第5章 第2节 科学测量：用双缝干涉测光的波长-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用Word(鲁科版)

1．(2024·江苏扬州统考期末)某同学利用图甲所示装置测量某单色光的波长，看到的干涉图样如图乙所示，要使分划板中心刻线与条纹中心对齐，应该(　　) A．旋转测量头　　　　　 B．旋转单缝 C．旋转双缝 D．调节拨杆 解析：选A。亮条纹与分划板竖线不平行，需要旋转测量头使干涉条纹与分划板竖直线平行，故A符合题意。 2．如图1所示，某同学对以下实验装置进行调节并观察实验现象。 (1)图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________(选填“甲”或“乙”)。 (2)在实验中，仅将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变________(选填“宽”或“窄”)。 (3)若实验前已获知的数据有：双缝间的间距为d，双缝到屏的距离为L。经测量，相邻两条亮条纹间的距离为Δx。请写出计算该光波长大小的表达式λ＝________。 解析：(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽、两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知题图甲是干涉条纹。 (2)将滤光片由蓝色换成红色，光的频率减小，波长变长。根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ可知，干涉条纹间距变宽。 (3)已知双缝间的间距为d，双缝到屏的距离为L。经测量，相邻两条亮条纹间的距离为Δx，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ 可得λ＝d。 答案：(1)甲　(2)宽　(3)d 3．(2024·内蒙古赤峰二中校考)某同学利用如图所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)图中的a、b、c分别是________。 A．双缝、滤光片、单缝 B．滤光片、单缝、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 (2)该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为________(选填“A”或“B”)。 (3)下列说法正确的是________。 A．若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽 B．若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽 C．若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小 D．若去掉滤光片，则干涉现象消失 解析：(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置中，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 (2)干涉条纹是等间距的条纹，所以该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为A图。 (3)相邻两亮条纹间距Δx＝λ，蓝光波长小于红光波长，将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽，故A正确；条纹间距与单缝和双缝间的距离无关，故B错误；双缝间距d变大，条纹间距变小，故C正确；光源发出的光如果不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉现象，是复色光的干涉，故D错误。 答案：(1)B　(2)A　(3)AC 4．(2024·江苏南京九中校考)实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。 (1)为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为________。 (2)实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向________(选填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动。 (3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为2.320 mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为________mm。求得相邻亮纹的间距Δx。已知双缝间距d＝2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离L＝1.000 m，求得所测单色光的波长为________m(结果保留2位有效数字)。 解析：(1)需要将光源发出的光变为点光源，因此为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为透镜。 (2)实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据Δx＝可知需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。 (3)题图乙读数为15.5 mm＋0.01×42.0 mm＝15.920 mm 由相邻两亮条纹间距公式Δx＝λ得λ＝ 相邻亮条纹间距Δx＝ mm＝3.40 mm 代入数值，可得λ＝＝6.8×10－7 m。 答案：(1)透镜　(2)靠近　(3)15.920　6.8×10－7 5．(2024·辽宁联考期中)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 (1)图甲中a、b、c处放置的光学元件依次为________。 A．滤光片　双缝　单缝 B．滤光片　单缝　双缝 C．单缝　滤光片　双缝 D．双缝　滤光片　单缝 (2)某同学用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准亮条纹A的中心，记录手轮上的示数x1，然后他转动测量头，使分划板中心刻度线对准亮条纹B的中心，这时手轮上的示数是x2，如图乙所示。若测得双缝与屏之间的距离为l，双缝间距为d，则对应光波的波长λ＝________。 (3)图丙为上述实验装置的简化示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹。若实验时单缝向下微微移动到S′处，则可以观察到________。 A．干涉条纹消失 B．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移 C．仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移 解析：(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置中，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 (2)由题图乙可知，相邻条纹间距Δx＝ 根据公式Δx＝λ，联立可得λ＝。 (3)实验时单缝向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，故A错误；对于中央亮纹来说，从S′处经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0，如图所示，而S′S1＞S′S2，要使得S′S1＋S1P＝S′S2＋S2P，那么S1P＜S2P，则中央亮纹O的位置略向上移动，故B正确，C错误。 答案：(1)B　(2)　(3)B 6．(2024·江苏盐城期中)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所示)，并选用缝间距为d的双缝屏，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。 (1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则________。 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 (2)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中________。 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 (3)若实验中在像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A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________。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________cm。 (4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图4所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，真实值________(选填“大于”“小于”或“等于”)测量值。 解析：(1)单缝和双缝均沿竖直方向，因此得到的干涉条纹为竖直方向的干涉条纹。 (2)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。 (3)根据题意，相邻亮条纹之间的距离Δx＝ 根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ 可得单色光波长λ＝ 20分度值的游标卡尺的精确度为0.05 mm，读数为31 mm＋2×0.05 mm＝31.10 mm＝3.110 cm。 (4)从题图4可以看出，若条纹倾斜，则真实值小于测量值。 答案：(1)C　(2)B　(3)　3.110　(4)小于 学科网（北京）股份有限公司 $