假期必刷17 实验：用双缝干涉实验测量光的波长-【快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假必刷题

三0022 富二物理) 假期必刷17实验：用双缝干涉实验测量光的波长 有志者，事竟成。 完成日期： 月 素养解读 (2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光 1.原理：△x= 具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的 实验装置，并用此装置测量红光的波长， 2.相邻亮条纹间距用测量头测得，△x xH一x1 元件代号 A B C E n-1 元件名称 光屏 双缝白光光源 单缝 透红光的滤光片 素养训练 1.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图， 现要利用这套装置来测量某种单色光的 丙 波长 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置 光源①② 3 遮光筒 测量头 其他光学元件，从左至右，表示各光学元件 的排列顺序应为 ;(填写元件代号)》 (3)已知该装置中双缝间距d=0.50mm, 甲 ,1cm注尺 双缝到光屏的距离=0.50m,在光屏上得 10一游标尺 到的干涉图样如图(a)所示，分划板中心刻 乙 公 (1)图甲装置示意图中有三个光学元件的名称 线在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示， 空缺，关于它们的说法正确的是 则其示数为 mm;在B位置时游标 A.①是双缝，②是单缝，③是滤光片 卡尺如图(c)所示.由以上所测数据可以得 B.①是单缝，②是滤光片，③是双缝 出形成此干涉图样的单色光的波长为 C.①是滤光片，②是单缝，③是双缝 m(此空保留2位有效数字) (2)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如 11 12 13cm 图乙所示，双缝间距d= mm. HHHHHHHH 0 1020 (3)图丙为实验得到的干涉条纹，用测量头 A位置 (b) 测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离 11 12 13cm AAHMiy 为△x,已知双缝到光屏的距离为，则所测 01020 B位置 单色光波长的计算式为入= (用题 (a) (c) 中所给的字母表示). 3.图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验 2.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请 装置. 按照题目要求回答下列问题： 光源 ① ② ③ (1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图， 其中干涉图样是 (填“甲”或“乙”) 6 甲 33 飞受快乐慨班 00M= (1)光具座上放置的光学元件依次为：①凸 将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光 透镜、②单缝、③ 、④遮光筒、⑤光屏、 源起合理的顺序是（填字母）： ⑥目镜.对于某种单色光，为增大相邻亮条 A、B、 、F、E 纹（暗条纹）间的距离，可 (选填“增 (2)某次观察时，透过测量头观察到了绿光 大”或“减小”)双缝到光屏的距离。 的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于 (2)在实验中，某同学观察到如图乙所示的 测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是 图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉 A.增加光源的功率 条纹不平行，若直接测量，将会使测量结果 B.将毛玻璃换成透明玻璃 出现偏差，所以需要对仪器进行调整，使干 C.换一个面积更大的凸透镜 涉条纹与分划板中心刻线平行，下面操作可 D.调节测量头的位置 行的有 (3)下列图示中条纹间距表示正确的是 亮条纹 音条纹 B (4)如图所示是小沈同学改为参考课本上 丙 “用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验， A.其他不动，测量头旋转一定角度 图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到 B.其他不动，双缝旋转一定角度 的干涉图线.比较甲、乙两图线可判断，第一 C.其他不动，单缝旋转一定角度 次实验中 (3)若实验中在光屏上得到的干涉图样如图 丙所示，分划板中心刻线在图中A、B位置 时，游标卡尺的读数分别为x1、x2(x2>x1). 已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离 为1，则该单色光波长的表达式为入= 素养培优 4.(创新实验)小沈同学进行“用双缝干涉测波 -20-100102030 -100102 长”的实验， (1)其中部分器材如下： A.单缝与双缝的间距一定较大 A.白炽灯 B.凸透镜 B.光强度较小 C.单缝片 C.光源到双缝的距离较大 D.滤光片 D.双缝到光传感器的距离可能较小 E.测量头 F.双缝片 34飞空快乐慑期 3.解析：(1)根据实验的原理，连接P、P,表示入射光线，连接 P、P,表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交，点即为折射 光线，实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的 一侧插上两枚大头针P,和P,,然后在玻璃砖另一侧观察 调整视线使P,的像被P,的像挡住，接着在眼睛所在一侧 相继又插上两枚大头针P。、P,,使P。挡住P,、P,的像，使 P挡住P和P、P,的像，故D正确. (2)无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，可 能是沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖，也可能是沿两枚大 头针的光线在进入玻璃砖之后直接从MP或VQ侧面射出了， 因为全反射需要光线从光密介质进入光疏介质，所以光线不可 能在玻璃砖aa'界面发生全反射，故A、B正确，C错误， (3)如图，①第一位学生的结果中，光线的入射角和折射角测 量准确，所以折射率n的值不变， ②第二位学生的结果中，光线的入射角测量准确，折射角测 量偏大，所以折射率n的值偏小 ③第三位学生的结果中，光线的入射角和折射角测量准确， 所以折射率n的值不变， (4)①甲同学的图中P,、P。连线与玻璃砖的交点和P,、P 连线与玻璃砖的交点的连线与玻璃面垂直，所以肯定是把针 插错了.乙同学的图中P,、P、P、P,的连线在同一直线上 所以肯定是把针插错了. ②丁同学P,、P,之间的距离和P、P,之间的距离较大，误 差较小，所以测量结果准确度最高. 答案：(1)D(2)AB(3)①不变②偏小③不变(4)① 甲、乙②丁 素养培优 4.解析：(1)(2)连接P、P,与孤面CD交 于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射 出的位置，P,、P。的连线与孤面AB的 交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接 B C 0 两交点即可作出玻璃砖中的光路，标出入射角，折射角， 如图所示： (3)由折村定律可得1一细 (4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线 在孤面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD 面上发生全反射： (5)图像的斜率k=1n=,由题图乙可知斜率为1.5，即该 sin r 玻璃的折射率为1.5. 答案：(1)见解析图(2)见解析图(3)sini sin r (4)小一些(5)1.5 假期必刷17 素养训练 1.解析：(1)为获取单色线光源，光源后面要有滤光片、单缝、双 缝，则①是滤光片，②是单缝，③是双缝，故选C (2)游标卡尺读数为d=0.2cm十1×0.05mm=2mm十 0.05mm=2.05mm. (3)湘邻两亮条纹间距为号，由千涉条纹间距与波长间的关 系可知-白得份 5 答案：(1)C(2)2.05(3)△ 51 2.解析：(1)题图甲中的条纹间距和亮度相同，是千涉图样，题 图乙中的条纹中央亮纹最宽，是衍射图样； (2)光源发出的白光，各种频率都有，加上透红光的滤光片后 通过的只有红光了，变成单色光，加上单缝和双缝后，就得到 两列频率相同、步调一致的相千光，最后放置光屏，干涉条纹 呈现在光屏上，所以顺序为EDBA: --000= (3)由题图(b)可知，游标卡尺是20分度的卡尺，其精确度为 0.05mm,由游标卡尺可读出，主尺读数为111mm,可动部 分第三个刻度与主尺对齐，所以A位置的示数为111mm十 3×0.05mm=111.15mm B位置的示数为115.45mm,所以题图(a)中A、B之间的距 离为x=(115.45-111.15)mm=4.30mm 则相邻亮条纹的间距为△x=4.30 7 mm 银据分式可得发承方-马4-L00×42X10m 0.50 7 6.1×107m 答案：(1)甲(2)EDBA(3)111.156.1×10-7 3.解析：(1)光具座上放置的光学元件依次为：①凸透镜、②单 缝、③双缝、④遮光筒、⑤光屏、⑥目镜. 根据双缝千涉条纹间距公式△x=导入，若增大相邻亮条纹 (暗条纹)间的距离，可增大双缝到光屏的距离 (2)分划板中心线与干涉条纹不平行，故应调节测量头使干 涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，可采取的措施为其 他不动，将测量头流转一定角度.故选A. (3》千涉图样条纹间距为△x=一4，根据双缝干涉条纹 6 间距公式△7一合1，单色光波长的表达式为A=d 6/ 答案：(1)双缝增大(2)A(3)（二)d 61 素养培优 4.解析：(1)根据“用双缝千涉测量光的波长”的实验中仪器的 位置可知，从左向右依次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单 缝、双缝、测量头，将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自 光源起合理的顺序是：A、B、D、C、F、E; (2)为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的 光子数目增多. 当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A 正确；将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B错误； 将凸透镜换成一个面积更大的凸透镜，则光的强度的增强， 导致亮度增加，故C正确；调节测量头的位置，亮度不变，故 D错误 (3)千涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的 和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故 C正确 (4)由题图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据△x=入可 知：单缝与双缝的间距对条纹间距无影响，选项A错误；光 强度对条纹间距无影响，选项B错误；光源到双缝的距离对 条纹间距无影响，选项C错误；双缝到光传感器的距离【较 小，则条纹间距较小，选项D正确， 答案：(1)DC(2)AC(3)C(4)D 假期必刷18 素养训练 1.C[根据安培定则可知，三个通电铁环 在圆心O处产生的磁感应强度方向如图 所示，根据勾股定理求出合磁感应强度 B 为B。=√B2+(W2B)2=√3B,故C正确， B0 A、B、D错误.] B 2.D[设a、b两棒的长度分别为L。和L,, c的直径为d.由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b二棒所 受安培力的大小分别为F。=ILB,F=ILB=IdB;c棒所受 安培力与长度为d的直导体棒所受安培力的大小相等，则 F=IdB,因为l>d,则F>F,=F,D正确.] 3.C[根据右手螺旋定则可知导线框所在磁场方向向里，由 于1>12，可知左侧的磁场强度大，同一竖直方向上的磁场 强度相等，故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消， 根据左手定则结合F=BIL可知左半边竖直方向的导线所