第4章 第5节 用双缝干涉实验测定光的波长-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第一册 YJ 1 5 第五节 用双缝干涉实验测定光的波长 刷基础 2 1.某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示. 甲 （1）某同学经过粗略的调试后，出现了干涉图样，但不够清晰，以下做法正确的是___. C A.旋转测量头 B.移动光源 C.拨动金属拨杆 题型1 实验原理和器材 3 解析 要使干涉条纹更加清晰明亮，需要增大条纹的宽度，根据公式 可知，增大双缝到 屏的距离或减小双缝之间的距离都可以增大条纹间距，所以需要左右移动金属拨杆，故选C. 题型1 实验原理和器材 4 乙 （2）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分 划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节___. D A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝 C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头 题型1 实验原理和器材 5 解析 发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头， 故D正确. 题型1 实验原理和器材 6 （3）下列图中条纹间距表示正确的是____. CE A. B. C. D. E. 题型1 实验原理和器材 7 解析 条纹间距指的是相邻两条亮条纹的中心线间的距离，或相邻两条暗条纹的中心线间的距离， 故C、 正确. 题型1 实验原理和器材 8 2.[江苏徐州2024高二上调研] 现用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长. 甲 乙 丙 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置（填“垂直”或“平行”）. 平行 解析 只有保证单缝和双缝互相平行，才能在屏上出现明暗相间的条纹. 题型2 实验步骤和注意事项 9 （2）某次测量时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为_______ . 0.820 解析 由题图乙可知，其示数为 . 题型2 实验步骤和注意事项 10 （3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量 个亮条纹的间距 再求出 .下列实验采用了类似方法的有___. B A.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 B.“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量 C.“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量 题型2 实验步骤和注意事项 11 解析 “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量，应用了等效替代法，故A错误； “用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量，应用了放大测量取平均值，与本实验采用的方 法类似，故B正确；“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量，应用了测多次 取平均值，故C错误. 题型2 实验步骤和注意事项 12 （4）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为 ，如图丙所示，测得第1条暗条纹中心到第5条亮 条纹中心之间的距离为，则单色光的波长 ____. 解析 由题意知，相邻亮条纹的间距，根据 可得 . 题型2 实验步骤和注意事项 13 （5）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“变小”或 “不变”）；将单缝远离双缝，干涉条纹间距______（填“变大”“变小”或“不变”）；中央 亮纹最亮，中央亮纹宽度______（填“大于”“小于”或“等于”）其他亮纹宽度. 变大 不变 等于 解析 若改用频率较小的单色光照射，根据可知，单色光的波长将变长，由 ，可 得干涉条纹间距将变大；将单缝远离双缝，干涉条纹间距将不变；中央亮纹最亮，根据双缝干涉 图样的特点可知，中央亮纹宽度等于其他亮纹宽度. 题型2 实验步骤和注意事项 14 【关键点拨】光源、滤光片、单缝、双缝、光屏在光具座上可以从左向右排，也可以从右向左排， 但任何两个元件之间的顺序都不能颠倒;掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数等于固定 刻度读数加上可动刻度读数，需要估读；掌握双缝干涉实验中相邻两条亮（暗）条纹间的距离公 式 . 题型2 实验步骤和注意事项 15 3.[湖南长沙一中2024高二上检测] 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要 求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为的双缝屏.毛玻璃屏与双缝屏间的距离为 .接通电 源使光源正常工作，发出白光. 图1 图2 图3 （1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在处和 处，则___. C A.看不到干涉现象 B.可观察到水平方向的干涉条纹 C.可观察到竖直方向的干涉条纹 题型2 实验步骤和注意事项 16 解析 单缝和双缝均沿竖直方向，得到的干涉条纹为竖直方向的干涉条纹，故选C. 题型2 实验步骤和注意事项 17 （2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中___. B A.可观察到明暗相间的白条纹 B.可观察到彩色条纹 C.观察不到干涉条纹 解析 取下红色滤光片，通过单缝的光为白光，因此得到的干涉条纹为彩色条纹.故选B. 题型2 实验步骤和注意事项 18 （3）若实验中在屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中、 位置时， 游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的表达式为 ________.分划板刻线在某条 明条纹位置时游标卡尺如图3所示，则其读数为_______ . 3.110 解析 根据题意，相邻两暗条纹之间的距离为，根据双缝干涉条纹间距公式 ， 可得单色光波长.20分度值的游标卡尺的精度为 ，则读数为 . 题型2 实验步骤和注意事项 19 4.[广东深圳2023期末改编] 某实验小组使用如图甲所示的装置测量某激光的波长.用光具座固定 激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度 .激光经过双缝后投射到光屏中的条纹 如图乙所示. 甲 乙 （1）由刻度尺读出、两亮纹中心间的距离______ . 65.0 解析 刻度尺的最小刻度值为，由刻度尺读出、 两亮纹中心的位置分别为 、，则、两亮纹中心间的距离 . 题型2 实验步骤和注意事项 20 （2）通过激光测距仪测量出双缝到光屏间的距离，已知 为相邻两亮条纹间 的距离，则该激光的波长_____________ .（结果保留3位有效数字） 解析 相邻两亮条纹间的距离，由 ，可得该激光的波长 . 题型2 实验步骤和注意事项 21 （3）如果在同样装置和参数下用绿色（波长在 左右）激光重新进行实验，相邻两亮条纹 中心间距会______（填“变大”“变小”或“不变”）. 变小 解析 如果用绿色激光重新进行实验，由于绿色激光的波长较小，由可知，、 不变，则 相邻两亮条纹间距会变小. 题型2 实验步骤和注意事项 22 【关键点拨】很小，直接测量时相对误差较大，通常测出条亮条纹间的距离 ，然后计算出相 邻两条亮条纹间的距离 . 题型2 实验步骤和注意事项 23 5.[湖北武汉十一中2024高二上月考] 洛埃德曾提出一种更简单的观察干涉的装置.如图所示，单 色光从单缝 射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光 束交叠区域里将出现干涉条纹.单缝通过平面镜成的像是 . （1）通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹 一致.如果将 视为其中的一个缝，则___相当于另一个缝. 解析 根据题图和双缝干涉原理可知，如果将视为其中的一个缝，则 相当于另一个缝. 题型2 实验步骤和注意事项 24 （2）实验中已知单缝到平面镜的竖直距离，单缝到光屏的距离 ，观测到 第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的距离为，则该单色光的波长_________ （结果保留一位有效数字）. 题型2 实验步骤和注意事项 25 解析 第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的距离为 ，则相邻亮条纹间距为 ，等效双缝间的距离为 ， 根据双缝干涉条纹间距公式有 ，可得 . 题型2 实验步骤和注意事项 26 （3）以下操作能够增大光屏上相邻亮条纹之间的距离的是_____. AC A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向右移动一些 C.将光屏稍向右移动一些 D.将光源由红色光改为绿色光 题型2 实验步骤和注意事项 27 解析 根据双缝干涉条纹间距 可知，增大D、减小、增大波长 能够增大光屏上相邻 亮条纹之间的距离，A、C正确，B、D错误. 题型2 实验步骤和注意事项 28 （4）实验表明，光从光疏介质射向光密介质在界面发生反射，在入射角接近 时，反射光与 入射光相比，相位有 的变化，称为“半波损失”.如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点 处是________（填“亮条纹”或“暗条纹”）. 暗条纹 解析 如果把光屏移动到和平面镜接触，入射角接近 时有半波损失，根据干涉规律可知，接 触点 处是暗条纹. 题型2 实验步骤和注意事项 29 $$