同步课时精练（二十）4.5用双缝干涉实验测定光的波长（后附解析）

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同步课时精练（二十）4.5 用双缝干涉实验测定光的波长（后附解析）
一、单选题
1．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有（ ）
A．改用强度更小的光作为入射光 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
2．如图甲为双缝干涉实验装置示意图，如图乙为用该装置实验时得到的a、b两种单色光的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）

A．a光的波长比b光的波长短
B．a光的频率比b光的频率高
C．已知P点到双缝的距离差为1.5μm，若用波长为1.0μm的光进行实验，则P点处为亮条纹
D．已知P点到双缝的距离差为1.5μm，若用波长为0.5μm的光进行实验，则P点处为亮条纹
3．下列说法正确的是（　　）
A．在用单摆测定重力加速度实验中，误将30次全振动记成了31次，则所测加速度偏小
B．在用双缝干涉测量光的波长实验中，仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，光屏上观察到的干涉条纹间距变小
C．在测定玻璃的折射率实验中，必须选用两面平行的玻璃砖
D．用油膜法测分子直径时，若撒的痱子粉过多，所测分子直径偏小
4．用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，为了使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹
B．若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大
C．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
5．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是下列选项中的（　　）
A．a单缝、b滤光片、c双缝、d光屏
B．a滤光片、b单缝、c双缝、d光屏
C．a单缝、b双缝、c滤光片、d光屏
D．a滤光片、b双缝、c单缝、d光屏
6．如图所示，是两个振动情况完全相同的相干波源，相距，激起两列相干波的波长均为，则在以连线为半径，为圆心的圆周上振动最弱的点共有（ ）

A．4处 B．6处 C．8处 D．10处
7．如图所示，是利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置示意图。某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图b），游标卡尺的示数如图c所示。第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图d），游标卡尺的示数如图e所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m。则（　　）
A．双缝的作用是获得线状光源
B．单缝和双缝的方向关系是垂直
C．图e游标卡尺的示数为
D．所测单色光波长为
8．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　)
A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m
B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm
C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m
D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m
9．如图所示，两种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，从另一边射出，则下列说法中正确的是（　　）
A．a光的波长大于b光的波长
B．这种材料对a光的折射率大于对b光的折射率
C．若从同一介质射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
D．若用同一装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
二、多选题
10．下列说法中正确的是
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb'面射出
C．图丙和丁分别是双缝干涉和薄膜干涉示意图，反映出光具有波动性
D．图戊中的M、N是偏振片，P是光屏．当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
11．某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于（　　）
A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大
B．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度
C．单缝与双缝不平行
D．光源发出的光束太强
12．如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光，下列说法正确的是（　　）

A．雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹
B．水滴对a光的临界角小于对b光的临界角
C．在水滴中，a光的波长大于b光的波长
D．a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
三、解答题
13．（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0.25s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68m/s，判断波的传播方向。
14．如图所示为某型号光的双缝干涉演示仪结构简图，玻璃砖的横截面为等腰直角三角形ABC，∠A=90°，光源发出频率f=4.81014Hz的激光束。使激光束垂直AB面射入玻璃砖，在BC面发生全反射，从AC面射出后，经过单缝和双缝，最后在光屏上呈现出干涉图样。已知玻璃砖的直角边长x=0.03m，双缝间距d=0.1mm，双缝离光屏的距离L=1.2m，光在真空中的传播速度为c=3.0108m/s。求：
（1）玻璃砖折射率的最小值和此折射率下光线在玻璃砖中传播的时间；
（2）光屏上相邻亮条纹间的距离；
（3）若仅将单缝的位置稍微下移，中央亮条纹在光屏上的位置将上移、下移还是不变？（不必回答理由）
15．如图所示为某型号光的双缝干涉演示仪结构简图，玻璃砖的横截面为等腰直角三角形ABC，，光源发出频率的激光束。使激光束垂直AB面射入玻璃砖，在BC面发生全反射，从AC面射出后，经过单缝和双缝，最后在光屏上呈现出干涉图样。已知玻璃砖的直角边长，双缝间距，双缝离光屏的距离，光在真空中的传播速度为。求：
（1）玻璃砖折射率的最小值和此折射率下光线在玻璃砖中传播的时间；
（2）光屏上相邻亮条纹间的距离；
（3）若仅将单缝的位置稍微下移，中央亮条纹在光屏上的位置将上移、下移还是不变？（不必回答理由）
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：A．根据可知，改用强度更小的光作为入射光，不会改变条纹间距，故A错误；
B．根据可知，增大双缝到屏的距离L，可以增大条纹间距，故B正确；
C．根据可知，增大双缝到单缝的距离，不会改变条纹间距，故C错误；
D．根据可知，增大双缝间距d，条纹间距更小，故D错误。
答案：B。
2．D
解析：AB．由
可知a光的干涉条纹间距大，所以a光的波长长，频率低，选项AB错误；
C．光的波长为1.0μm，则由，可得n＝1.5，P处为暗条纹，选项C错误；
D．光的波长为0.5μm，则由，可得n＝3，P处为亮条纹，选项D正确。
答案：D。
3．B
解析：A．误将30次全振动记成了31次，所得的周期偏小，由
得
可得则所测加速度偏大，故A错误；
B．蓝光的波长比红光小，由
可得光屏上观察到的干涉条纹间距变小，故B正确；
C．在测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故C错误；
D．实验过程中，若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由
可知，实验测量的油酸分子的直径偏大，故D错误。
答案：B。
4．D
解析：A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，A错误；
B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，B错误；
C．根据
将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C错误；
D．若将滤光片由红色换成绿色，色光的波长减小，根据
光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，D正确。
答案：D。
5．B
解析：为了获取单色的线光源，光源后面是滤光片、单缝，然后通过双缝在光屏上产生干涉图样，则后面是双缝、遮光筒和光屏。故B正确，ACD错误。
答案：B。
6．C
解析：两列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象，其振动加强或减弱由两波源到该点的距离差及波长决定，当距离差
时，振动加强；当
时，振动减弱。设圆周上某点P振动最弱，如图所示

由干涉条件得
而
的范围为0~8m，分别代入后可得共有8处振动最弱的点，答案：C。
7．D
解析：AB．单缝的作用是产生线光源，双缝的作用是产生相干光源，单缝和双缝之间的方向关系是平行，故AB错误；
C．由图e游标卡尺的示数为
故C错误；
D．由图c游标卡尺的示数为
则相邻条纹间距为
由公式可得，单色光波长为
故D正确。
答案：D。
8．D
解析：在双缝干涉实验中，要得到清晰的干涉条纹，由可知，必须满足单缝宽度和双缝之间的距离都很小，双缝到屏的距离足够大。
答案：D。
9．B
解析：AB．由图可知，通过三棱镜后，a光的偏折角小于b光的偏折角，说明这种材料对a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，由
可知，a光的波长小于b光的波长，所以A错误；B正确；
C．由
可知，a光的临界角小于b光的临界角，所以C错误；
D．由
可知，若用同一装置观察双缝干涉图样，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，所以D错误；
答案：B。
10．ACD
解析：A．根据折射率和光的传播速度之间的关系，可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度．故A正确；
B．当入射角i逐渐增大折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，故肯定有光线从bb'面射出，故B错误；
C ．图丙和丁分别是双缝干涉和薄膜干涉示意图，体现光具有波动性，故C正确；
D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。
答案：ACD。
11．AC
解析：安装实验器件时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。当然还要使光源发出的光束不致太暗；
答案：AC。
12．ABD
解析：A．雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即发生色散而形成彩虹，故A正确；
B．第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据
可知，光的折射率较大，根据
可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，故B正确；
C．因为a光的折射率较大，所以a光频率较大，波长较短，故C错误；
D．根据
可知，双缝条纹间距与波长成正比，a光波长较短，则条纹间距较小，故D正确。
答案：ABD。
13．（1）ACD；（2）①x=（4n+3）m（n=0，1，2，…）；②1s；③向右传播
解析：（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
=（4n+3）m n=0,1,2,3,……
②若波向右传播，它传播的时间为
所以
n=0,1,2,3,……
当n=0时有最大周期。
③若波速是68m/s，波在0.25s传播的距离为
则波向右传播。
14．（1）；；（2）；（3）上移
解析：（1）由几何关系，光线在BC面上刚好能发生全反射的临界角，由
得玻璃砖折射率的最小值
光线在玻璃中传播速度
光线在玻璃中传播时间
解得
（2）波长
条纹间距
解得
（3）上移
若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向下移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，如图所示
中央亮纹的位置经过S1、S2到S的路程差仍等于0，因
SS1>SS2
且
SS1+S1p=SS2+S2p
那么
S1P则中央亮纹P的位置略向上移。
15．（1）；；（2）；（3）上移
解析：（1）由几何关系，光线在BC面上刚好能发生全反射的临界角，由
得玻璃砖折射率的最小值
光线在玻璃中传播速度
光线在玻璃中传播时间
解得
（2）波长
条纹间距
解得
（3）若把单缝S从双缝、的中心对称轴位置稍微向下移动，通过双缝、的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，如图所示
中央亮纹的位置经过、到S的路程差仍等于0，因
且
那么
则中央亮纹P的位置略向上移。
答案第1页，共2页
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