5.2科学测量：用双缝干涉测光的波长基础训练-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册（word 含答案）

5.2科学测量：用双缝干涉测光的波长基础训练2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（　　）
A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高
B．双缝到光屏的距离L不同，乙图对应的L较大
C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大
D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大
2．如图所示，某同学对双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象，下述现象中能够观察到的是（　　）
A．将滤光片由红色的换成蓝色的，干涉条纹间距变宽
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
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，干涉现象消失
3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。接通电源使光源正常工作。M、N、P三个光学元件依次为（　　）
A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片
C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片
4．如图所示，为双缝干涉实验装置示意图，其中双缝位于图中的（　　）
A．甲处 B．乙处 C．丙处 D．丁处
5．“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图甲所示，某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图乙所示。下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是（　　）
A．仅转动透镜 B．仅转动双缝 C．仅转动手轮 D．仅转动测量头
6．如图甲所示，是一双缝干涉实验的装置示意图，在空气里完成该实验得到如图乙的实验现象，在不调整实验装置的情况下，仅把该装置放在另一种透明介质里得到不同的现象则（　　）
A．空气中毛玻璃上显示的条纹数目多
B．介质中毛玻璃上显示的条纹数目多
C．空气和介质中毛玻璃上显示的条纹数目一样多
D．条纹数目多少无法确定
7．用a和b两种单色光依次在同一双缝干涉装置上做实验，在屏上观察到a光的干涉条纹间距较大，则（　　）
A．a光波长较短
B．水对a光的折射率较大
C．a光在水中的传播速度较大
D．a光从水中射向空气时，全反射临界角较小
8．在双缝干涉实验装置中，正确的说法是（ ）．
A．光源必须发出单色光
B．光经过单缝成为单色光
C．光经过双缝成为两束振动情况完全相同的光
D．两束光只在屏上发生干涉
9．在光的双缝干涉实验中，能减小干涉条纹间距的做法是( )
A．改用频率更小的光波 B．改用波长更长的光波
C．减小双缝间距 D．减小双缝与光屏间距
10．某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是（　　）
A．单缝S太窄 B．单缝S太宽
C．S到和距离不相等 D．阳光不能作为光源
11．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
12．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若，则下列说法正确的是（　　）
A．从玻璃射向空气发生全反射时，甲光的临界角小于乙光的临界角
B．在同一种均匀介质中甲光的波长一定小于乙光的波长
C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量
D．在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光的传播速度
13．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
14．利用双缝干涉测量光的波长，装置如图。下列说法中正确的是（　　）
A．图中分别为滤光片、双缝和单缝，且双缝和单缝应平行放置
B．调节光源高度，使光束沿着遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
C．仅将光屏稍向右移，则条纹的间距减小
D．实验中将4个条纹间距误数成5个，测得的波长值偏小
15．如图所示，某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是（　　）
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．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
二、填空题（共4题）
16．（某同学用如图甲所示的装置测量激光的波长。将一束激光照在双缝上，在光屏上观察到如图乙所示平行且等宽的明暗相间的条纹。该同学测得双缝间距为d（每个缝的宽度很窄可忽略），光屏到双缝的距离为L，经测量得出5条亮条纹中心之间的距离为a，图乙中的条纹是因为激光发生了______（填“干涉”、“衍射”）现象而产生的，经计算该激光的波长为______。
17．如图所示，在双缝干涉中，若用λ1=5.0×10﹣7m的光照射，屏上O为中央亮条纹，屏上A为第二级亮条纹所在处，若换用λ2=4.0×10﹣7m的光照射时，屏上A处是_____纹，是第_____级。
18．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。
①调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心A，示数如图乙所示，其读数为x1=____________mm。移动手轮至另一条亮条纹的中心B，读出其读数为x2.
②写出计算波长的表达式λ=____________（用x1、x2、L、d表示）。
③若将滤光片由绿色换成红色，其他条件不变，则屏上干涉条纹的间距将____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
19．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
(1)若想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，该同学可__；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向远离双缝的方向移动
C．使用间距更大的双缝
(2)某次测量时，分划板在位置的示数如图乙所示，此时示数为__cm；若分划板在如图乙所示的位置的示数为2.59cm，则相邻条纹的间距为__cm；
(3)该次测量时，选用的双缝的间距为0.400mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，则所测单色光的波长为__nm（结果保留三位有效数字）。
三、综合题（共4题）
20．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得了成功，若他在此基础上将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动，实验仍能成功吗？为什么？
21．某同学在“用双缝干涉测激光的波长”实验中；如图甲所示，若将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙图样的平行且等宽的明暗相间的条纹，为测量该激光的波长，测得双缝间距为d（每个缝的宽度很窄，宽度可忽略），光屏到双缝距离为L，现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长。
22．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，将装置放入折射率为的某种油中来进行干涉实验，测得双缝间距离，双缝到屏的距离，已知氦氖激光器发出的红光在空气中的波长为，问这时屏上的条纹间距是多少？
23．(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.
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．C
5．D
6．B
7．C
8．C
9．D
10．B
11．C
12．D
13．C
14．D
15．D
16．干涉
17．暗 3
18．19. 4 增大
19．C 1.12 0.21 700
20．能，
实验仍能成功，因为干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在叠加，遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许时，根据
L变小、d、λ均没变，只是条纹间距变小
21．
22．
23．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.