鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长复习练习题

5.2科学测量：用双缝干涉测光的波长同步练习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．“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

2．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

3．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

4．下面关于双缝干涉现象的几种说法正确的是（　　）

A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽

B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽

5．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

6．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度

B．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角

C．单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，单色光2的干涉条纹间距较大

D．单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，单色光1的干涉条纹间距较大

7．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

8．用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　）

A．相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等

B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的2倍

C．屏与双缝之间的距离减小，则屏上条纹间的距离增大

D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距

9．如图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以（　　）

A．将光屏移近双缝

B．增大双缝的间距

C．更换滤光片，改用频率更小的单色光

D．将光源向双缝移动一小段距离

10．在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将(   ）

A．向上移动 B．向下移动

C．不动 D．可能向上移动，也可能向下移动

11．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

12．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

13．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

14．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，则（　　）

A．单色光a、b从玻璃进入空气，波速变大，频率变大

B．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需时间

C．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失

D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距

15．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

二、填空题（共4题）

16．在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：

①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，可以调节拨杆使_________；

②要增大观察到的条纹间距，可以________（选填“增大”或“减小”）双缝与测量头间的距离。

17．如图所示为双缝干涉实验的原理图，光源S到缝、的距离相等，为、连线中垂线与光屏的交点。用波长为500nm的光实验时，光屏中央处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第2条亮条纹。当改用波长为400nm的光实验时，P处呈现第___________条__________（填“明条纹”或“暗条纹”）。为使P处呈现第2条亮条纹，可把光屏适当________（填“向左平移”或“向右平移”）。

18．如图所示，一细光束从某种介质射向真空，该光束中含有频率分别为f1、f2的两种光．介质对这两种光的折射率分别为n1、n2，且n1>n2．则：

①两种光在介质中的速度之比=__________

②两种光在介质中的波长之比___________

③调整光的入射角度，使频率为f1的光在真空中刚好消失，此时频率为f2的光折射角的正弦值为______________．

19．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，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条亮条纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为________mm，求得相邻两亮条纹的间距Δx为________mm。

（2）已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝__________，求得所测红光波长为__________nm。

三、综合题（共4题）

20．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。

(i)求相邻亮条纹的中心间距Δx

(ii)求红色光的波长入(结果保留3位有效数字)

(ii)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小?

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．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（如图甲所示），游标卡尺的示数如图丙所示．第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时（如图乙），游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有4条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，求：

(1)图丙中游标卡尺的示数为多少毫米?

(2)图丁中游标卡尺的示数为多少毫米?

(3)所测光波的波长为多少米?（保留两位有效数字）

23．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一同学经调节后使单缝与双缝在竖直方向相互平行。若该同学先后分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝完成实验，其他条件不变，你认为观察到的单色光的干涉条纹是下面哪些图像?其中对应双缝间距d1的是下面哪个图像?

参考答案：

1．D

2．B

3．A

4．B

5．C

6．C

7．D

8．A

9．C

10．A

11．B

12．C

13．C

14．D

15．B

16．     单缝与双缝平行；     增大

17．     3     暗条纹     向右平移

18．              

19．     13.870     2.310     Δx     6.6×102

20．(ⅰ)2.364mm；(ⅱ)；(ⅲ)变小

21．

22．(1)11.6mm   (2)16.6mm   (3)

23．c和d，c