人教版高中物理选修3-4 双缝干涉实验 课时自测Word版含解析
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-4 双缝干涉实验 课时自测Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 856.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-05 16:53:12 | ||
图片预览
文档简介
课时自测·当堂达标
1.某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10-2 m，若双缝间距为0.1 mm，双缝到屏的距离为l=4.0 m，则光波的波长为 ( )
A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m
C.1.5×10-8 m D.1.6×10-8 m
【解析】选B。条纹间距Δx== m=2.0×10-2 m，由Δx=λ，可得λ==5.0×10-7 m。
2.(多选)(2017·全国卷Ⅱ)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是 ( )
A.改用红色激光
B.改用蓝色激光
C.减小双缝间距
D.将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将光源向远离双缝的位置移动
【解析】选A、C、D。据Δx=λ可知改用红色激光、减小双缝间距、屏幕向远离双缝的位置移动可增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，故选A、C、D。
3.(2018·巴中高二检测)在做“用双缝干涉测量光的波长”实验中。(如图所示)
(1)小勇同学应该在A物体右侧首先放__________(选填“单缝”或“双缝”)。?
(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好，但不够清晰的干涉图样，为了得到更加清晰的干涉图样，应该如何调整？________(选填“左右”或“上下”)拨动拨杆。?
(3)他看到的干涉图样如图甲，他想把干涉图样及分划板调为竖直方向，你认为应该如何调整？
答:__________；?
若他看到的干涉图样如图乙，你认为又应该如何调整？答:__________。?
【解析】(1)光由透镜会聚后先通过单缝获得线光源再通过双缝获得两相干光源，故先放单缝。
(2)左右调节拨杆使双缝和单缝平行。
(3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度；遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动)。
答案:(1)单缝 (2)左右 (3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度 遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动)
4.(2018·杭州高二检测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20 mm 的双缝，双缝与屏的距离为600 mm。某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹。换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的__________(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm，沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k+5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是__________mm，紫光的波长等于__________ nm。?
【解析】换成紫色滤光片后，光的波长变小，条纹间距变小，B错，条纹方向不变，C错，分划板中心刻线的位置是不变的，A错，D对；游标尺的读数为
19 mm+8×0.05 mm=19.40 mm；根据Δx=×(25.70-19.40)mm=1.26 mm。根据Δx=λ，λ=4.2×10-7 m=420 nm。
答案:D 19.40 420
5.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d=3 mm。
(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片。?
(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮纹的位置如图甲所示，观察第5条亮纹的位置如图乙所示，则可求出红光的波长λ=________m。(保留一位有效数字)?
【解析】(1)若测红光波长，则应选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光。
(2)由题图可知，第1、5条条纹间距Δs=0.650 mm，所以相邻两条条纹的间距为Δx== mm=0.163 mm
根据Δx=λ得
λ==m=7×10-7m。
答案:(1)红 (2)7×10-7
6.某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A)，游标卡尺的示数如图乙所示。第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B)，游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距d=0.5 mm，缝到屏的距离L=1 m。则:
(1)图乙中游标卡尺的示数为________cm。?
(2)图丁中游标卡尺的示数为________cm。?
(3)所测光波的波长为________m。(保留两位有效数字)?
【解析】(1)图乙中游标卡尺是20个等分刻度，精确度为0.05 mm，读数为
12 mm+0.05 mm×10=12.50 mm=1.250 cm。
(2)图丁中游标卡尺也是20个等分刻度，读数为17 mm+0.05 mm×14=
17.70 mm=1.770 cm。
(3)由Δx=λ可得 λ=Δx·
=×m=6.5×10-7m。
答案:(1)1.250 (2)1.770 (3)6.5×10-7
7.(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③________、?④、⑤遮光筒、⑥光屏。
(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所示。则入射光的波长λ=________m(结果保留两位有效数字)。?
【解析】(1)由题图可知:②是滤光片，③是单缝，④是双缝。
(2)由Δx=λ可得λ=Δx·==
m=6.6×10-7 m。
答案:(1)②滤光片 ③单缝 ④双缝 (2)6.6×10-7
【补偿训练】
双缝干涉测光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100 mm，双缝与屏的距离L2=700 mm，双缝间距d=0.25 mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=________mm，对准第4条时读数x2=________mm。?
(2)写出计算波长λ的表达式，λ=________(用符号表示)，λ=________m。?
【解析】(1)读数x1=2 mm+0.01×19.0 mm=2.190 mm，x2=7.5 mm+0.01×
37.0 mm=7.870 mm。
(2)相邻两亮条纹中心间距
Δx==；
由Δx=λ可得λ=Δx·=
=m
=6.762×10-7 m。
答案:(1)2.190 7.870 (2) 6.762×10-7
1.某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10-2 m，若双缝间距为0.1 mm，双缝到屏的距离为l=4.0 m，则光波的波长为 ( )
A.8.0×10-8 m B.5.0×10-7 m
C.1.5×10-8 m D.1.6×10-8 m
【解析】选B。条纹间距Δx== m=2.0×10-2 m，由Δx=λ，可得λ==5.0×10-7 m。
2.(多选)(2017·全国卷Ⅱ)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是 ( )
A.改用红色激光
B.改用蓝色激光
C.减小双缝间距
D.将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将光源向远离双缝的位置移动
【解析】选A、C、D。据Δx=λ可知改用红色激光、减小双缝间距、屏幕向远离双缝的位置移动可增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，故选A、C、D。
3.(2018·巴中高二检测)在做“用双缝干涉测量光的波长”实验中。(如图所示)
(1)小勇同学应该在A物体右侧首先放__________(选填“单缝”或“双缝”)。?
(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好，但不够清晰的干涉图样，为了得到更加清晰的干涉图样，应该如何调整？________(选填“左右”或“上下”)拨动拨杆。?
(3)他看到的干涉图样如图甲，他想把干涉图样及分划板调为竖直方向，你认为应该如何调整？
答:__________；?
若他看到的干涉图样如图乙，你认为又应该如何调整？答:__________。?
【解析】(1)光由透镜会聚后先通过单缝获得线光源再通过双缝获得两相干光源，故先放单缝。
(2)左右调节拨杆使双缝和单缝平行。
(3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度；遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动)。
答案:(1)单缝 (2)左右 (3)测量头与遮光筒一起逆时针转过一定角度 遮光筒逆时针转过一定角度(测量头不动)
4.(2018·杭州高二检测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20 mm 的双缝，双缝与屏的距离为600 mm。某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹。换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的__________(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm，沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k+5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是__________mm，紫光的波长等于__________ nm。?
【解析】换成紫色滤光片后，光的波长变小，条纹间距变小，B错，条纹方向不变，C错，分划板中心刻线的位置是不变的，A错，D对；游标尺的读数为
19 mm+8×0.05 mm=19.40 mm；根据Δx=×(25.70-19.40)mm=1.26 mm。根据Δx=λ，λ=4.2×10-7 m=420 nm。
答案:D 19.40 420
5.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示。双缝间的距离d=3 mm。
(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片。?
(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮纹的位置如图甲所示，观察第5条亮纹的位置如图乙所示，则可求出红光的波长λ=________m。(保留一位有效数字)?
【解析】(1)若测红光波长，则应选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光。
(2)由题图可知，第1、5条条纹间距Δs=0.650 mm，所以相邻两条条纹的间距为Δx== mm=0.163 mm
根据Δx=λ得
λ==m=7×10-7m。
答案:(1)红 (2)7×10-7
6.某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A)，游标卡尺的示数如图乙所示。第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B)，游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距d=0.5 mm，缝到屏的距离L=1 m。则:
(1)图乙中游标卡尺的示数为________cm。?
(2)图丁中游标卡尺的示数为________cm。?
(3)所测光波的波长为________m。(保留两位有效数字)?
【解析】(1)图乙中游标卡尺是20个等分刻度，精确度为0.05 mm，读数为
12 mm+0.05 mm×10=12.50 mm=1.250 cm。
(2)图丁中游标卡尺也是20个等分刻度，读数为17 mm+0.05 mm×14=
17.70 mm=1.770 cm。
(3)由Δx=λ可得 λ=Δx·
=×m=6.5×10-7m。
答案:(1)1.250 (2)1.770 (3)6.5×10-7
7.(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③________、?④、⑤遮光筒、⑥光屏。
(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所示。则入射光的波长λ=________m(结果保留两位有效数字)。?
【解析】(1)由题图可知:②是滤光片，③是单缝，④是双缝。
(2)由Δx=λ可得λ=Δx·==
m=6.6×10-7 m。
答案:(1)②滤光片 ③单缝 ④双缝 (2)6.6×10-7
【补偿训练】
双缝干涉测光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100 mm，双缝与屏的距离L2=700 mm，双缝间距d=0.25 mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=________mm，对准第4条时读数x2=________mm。?
(2)写出计算波长λ的表达式，λ=________(用符号表示)，λ=________m。?
【解析】(1)读数x1=2 mm+0.01×19.0 mm=2.190 mm，x2=7.5 mm+0.01×
37.0 mm=7.870 mm。
(2)相邻两亮条纹中心间距
Δx==；
由Δx=λ可得λ=Δx·=
=m
=6.762×10-7 m。
答案:(1)2.190 7.870 (2) 6.762×10-7