 要减小相邻两条明条纹间的距离, 正确的做法是______
A.改用频率较大的光
B.改用在真空中波长较大的光
C.减小双缝到屏之间的距离
D.改用在同一介质中传播速度较小的光
E. 增强入射光强度
(2) 如图所示, 实线是某时刻的波形图像, 虚线是0.25 s后的波形图.
① 若波向左传播, 求它传播的可能距离;
② 若波向右传播, 求它的最大周期;
③ 若波速是68 m/s, 判断波的传播方向.
15.某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中,已知两缝间的间距为,以某种单色光照射双缝时,在离双缝远的屏上,用测量头测量条纹间的宽度: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6条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验,测得的这种光的波长是多少?
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.A
【详解】
A.此实验是通过分光法获得干涉光源,所以A正确.
B.白光的干涉条纹是彩色的不是黑白相间的,选项B错误;
C.屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时,该处应是暗纹,选项C错误.
D.相邻亮纹间距等于相邻暗纹间距,选项D错误.
故选A。
2.B
【详解】
条纹间距,由,可得.
A. ,选项A不符合题意;
B. ,选项B符合题意;
C. ,选项C不符合题意;
D. ,选项D不符合题意;
3.A
【详解】
在遮住上方缝前,干涉条纹的中央明纹到两缝的光程相等,当透明薄膜遮住上方的一条缝后,等效为通过上方缝的光的光程变大,中央明纹只有向上移动,才能使中央明纹到两缝的光程仍相等,由可知,条纹宽度不变。
故选A。
4.C
【详解】
A.滤光片的作用是得到相干光源,靠近单缝和远离单缝不影响干涉,故A错误;
B.将单缝和双缝互换,失去产生干涉的条件,即没有相干光源,像屏上没有清晰的条纹,故B错误;
C.仅将红色滤光片换成绿色滤光片,滤光片射向双缝等的光的波长λλ减小,根据
可知,条纹间距减小,故C正确;
D.仅将单缝向左移动少许,根据条纹间隔公式
知不会改变条纹间距,故D错误。
故选C。
5.A
【详解】
ACD.由图可知,亮纹的宽度变大了,根据相邻两个亮(暗)纹间距
可知,若想增大亮纹宽度,可增大双缝到光屏之间的距离L,增大波长或减小两个双缝间的距离d,而根据
增大波长相当于减小光的频率,因此A正确,CD错误;
B.改变光源到双缝的距离,不会改变条纹的宽度,B错误。
故选A。
6.D
【详解】
D.偏向角越大,折射率越大,所以a的折射率最大,c的折射率最小,D正确;
A.由 ,折射率越大,临界角越小,所以a的临界角最小,c的临界角最大,b光恰能发生全反射,则c光一定不能发生全反射,A错误;
B.a的折射率最大,波长最短,干涉条纹间距最小,B错误;
C.由 得,a的折射率最大,在玻璃中的速度最小,C错误。
故选D。
7.C
【详解】
由题意可知,相邻亮条纹间距为
双缝的间距为
双缝档板与光屏间距为
根据双缝干涉亮条纹间距公式可得
A B D错误,C正确。
故选C。
8.C
【详解】
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝,A错误;
B.为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距
B错误;
C.测量某条干涉亮条纹位置时,应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,C正确;
D.单缝可形成线光源,经滤光片成单色光,再到双缝,一分为二,形成相干光源,也能产生稳定干涉图样,D错误。
故选C。
9.C
【详解】
D.由题图可知,a光经过棱镜后的偏折程度比b光的偏折程度大,所以在真空中a光的频率比b光的频率大,根据
c=λυ
可知在真空中,a光波长小于b光波长,故D错误;
A.根据D项分析可知同一介质对a光的折射率比对b光的折射率大,根据
可知在同一介质中,a光光速小于b光光速,故A错误;
B.根据A项分析以及全反射临界角C与折射率n的关系式
可知若从同一介质射入真空,发生全反射时a光的临界角小于b光的临界角,故B错误;
C.根据D项分析以及双缝干涉相邻条纹间距公式
可知用同一双缝干涉实验装置观察,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距,故C正确。
故选C。
10.C
【详解】
根据平面镜成像原理,光源S发出来的光,经平面镜反射后,相当于从发来的光,因此两个相干光源之间的距离为2a,如图所示
根据
可得
故选C。
11.BD
【详解】
A.杨氏双缝干涉实验中,用白光当光源,屏上将呈现彩色条纹,故A错误;
B.用红光当光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,故B正确;
C.红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,故C错误;
D.双缝干涉的条件是必须有相干光源,故D正确。
故选BD。
12.AD
【详解】
A.为了获得清晰的干涉的亮条纹,灯丝与单缝和双缝必须平行放置,A正确;
B.干涉条纹与双缝平行,B错误;
CD.根据
可知干涉条纹的疏密与单缝宽度无关,与光的波长有关,C错误,D正确。
故选AD。
13.AC
【详解】
AD.从图中可以看出,a光的条纹间距小,说明a光的波长小,频率大,故A正确,D错误;
C.水对频率低的单色光的折射率小,即水对b光的折射率小,选项C正确;
B.折射率小的光在水中的传播速度大,即b光在水中的传播速度大,选项B错误。
故选AC。
14.)ACD
①若波向左传播,它传播的可能距离为: x = (4n + 3) m (n = 0,1,2,…)
②若波向右传播,最大周期 Tmax = 1 s
③波向右传播.
【详解】
(1)ACD
(1)由公式知,要减小相邻两条亮条纹之间的距离则应该减小双缝到屏的距离L,或者增大双缝之间的距离d,也可以减小入射光的波长,即增大频率f,故本题ACD选项正确
(2)由图知波长
①若波向左传播,它传播的可能距离为:
②若波向右传播,它传播的时间为:
所以
当n = 0时有最大周期
③ 若波速是68 m/s, 波在0.25 s传播的距离为:
则波向右传播.
综上所述本题答案是:ACD
若波向左传播,它传播的可能距离为:
②若波向右传播,最大周期
③波向右传播.
15.6.725×10-7m
【详解】
分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时示数为
x1=2mm+33.2×0.01mm=2.332mm
分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为
x1=15mm+37.7×0.01mm=15.377mm
条纹间距离

求得光的波长为
答案第1页,共2页
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