4.4 實驗：用雙縫干涉測量光的波長-高二物理同步講義（人教版選擇性必修第一冊）（教師版）

4.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長目標導航目標導航課程標準課標解讀1.了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；2.觀察雙縫干涉圖樣；3.測定單色光的波長。1.了解“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗原理,知道影響干涉條紋寬度的因素。2.經(jīng)歷用雙縫干涉測量光的波長的實驗過程,加深對雙縫干涉圖樣的認識和理解,養(yǎng)成合作意識。知識精講知識精講知識點01實驗目的與原理1.實驗目的了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；觀察雙縫干涉圖樣；測定單色光的波長。2.實驗原理據(jù)雙縫干涉條紋間距得，波長。已知雙縫間距d，再測出雙縫到屏的距離L和條紋間距Δx，就可以求得光波的波長。【即學即練1】在光的雙縫干涉實驗中，光屏上出現(xiàn)的條紋情況是()A．中央明條紋最寬B．各種不同色光的暗條紋間距一樣大C．對于同種色光，光屏離雙縫距離越遠明條紋的間距越小D．在相同裝置中紅光的明條紋間距比紫光的明條紋間距大【答案】D【解析】雙縫干涉條紋等間距、等寬度、等亮度，故A錯誤；根據(jù)Δx＝λ知，不同色光，波長不同，則條紋的間距不同，故B錯誤；根據(jù)Δx＝λ知，同種色光，光屏離雙縫距離越小，則條紋間距越小，故C錯誤；根據(jù)Δx＝λ知，紅光的波長長，則紅光的條紋間距大，故D正確．知識點02物理量的測量1、l的測量：雙縫到屏的距離l可用刻度尺測出。2、?x的測量：相鄰兩條亮（暗）條紋間的距離?x需要用測量頭測出。為了減小測量誤差，可測出n條亮（暗）條紋間的距離a，則?x=實驗中用于測量干涉條紋間距的儀器叫測量頭,其外形如圖所示。(1)測量頭由分劃板、目鏡和手輪三部分構(gòu)成。(2)轉(zhuǎn)動手輪,分劃板會左右移動,測量時從手輪上讀取測量數(shù)據(jù),手輪的使用與螺旋測微器類似。【即學即練2】在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，(1)下列操作正確的是________．A．先調(diào)節(jié)光源高度，觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再裝上測量頭B．接通電源前把輸出電壓調(diào)到小燈泡額定的電壓C．觀察到條紋比較模糊，可以調(diào)節(jié)撥桿進行調(diào)整D．測量某亮條紋位置時，目鏡分劃板中心刻線與該亮紋邊緣重合(2)下列圖中條紋間距表示正確是________．【答案】(1)AC(2)C【解析】雙縫干涉實驗原理、裝置的理解知識點03實驗步驟1.將光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示。2.接好光源，打開開關，使燈絲正常發(fā)光。3.調(diào)節(jié)各元件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏。4.安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10cm，這時可觀察白光的干涉條紋。5.在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。6.數(shù)據(jù)處理：已知雙縫間的距離d，根據(jù)測得的l和?x，由λ=dl【即學即練3】如圖所示，某同學在利用雙縫干涉測量單色光波長時，第一次分劃板中心刻線對齊A條紋中心時(圖a)，游標卡尺的示數(shù)如圖b所示，第二次分劃板中心刻線對齊B條紋中心時(圖c)，游標卡尺的示數(shù)如圖d所示，已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖b中游標卡尺的示數(shù)為______mm，圖d中游標卡尺的示數(shù)為______mm，由此可得相鄰兩亮條紋的間距Δx＝________mm，所測單色光的波長為________m.【答案】11.516.71.36.5×10－7【解析】游標卡尺讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上游標尺讀數(shù).10分度游標卡尺精確度為0.1mm，題圖b中游標尺第5刻線與主尺刻線對齊，故讀數(shù)為11mm＋0.1mm×5＝11.5mm；圖d中游標尺第7刻線與主尺刻線對齊，故讀數(shù)為16mm＋0.1mm×7＝16.7mm；故條紋間距為Δx＝

mm＝1.3mm；根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx＝λ，解得λ＝＝

m＝6.5×10－7

m.能力拓展能力拓展考法01用雙縫干涉測量光的波長的注意事項1.雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件。2.濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應用擦鏡紙輕輕擦去。3.安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10cm。4.調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱。主要原因是燈絲與單縫、雙縫、測量頭與遮光筒不共軸線所致。干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行。5.測量頭在使用時應使中心刻度線對應著亮(暗)條紋的中心。6.光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近?！镜淅?】在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示．(1)以白熾燈為光源，對實驗裝置進行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，你認為正確的是______．A．單縫和雙縫必須平行放置B．各元件的中心可以不在遮光筒的軸線上C．雙縫間距離越大呈現(xiàn)的干涉條紋越密D．將濾光片移走則無干涉現(xiàn)象產(chǎn)生(2)當測量頭中的分劃板中心刻線第一次對齊A條紋中心時，游標卡尺的示數(shù)如圖丙所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時，游標卡尺的示數(shù)如圖戊所示．已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖戊中游標卡尺的示數(shù)為________mm，所測光波的波長為________m．(保留兩位有效數(shù)字)(3)如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，如圖己所示．則在這種情況下來測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________實際值．(填“大于”、“小于”或“等于”)【答案】(1)AC(2)16.76.6×10－7(3)大于【解析】(1)在用狹縫觀察以線狀白熾燈為光源的光的干涉現(xiàn)象時狹縫必需與燈絲平行，這時干涉條紋與狹縫平行，狹縫與燈絲垂直時觀察不到明顯的干涉條紋．故A正確；各元件的中心必須在遮光筒的軸線上，故B錯誤；干涉條紋的間距公式為Δx＝λ；那么雙縫間距離越大，則干涉條紋間距越小，故C正確；去掉濾光片，干涉現(xiàn)象不消失，光屏上出現(xiàn)彩色的干涉條紋，故D錯誤．(2)圖丙中游標卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標尺讀數(shù)為0.1×4mm＝0.4mm，所以最終讀數(shù)為11.4mm.圖戊中游標卡尺的主尺讀數(shù)為16mm，游標尺讀數(shù)為0.1×7mm＝0.7mm，所以最終讀數(shù)為16.7mm.相鄰干涉條紋的中心間距為：Δx＝

mm＝1.325mm.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝λ得：λ＝＝

m≈6.6×10－7

m.(3)如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值Δx偏大．分層提分分層提分題組A基礎過關練一、單選題1．在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，小張同學通過測量頭的目鏡觀察紅光的干涉圖樣時，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對齊，如圖所示，若要使兩者對齊，小張同學應如何調(diào)節(jié)（）A．僅順時針旋轉(zhuǎn)單縫B．僅順時針旋轉(zhuǎn)雙縫C．僅逆時針旋轉(zhuǎn)測量頭D．僅逆時針旋轉(zhuǎn)整個遮光筒【答案】C【解析】亮條紋與分劃板豎線未對齊，應轉(zhuǎn)動測量頭，故ABD項錯誤，C項正確。故選C。2．如圖甲所示，利用激光器發(fā)射出的激光照射到雙縫上，在雙縫后面的光屏上能呈現(xiàn)出明、暗相間的干涉條紋。若實驗中僅改變某一個實驗條件、而其他條件均不變的情況下，得到的干涉圖樣分別如圖乙和丙所示。對于這兩次實驗，下列說法中正確的是（）A．由于選用的激光器不同，乙圖對應的激光的頻率較高B．雙縫到光屏的距離L不同，乙圖對應的L較大C．雙縫的間距不同，乙圖對應的間距較大D．激光器到雙縫的距離不同，乙圖對應的距離較大【答案】B【解析】A．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，波長λ大的干涉條紋間距Δx大，而乙圖的干涉條紋間距較大，所以乙圖對應的光波波長較長，頻率較小，故A錯誤；B．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，乙圖對應的干涉條紋間距Δx較大，則乙圖雙縫到光屏的距離L較大，故B正確；C．根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，乙圖的干涉條紋間距Δx較大，則可能是乙圖對應的雙縫間距d較小，故C錯誤；D．光源到雙縫的距離不影響雙縫干涉條紋的間距，故D錯誤。故選B。3．如圖所示，某同學對雙縫干涉實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象，下述現(xiàn)象中能夠觀察到的是（）A．將濾光片由紅色的換成藍色的，干涉條紋間距變寬B．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬C．換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失【答案】C【解析】ABC．根據(jù)雙縫干涉條紋間距的關系式，有紅光的波長大于藍光波長，則條紋間距變窄，將單縫向雙縫移動一小段距離后，不影響條紋間距，換一個兩縫之間距離較大的雙縫，則干涉條紋間距變窄。故AB錯誤；C正確；D．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象沒有消失，屏上顯示的彩色干涉圖樣。故D錯誤。故C正確。二、實驗題4．如圖所示，在做《用雙縫干涉測量光的波長》的實驗時，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，用直尺量得雙縫到屏的距離為80.00cm，由雙縫上的標識獲知雙縫間距為0.200mm，光波波長為6.00×10-7m.若調(diào)至屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的螺旋測微器去測量，轉(zhuǎn)動手輪，移動分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對齊，如圖所示，此時螺旋測微器的讀數(shù)為________mm，此明條紋的序號定為1，其右側(cè)的明紋序號依次為第2、第3、……條明紋．從第1條明紋中心至第6條明紋中心的距離為________mm.【答案】0.90012.0【解析】[1]螺旋測微器的精確度為0.01mm，轉(zhuǎn)動格數(shù)估讀一位，讀數(shù)為0.5+0.01×40.0=0.900mm[2]相鄰條紋的間距則從第1條明紋中心至第6條明紋中心的距離為x=5=12.0×10-3m=12.0mm5．某實驗小組利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測量光的波長。（1）圖中①所示的裝置名稱為______，它在實驗中的作用是_____________；（2）調(diào)整好裝置進行實驗，若將濾光片由紫色換為紅色，則干涉條紋間距將______（填“增大”“減小”或“不變”）；（3）某次實驗中，若測得雙縫之間的距離為，雙縫到光屏之間的距離為，相鄰兩明紋之間的距離為，則這種光的波長為______。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】單縫獲得線光源增大【解析】(1)[1][2]題圖中①所示的裝置名稱為單縫，在實驗中的作用是獲得線光源。(2)[3]根據(jù)可知，將濾光片由紫色換為紅色，光的波長增大，干涉條紋間距將增大。(3)[4]根據(jù)可得代入數(shù)據(jù)解得6．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L。接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。(1)組裝儀器時，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在a處和b處，則_______。A．可觀察到水平方向的干涉條紋B．可觀察到豎直方向的干涉條紋C．看不到干涉現(xiàn)象(2)若取下紅色濾光片，其他實驗條件不變，則在目鏡中_______。A．觀察不到干涉條紋B．可觀察到明暗相間的白條紋C．可觀察到彩色條紋(3)若實驗中在像屏上得到的干涉圖樣如圖2所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖2中A、B位置時，游標尺的讀數(shù)分別為x1、x2，則入射的單色光波長的計算表達式為λ=________。分劃板刻線在某條明條紋位置時游標卡尺如圖3所示，則其讀數(shù)為________mm?！敬鸢浮緽C31.10【解析】(1)[1]因為該實驗是雙縫干涉實驗，a是單縫，b是雙縫，單縫是豎直放置，觀察到的是豎直方向的干涉條紋，故B正確，ACD錯誤。(2)[2]若取下紅色濾光片，白光干涉條紋為彩色的，故C正確，ABD錯誤。(3)[3]條紋間距又知兩式聯(lián)立得[4]此游標卡尺精度值為0.05mm，讀數(shù)等于可動刻度讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和；故有x=31mm+0.05mm×2=31.10mm7．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中（實驗裝置如下圖）：(1)下列說法哪一個是錯誤的___________。（填選項前的字母）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫B．測量某條干涉亮紋位置時，應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C．為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Δx=(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為___________mm?！敬鸢浮緼1.970【解析】(1)[1]A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不放上單縫和雙縫，A錯誤；B．測量某條干涉亮紋位置時，應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊，B正確；C．為了減少測量誤差，可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距Δx=，C正確；本題選擇錯誤選項，故選A。(2)按讀數(shù)規(guī)則，讀出示數(shù)為：1.5mm＋47.0×0.01mm=1.970mm。8．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左到右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、________、________、________、A；（2）本實驗的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；②按合理的順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用刻度尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測微器）測量數(shù)條亮條紋間的距離；在操作步驟②時還應注意________________、________________和_____________。【答案】EDB放置單縫、雙縫時，必須使縫平行單縫、雙縫間的距離要適當要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上【解析】(1)[1][2][3]濾光片E可以從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上。所以排列順序為：C、E、D、B、A；(2)[4][5][6]在操作步驟②時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上。9．在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將下表中的光學元件放在如圖甲所示的光具座上，由左至右，各光學元件的排列順序應為C、E、___________、___________、A（填寫元件代號）。實驗中得到的干涉圖樣如圖乙所示，如果亮條紋1、6中心之間的距離為，雙縫之間的距離為，雙縫到屏之間的距離為，則光的波長___________。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片【答案】DB【解析】[1][2]根據(jù)本實驗原理，單縫(D)放在濾光片后面，雙縫(B)放在單縫后面，以保證達到雙縫的是相干的單色光。[3]根據(jù)雙縫干涉的條紋間距關系式，有其中帶入解得10．用雙縫干涉測光的波長，實驗裝置如圖（甲）所示。①單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。雙縫的作用是：______；②如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距時，測量值______實際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】獲得相干光源大于【解析】①[1]單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，雙縫的作用是利用雙縫干涉獲得相干光源；②[2]如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值偏大；根據(jù)干涉條紋的間距公式為波長測量值也是偏大。題組B能力提升練一、單選題1．用單色光做雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）A．相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距相等B．中央亮條紋寬度是兩邊亮條紋寬度的2倍C．屏與雙縫之間的距離減小，則屏上條紋間的距離增大D．在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍光的條紋間距【答案】A【解析】AB．因為相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距其中d為雙縫間的距離，l為雙縫到屏的距離，λ為光波波長，可見相鄰兩亮條紋或暗條紋之間的距離相等，故A正確，B錯誤；C．由公式可知l減小，屏上條紋間距減小，故C錯誤；D．因為λ紅>λ藍，所以Δx紅>Δx藍，故D錯誤。故選A。2．在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中（實驗裝置如圖），下列說法正確的是（）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫B．為了減小測量誤差，可用測量頭測出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距C．測量某條干涉亮條紋位置時，應使測量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊D．將濾光片放在單縫與雙縫之間將改變實驗結(jié)果【答案】C【解析】A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不需放單縫和雙縫，A錯誤；B．為了減小測量誤差，可用測量頭測出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距B錯誤；C．測量某條干涉亮條紋位置時，應使測量頭分劃板中心刻線與該亮條紋的中心對齊，C正確；D．單縫可形成線光源，經(jīng)濾光片成單色光，再到雙縫，一分為二，形成相干光源，也能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣，D錯誤。故選C。3．利用雙縫干涉測量光的波長，裝置如圖。下列說法中正確的是（）A．圖中分別為濾光片、雙縫和單縫，且雙縫和單縫應平行放置B．調(diào)節(jié)光源高度，使光束沿著遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫C．僅將光屏稍向右移，則條紋的間距減小D．實驗中將4個條紋間距誤數(shù)成5個，測得的波長值偏小【答案】D【解析】A．圖中分別為濾光片、單縫和雙縫，且雙縫和單縫應平行放置，選項A錯誤；B．應先調(diào)節(jié)光源高度，使光束沿著遮光筒軸線照在屏中心，再安裝單縫和雙縫，選項B錯誤；C．根據(jù)可知僅將光屏稍向右移，L將增大，則條紋的間距增大，選項C錯誤；D．實驗中將4個條紋間距誤數(shù)成5個，則偏小，根據(jù)可知測得的波長值偏小，選項D正確故選D。4．1834年，洛埃利用單面鏡得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗）。洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，為單色光源，為一平面鏡。發(fā)出的光直接照在光屏上，同時發(fā)出的光通過平面鏡反射在光屏上。設光源到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為和，光的波長為。則相鄰兩條亮條紋的中心間距是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)平面鏡成像原理，光源S發(fā)出來的光，經(jīng)平面鏡反射后，相當于從發(fā)來的光，因此兩個相干光源之間的距離為2a，如圖所示根據(jù)可得故選C。5．甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設相鄰兩個亮條紋的中心距離為，若，則下列說法正確的是（）A．從玻璃射向空氣發(fā)生全反射時，甲光的臨界角小于乙光的臨界角B．在同一種均勻介質(zhì)中甲光的波長一定小于乙光的波長C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D．在同一種均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光的傳播速度【答案】D【解析】B．根據(jù)雙縫干涉的條紋間距可知，對于同一個實驗裝置，波長越大，條紋間距越大，由可知在同一種均勻介質(zhì)中，甲光的波長一定大于乙光的波長，故B錯誤；C．根據(jù)可知甲光的頻率小于乙光的頻率，而光子的能量，故甲光的光子能量一定小于乙光的光子能量，故C錯誤；D．在同一種均勻介質(zhì)中，對于不同的單色光，頻率小，則折射率小，所以甲光折射率小，根據(jù)可知，甲光的傳播速度大，故D正確；A．根據(jù)可知，發(fā)生全反射時，甲光的臨界角大于乙光的臨界角，故A錯誤。故選D。二、多選題6．利用圖示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測量光的波長，下列說法中正確的有.A．實驗裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B．將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測量過程中誤將5個條紋間距數(shù)成6個，波長測量值偏大【答案】AB【解析】A．濾光片的作用是使入射光變成單色光，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是形成相干光源，其排列順序合理，故A正確；B．將濾光片由紫色的換成紅色的，波長λ變長，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知條紋間距△x增大，故B正確；C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，由可知與此距離無關，故干涉條紋間距不變，故C錯誤；D．測量過程中，把5個條紋間距數(shù)成6個，導致△x變小，則波長測量值偏小，D錯誤；故選AB.7．下列說法中正確的是A．圖甲是一束復色光進入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B．圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值后不再會有光線從bb'面射出C．圖丙和丁分別是雙縫干涉和薄膜干涉示意圖，反映出光具有波動性D．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏．當M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時，光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波【答案】ACD【解析】A．根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關系，可知，折射率越大，傳播速度越小，從圖中可以看出，b光線在水中偏折得厲害，即b的折射率大于a的折射率，則a在水中的傳播速度大于b的傳播速度．故A正確；B．當入射角i逐漸增大折射角逐漸增大，由于折射角小于入射角，不論入射角如何增大，玻璃磚中的光線不會消失，故肯定有光線從bb'面射出，故B錯誤；C．圖丙和丁分別是雙縫干涉和薄膜干涉示意圖，體現(xiàn)光具有波動性，故C正確；D．只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故D正確。故選ACD。8．在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖甲所示。某同學以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察了實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，正確的是（）A．燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關D．干涉條紋的間距與光的波長有關【答案】AD【解析】A．為了獲得清晰的干涉的亮條紋，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，A正確；B．干涉條紋與雙縫平行，B錯誤；CD．根據(jù)可知干涉條紋的疏密與單縫寬度無關，與光的波長有關，C錯誤，D正確。故選AD。9．關于“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗，正確的說法是（）A．實驗時應調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應相互平行B．觀察到的白光的干涉圖樣是：在視野中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級亮條紋為中心左右對稱，在第一級亮條紋中紫色在最外側(cè)C．看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，且紅條紋的相鄰條紋間距比綠條紋的相鄰條紋間距大D．測量時應使測量頭的分劃板的中心刻線對齊條紋的中心再讀數(shù)【答案】ACD【解析】A．實驗時應調(diào)節(jié)各器件共軸，并且單縫和雙縫的縫應相互平行，選項A正確；B．觀察到的白光的干涉圖樣是：在視野中可以看到彩色的干涉條紋，中央為一條白亮的零級干涉條紋；彩色條紋的排列，以零級亮條紋為中心左右對稱，在第一級亮條紋中，由于紫光的波長最短，則紫色在最內(nèi)側(cè)，選項B錯誤；C．看到白光的干涉條紋后，在單縫前面放上紅色或綠色濾光片，即可看到紅黑相間或綠黑相間的干涉條紋，因紅光的波長比綠光大，根據(jù)可知，且紅條紋的相鄰條紋間距比綠條紋的相鄰條紋間距大，選項C正確；D．測量時應使測量頭的分劃板的中心刻線對齊條紋的中心再讀數(shù)，選項D正確。故選ACD。10．用a、b兩種單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，其中圖甲是a光照射形成的，圖乙是b光照射形成的，則關于a、b兩束單色光，下述說法中正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光的大B．在水中a光傳播的速度比b光的大C．水對a光的折射率比b光大D．b光的波長比a光的短【答案】AC【解析】AD．從圖中可以看出，a光的條紋間距小，說明a光的波長小，頻率大，故A正確，D錯誤；C．水對頻率低的單色光的折射率小，即水對b光的折射率小，選項C正確；B．折射率小的光在水中的傳播速度大，即b光在水中的傳播速度大，選項B錯誤。故選AC。三、實驗題11．（1）小麗用雙縫干涉實驗裝置測量某單色光的波長，圖甲中___________（填“A”或“B”）位置是雙縫的位置，部件C的作用是調(diào)節(jié)___________。（2）小麗在調(diào)節(jié)過程中，出現(xiàn)了干涉條紋是豎直的、分劃板中心刻線是傾斜的情況，如圖乙所示，這種情況可通過_________來調(diào)整。（3）通過調(diào)整，小麗從目鏡中看到如圖丙所示的圖像，當她將中心刻線分別對準第1和第5條亮條紋中央時，測量頭游標尺讀數(shù)如圖丁、戊所示，則相鄰兩條亮條紋的條紋間距_______mm，再根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算得到波長?！敬鸢浮緽單縫與雙縫平行（遮光筒不動）逆時針轉(zhuǎn)動測量頭1.64【解析】（1）[1][2]小麗用雙縫干涉實驗裝置測量某單色光的波長，圖甲中B位置是雙縫的位置，部件C的作用是調(diào)節(jié)單縫與雙縫平行；（2）[3]出現(xiàn)了干涉條紋是豎直的、分劃板中心刻線是傾斜的情況，如圖乙所示，這種情況可通過（遮光筒不動）逆時針轉(zhuǎn)動測量頭來調(diào)整；（3）[4]圖丁的讀數(shù)為10.00mm，圖戊的的讀數(shù)為16.56mm，則四個亮條紋之間的距離為則相鄰兩條亮條紋的條紋間距12．下圖為研究電磁感應現(xiàn)象的實驗裝置，部分導線已連接．（1）用筆畫線代替導線將圖中未完成的電路連接好____________________．（2）在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后可能出現(xiàn)的情況有：將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將______________（選填“向右偏”、“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”）．（3）研究雙縫干涉現(xiàn)象時，如圖1所示，調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻度對準一條亮條紋的中心A，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為__________mm．移動手輪至另一條亮條紋中心B，讀出其讀數(shù)為27.6mm．已知雙縫片與光屏間距為0.6m，所用雙縫相距0.2mm，則所測單色光波長為_________m．圖1圖2【答案】（1）如圖；（2）向右偏（3）19.46.8×10-7【解析】（1）連接電路時應組成兩個回路：將大線圈和電流計串聯(lián)形成一個回路；將電鍵、滑動變阻器、電源、小線圈串聯(lián)形成另一個回路即可，實物圖如下圖所示：（2）如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過線圈的磁通量增加，電流計的指針向右偏，合上開關后，將原線圈迅速從副線圈中插入時，穿過線圈的磁通量增加，電流計指針將向右偏；（3）測量頭工具為10分度的游標卡尺，故讀數(shù)為：19mm+4×0.1mm=19.4mm；根據(jù)條紋間距公式可知，，其中，d=0.2mm，l=0.6m，代入數(shù)據(jù)得：=6.8×10-7m（1）注意在該實驗中有兩個回路，一個由大線圈和電流計串聯(lián)而成，另一個由電鍵、電源、小線圈串聯(lián)而成；（2）根據(jù)題意應用楞次定律分析答題；（3）利用光的干涉實驗測量波長的實驗原理為：，即：，讀出第一條手輪讀數(shù)a1和第二條條紋手輪讀數(shù)a2，再利用求相鄰條紋間距，代入數(shù)據(jù)便可求解波長．13．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中（實驗裝置如圖）：(1)下列說法哪一個是錯誤的_________（填選項前的字母）A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，應放上單縫和雙縫B．測量某條干涉亮紋位置時，應使測量頭分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C．為了減少測量誤差，可用測量頭測出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距(2)測量某亮紋位置時，手輪上的示數(shù)如圖，其示數(shù)為________。【答案】A1.970【解析】(1)[1]A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不需放單縫和雙縫，故A錯誤；B．測量某條干涉亮紋位置時，應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊，故B正確；C．n條亮紋之間有n－1個間距，相鄰條紋的間距故C正確。本題選錯誤的，故選A；(2)[2]由圖可知，手輪示數(shù)為。14．如圖1是“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗裝置，實驗中以白熾燈泡（，）作為光源，利用學生電源“直流”擋為白熾燈泡供電。（1）實驗過程中，小夏同學先將學生電源的擋位旋鈕打到，然后閉合開關，電源顯示過載自動斷電，再次閉合開關均顯示過載。為了檢測過載的原因，進行如下操作：①用多用電表“歐姆擋”測白熾燈泡電阻，正確操作后表盤指針如圖2所示，則燈泡應該是_______（選擇“短路”、“斷路”或“正?！保＂趯⒍嘤秒姳磉x擇開關撥至直流電壓“”擋，直接測量學生電源兩極電壓，正確操作后表盤指針如圖3所示，則電源電動勢約為_______V。③為進一步分析燈泡與電源情況，利用該電源與其他必須的實驗器材，通過實驗測繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示，則電源過載的可能原因及解決的辦法，下列說法最合理的是________。A．連接電源時誤接了交流電壓擋，可以通過更換為直流電壓擋來解決B．電源內(nèi)阻過小，導致電流過大，可以通過串聯(lián)一個保護電阻來解決C．剛通電時燈絲溫度低電阻小，電流過大，可以通過將電壓由小逐漸增大到來解決（2）解決問題后，小夏同學利用紅色濾光片做雙縫干涉實驗，發(fā)現(xiàn)獲得的干涉圖樣條紋間距過密，測量誤差較大，下列選項中能夠進行有效調(diào)整的是_______。A．改用綠色濾光片B．適當增大單縫與雙縫之間的距離C．換用間距較小的雙縫【答案】正常CC【解析】（1）[1]歐姆表的讀數(shù)為表盤示數(shù)與倍率的乘積，所以冷態(tài)燈絲的電阻為燈絲正常工作的電阻由于金屬絲電阻隨溫度的升高而增加，所以燈泡應當是正常的。（2）[2]最大程為50V的電壓擋的最小分度為1V，則電動勢的值為12.2V。（3）[3]A．交流電源使直流電壓左右偏轉(zhuǎn)，則連入后立即損壞，A錯誤；B．若是電源內(nèi)阻過小，則每次閉合電路都將自動斷電，B錯誤；C．燈絲電阻隨溫度的升高而增大，冷態(tài)燈絲電阻很小，電路中的電流很大，所以導致閉合時立即斷電，C正確。故選C。（4）[4]根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式A．綠光的波長比黃光短，由公式可以知道則間距條紋的間距更小，A錯誤；B．增大雙縫之間的距離d，同樣條紋的間距變小，B錯誤；C．換用間距較小的雙縫，則條紋的間距變大，C正確。故選C。15．“用雙縫干涉測光波波長”實驗中，當屏上出