2024-2025年新教材高中物理第四章光4實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)練習(xí)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE3-試驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿(mǎn)分60分)一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．在利用測(cè)量頭測(cè)量條紋寬度時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線(C)A．與亮條紋的邊緣對(duì)齊B．與暗條紋的邊緣對(duì)齊C．與亮條紋的中心位置對(duì)齊D．與暗條紋的中心位置對(duì)齊解析：在利用測(cè)量頭測(cè)量條紋寬度時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線與亮條紋的中心位置對(duì)齊，這是因?yàn)闂l紋的邊緣輪廓不清楚，假如對(duì)準(zhǔn)邊緣測(cè)量誤差較大，而亮條紋比暗條紋更好觀測(cè)。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2．(多選)在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”試驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在光屏上隱隱看到亮光，基本看不到明暗相間的條紋，其緣由可能是(ACD)A．光源的高度不合適 B．沒(méi)有放入濾光片C．單縫和雙縫不平行 D．單縫和雙縫的前后位置放反了解析：在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”試驗(yàn)中，光源的中心與遮光筒的軸線不在同始終線上時(shí)可能看不到明暗相間的條紋；沒(méi)有濾光片時(shí)，應(yīng)看到彩色條紋；單縫和雙縫不平行時(shí)，透過(guò)縫而到達(dá)屏的光線很少；單縫和雙縫的前后位置放反了，到達(dá)屏的光少，而且不會(huì)發(fā)生干涉，故選項(xiàng)A、C、D都有可能導(dǎo)致看不到明暗相間的條紋。3．(多選)某同學(xué)按試驗(yàn)裝置安裝好儀器后，視察單色光的干涉現(xiàn)象，獲得勝利。若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝進(jìn)行如下改動(dòng)，還能使試驗(yàn)勝利的是(AC)A．將光源向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許，其他不動(dòng)B．將濾光片去掉，其他不動(dòng)C．將單縫向雙縫移動(dòng)少許，其他不動(dòng)D．將單縫與雙縫的位置互換，其他不動(dòng)解析：在雙縫干涉中，干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由公式可得，條紋間距與波長(zhǎng)λ、雙縫到屏之間的距離l成正比，與雙縫間的距離d成反比，光源向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許時(shí)，l、d、λ均沒(méi)有變更，則條紋間距不變，故A正確；濾光片去掉后無(wú)法形成單色光，干涉圖樣為彩色，故B錯(cuò)誤；若單縫向雙縫移動(dòng)少許，不會(huì)變更條紋間距，故C正確；若單縫與雙縫的位置互換，則無(wú)法形成干涉條紋，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共36分)4．(16分)某同學(xué)用圖甲所示的試驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”試驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺的測(cè)量頭(如圖乙所示)測(cè)量?jī)蓷l亮條紋間的距離。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條亮條紋(將這一條紋確定為第一亮條紋)的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)如圖丙所示，再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第6條亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)如圖丁所示，則圖丁的示數(shù)x2＝__8.95__mm。假如試驗(yàn)所用雙縫之間的距離d＝0.20mm，雙縫到屏的距離L＝60cm。依據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長(zhǎng)λ＝__590.0__nm(保留1位小數(shù))。解析：由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則以及干涉條紋與波長(zhǎng)的關(guān)系分析求解。x2＝8mm＋19×0.05mm＝8.95mm，由Δx＝eq\f(l,d)λ，Δx＝eq\f(x2－x1,5)，x1＝2×0.05mm＝0.10mm，所以λ＝590.0nm。5．(20分)(2024·浙江嘉興高一中學(xué)高二檢測(cè))在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的試驗(yàn)中，將雙縫干涉試驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖所示，并選用縫間距d＝0.2mm的雙縫片。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫片間的距離L＝700mm。接通電源使光源正常工作。(1)M、N、P三個(gè)光學(xué)元件依次為_(kāi)_A__。A．濾光片、單縫片、雙縫片B．濾光片、雙縫片、單縫片C．偏振片、單縫片、雙縫片D．雙縫片、偏振片、單縫片(2)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖甲所示，圖中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙所示，此時(shí)圖丁中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝__15.02__mm。(3)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋間)的距離Δx，進(jìn)而計(jì)算得到這種色光的波長(zhǎng)λ＝__660__nm。(4)一同學(xué)通過(guò)測(cè)量頭的目鏡視察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)覺(jué)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，如圖所示。若要使兩者對(duì)齊，該同學(xué)應(yīng)如何調(diào)整__D__。A．僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡 B．僅旋轉(zhuǎn)濾光片C．僅撥動(dòng)撥桿 D．僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭解析：(1)雙縫干涉試驗(yàn)是讓單色光通過(guò)雙縫在光屏上形成干涉圖樣，所以讓白熾燈光通過(guò)濾光片形成單色光，再經(jīng)過(guò)單縫形成相干光，再通過(guò)雙縫形成干涉條紋。故M、N、P依次為濾光片、單縫片、雙縫片。(2)圖丙中，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.02mm×1＝0.02mm，所以最終讀數(shù)為x2＝15.02mm。(3)兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,6)＝eq\f(15.02－1.16,6)mm＝2.31mm，依據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，得：