4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 同步练习题（word版含答案）

试卷第=page88页，共=sectionpages88页试卷第=page11页，共=sectionpages33页4.4实验：用双缝干涉测量光的波长一、单选题1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，小张同学通过测量头的目镜观察红光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图所示，若要使两者对齐，小张同学应如何调节（）A．仅顺时针旋转单缝B．仅顺时针旋转双缝C．仅逆时针旋转测量头D．仅逆时针旋转整个遮光筒2．1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光通过平面镜反射在光屏上。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。则相邻两条亮条纹的中心间距是（）A． B． C． D．3．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（）A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高B．双缝到光屏的距离L不同，乙图对应的L较大C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大4．在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线（）A．与亮条纹的边缘对齐 B．与暗条纹的边缘对齐C．与亮条纹的中心位置对齐 D．与暗条纹的中心位置对齐5．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。接通电源使光源正常工作。M、N、P三个光学元件依次为（）A．滤光片、单缝片、双缝片 B．滤光片、双缝片、单缝片C．偏振片、单缝片、双缝片 D．双缝片、偏振片、单缝片二、多选题6．某同学在做双缝干涉实验时，安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于（）A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．滤光片、单缝、双缝的中心在同一高度C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强7．在杨氏双缝干涉实验中，如果（）A．用白光当光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光当光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．杨氏双缝干涉实验中的光源必须是相干光源8．如图所示，某同学按实验装置安装好仪器后，来做测量光的波长的实验，屏幕上可以看到绿色干涉条纹，则下列说法中正确的是________。A．屏幕上的干涉条纹与双缝相互垂直B．仅使测量头绕图中虚线转轴旋转，干涉条纹会消失C．若屏上看不到干涉条纹，其原因可能为单缝宽度过大D．若屏上看不到干涉条纹，其原因可能为单缝和双缝没有平行9．图中给出了用“双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝和间距为0.80mm，双缝到屏的距离为0.80m，波长为500nm的单色平行光垂直入射到双缝和上，在屏上形成干涉条纹，中心轴线上方第一条亮纹中心位置在处，第三条亮纹中心位置在处，现有1号、2号虫子分别从和出发，以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到，假定两只虫子爬行速度均为，正确的是：A．1号虫子运动路程比2号短 B．两只虫子运动的时间差为0.2sC．两只虫子运动的时间差为1.0s D．已知条件不够，两只虫子运动的时间差无法计算10．用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，则()A．a光的波长大于b光的波长B．a光的频率大于b光的频率C．在玻璃中，a光的速度等于b光的速度D．从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角11．利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是（）A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄三、非选择题12．在双缝干涉实验中，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为1.8×10－6m，如果用波长为600nm的黄光照射双缝，该黄光的频率为______（已知真空中的光速c=3×108m/s）；P点出现______（填“亮条纹”或“暗条纹”）；若双缝之间的距离以及双缝到屏的距离保持不变，将黄光换成波长为750nm的红光，则光屏上条纹的宽度______（填“变大”“变小”或“不变”）。13．如图1所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______。A．使用间距更大的双缝B．将单缝向双缝靠近C．将屏向远离双缝的方向移动D．将屏向靠近双缝的方向移动（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，则①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为，相邻两条纹间距____________mm；②该单色光的波长_______m（保留两位有效数字）。14．某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中，实验装置如图甲所示。使用的双缝间距d已知。实验时，首先调节单缝和双缝的中心位于遮光筒的中心轴线上，并使单缝和双缝互相平行。当屏上出现了干涉图样后，通过测量头（与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm）观察到第一条亮纹的位置如图乙中（a）所示，第五条亮纹位置如图乙中（b）所示，可得相邻两条亮纹间的距离________mm，再测出双缝与屏之间的距离l，即可根据公式______（用题中所给字母表示）算出光的波长。15．洛埃德在1834年提出了一种中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S被视为其中的一个缝，___________相当于另一个“缝”；（2）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15mm，单缝到光屏的距离D=1.2m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm，则该单色光的波长λ=___________m（结果保留1位有效数字）（3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离___________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（4）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是___________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）16．在“利用双缝干涉测量紫光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作，像屏上出现了清晰但是间距较小的紫色干涉条纹。（1）下列操作中，可以使紫色条纹间距变大的是_____________。A．换一个红色滤光片B．增大双缝到像屏的距离C．增大单缝与双缝间的距离D．增大双缝的间距（2）观察测量的图样（如图乙所示），调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头的示数如图丙所示，其示数为___________mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头的示数为10.492mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.6m，双缝相距0.2mm，则所测单色光的波长为__________m。（结果保留两位有效数字）17．在“观察光的干涉现象”的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按如图所示的方法，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象。（1）保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越大，屏上明暗相间的条纹间距___________（填“越大”或“越小”）；（2）在该实验中，若所用激光的波长为，屏上P点距双缝和的路程差为，则P点出现的应是___________（填“亮条纹”或“暗条纹”）；（3）在该实验中，已知双缝挡板与光屏间距为L，双缝相距d，第1条亮条纹中心到第10条亮条纹中心的距离为s，则激光的波长为___________。答案第=page1010页，共=sectionpages11页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．C【解析】【详解】亮条纹与分划板竖线未对齐，应转动测量头，故ABD项错误，C项正确。故选C。2．C【解析】【详解】根据平面镜成像原理，光源S发出来的光，经平面镜反射后，相当于从发来的光，因此两个相干光源之间的距离为2a，如图所示根据可得故选C。3．B【解析】【详解】A．根据双缝干涉条纹的间距公式知，波长λ大的干涉条纹间距Δx大，而乙图的干涉条纹间距较大，所以乙图对应的光波波长较长，频率较小，故A错误；B．根据双缝干涉条纹的间距公式知，乙图对应的干涉条纹间距Δx较大，则乙图双缝到光屏的距离L较大，故B正确；C．根据双缝干涉条纹的间距公式知，乙图的干涉条纹间距Δx较大，则可能是乙图对应的双缝间距d较小，故C错误；D．光源到双缝的距离不影响双缝干涉条纹的间距，故D错误。故选B。4．C【解析】【详解】在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心位置对齐，这是因为条纹的边缘轮廓不清晰，如果对准边缘测量误差较大，而亮条纹比暗条纹更好观测，C正确，ABD错误。故选C。5．A【解析】【分析】【详解】双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯灯光通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成一个线光源，然后通过双缝形成相干光，在光屏上形成干涉条纹。故合理的顺序是滤光片、单缝片、双缝片，故A正确，BCD错误。故选A。6．AC【解析】【详解】安装实验器件时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒的轴线上，单缝与双缝要互相平行才能使实验成功。当然还要使光源发出的光束不致太暗；故选AC。7．BD【解析】【详解】A．杨氏双缝干涉实验中，用白光当光源，屏上将呈现彩色条纹，故A错误；B．用红光当光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确；C．红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错误；D．双缝干涉的条件是必须有相干光源，故D正确。故选BD。8．CD【解析】【详解】A．屏幕上的干涉条纹与双缝相互平行，不是相互垂直，故A错误；B．仅使测量头绕图中虚线转轴旋转，干涉条纹不会消失，故B错误；C．如果单缝宽度过大，通过双缝的光可能不再是相干光，不会形成干涉条纹，故C正确；D．当单缝与双缝不平行时，只看到一片亮光却看不到干涉条纹，所以若屏上看不到干涉条纹，有可能为单缝和双缝没有平行，故D正确；故选CD。9．AB【解析】【详解】根据双缝干涉相邻亮纹间距公式得出相邻亮条纹间距为0.5mm,则得出p1p2在屏幕上的坐标分别为0.5mm,1.5mm，那么1号虫子从S1到P1的路程为800.9mm，2号虫子从S2到P2的路程为801.1mm，故A正确，已知路程差为0.2mm可以得出时间差为0.2s，故B正确CD错误．综上所述本题答案是：AB【点睛】本题主要考查知识点：双缝干涉的现象以及相邻亮条纹间距公式，匀速直线运动的基本计算．10．AD【解析】【详解】根据双缝干涉的条纹间距公式Δx＝可知，同一实验装置，条纹间距越大，说明波长越长，即频率越小．根据题意，a光的波长长，所以A正确，B错误．频率越小，介质对它的折射率越小，根据n＝可知，在介质中的传播速度越大，即a光在介质中的传播速度要大，所以C错误．根据sinC＝可知，介质的折射率越小，则全反射的临界角越大，所以a光的全反射临界角要大，选项D正确．故选AD.11．ABD【解析】【详解】由条纹间距公式Δx=λ（d指双缝间的距离，l是双缝到屏的距离），可知A．该选项中l减小，Δx变小，选项A正确；B．该选项中λ变大，Δx变大，选项B正确；C．该选项中，改变单缝和双缝之间的距离，对Δx无影响，选项C错误；D．该选项中，d变大，Δx变小，选项D正确。故选ABD。12．亮条纹变大【解析】【详解】由黄光的频率为；由于P点是振动的加强点，P点出现亮条纹；根据在其他条件不变的情况下，随着波长的增大，条纹宽度变大。13．AD0.75【解析】【详解】（1）增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度要减小，根据相邻亮条纹间的距离为，为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离，故AD正确，BC错误；（2）第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为s，则两个相邻亮条纹（暗条纹）之间的距离为由图2可以看出n=7，s=带入可得（3）将带入中，可得14．1.175【解析】【详解】图（a）、（b）中读数分别为相邻两条亮纹间的距离为根据