人教版 (2019)选择性必修 第一册实验：用双缝干涉测量光的波长课后练习题

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（1）为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为______（填“单缝”或“双缝”）。
（2）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：
①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。
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向______（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）下列图示中条纹间距表示正确的是______（填正确答案标号）。
A． B．
C． D．
（4）在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式=______。
【答案】 单缝 靠近 C
【详解】（1）[1]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝。故B为单缝。（2）②[2]将双缝与光屏之间的距离减小少许可以增加从目镜中观察到的条纹个数，所以需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。（3）[3]条纹间距指的是相邻两条亮条纹的中心线的距离，或者相邻两条暗条纹的中心线的距离。故选C。（4）[4] 第N1条亮条纹的读数为Y1，第N2条亮条纹的读数为Y2，则条纹的宽度根据，可得
2．（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，观察到干涉条纹如图所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮线时，手轮的读数x1，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第5条亮线时，手轮的读数x2；若已知双缝间距d，双缝到屏的距离L，则待测光的波长________（用题中已知字母表示）。
（2）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学由于没有量角器，在完成了光路以后，他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，OOˈ连线延长线于C点，过A点作法线NNˈ的垂线AB交NNˈ于点B，过C点作法线NNˈ的垂线CD交NNˈ于D点，如图所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm由此可得出玻璃的折射率________。
【答案】 1.5
【详解】（1）[1]根据，则待测光的波长依题意，知得（2）[2]依题意，根据折射定律可得：该玻璃的折射率为
3．（1）如图1所示为“探究平抛运动的特点”的实验装置。小钢球从斜槽末端水平抛出，落到水平放置的可上下调节的倾斜挡板上后，通过复写纸在固定于竖直背板的白纸上留下印迹。调节挡板，在白纸上记录钢球的多个印迹。
①下列说法正确的是______（单选）
A．挡板每次调节的高度应相等
B．钢球直接挤压白纸留下印迹
C．钢球离开轨道末端时的坐标原点O为球心位置
D．钢球抛出的速度越小，在白纸上留下的印迹越多，误差越小
②O点为抛出点，正确操作后，描绘出图2所示的轨迹，在图示的4个数据点中，在计算平抛初速度时，应选取数据点______（选填“1”、“2”、“3”或“4”）。若取，由此得到的平抛初速度为______m/s（结果保留二位有效数字）。
（2）在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中。
①分别用红光双缝间距0.36mm和0.18mm，蓝光双缝间距0.36mm进行三次实验，观察到如图3所示的干涉条纹，其中红光双缝间距0.18mm的干涉条纹为______（选填“A”、“B”和“C”）。
②实验时测得相邻两亮条纹间距为1.800mm，双缝间距0.18mm，双缝片与光屏间距为0.500m，则单色光的波长为______m。
【答案】 C 4 1.5 B
【详解】（1）①[1] A．挡板每次调节的高度可以不等，故A错误；B．钢球通过挤压复写纸留下印迹，故B错误，C．坐标原点位置为小球经过轨道末端时球心在白纸上的投影点，答案C中说的不到位，故C正确；
D．印迹应尽可能布满白纸，故D错误。故选C。②[2]平抛运动的水平距离和竖直高度越大，计算误差越小，故计算平抛初速度时，应选取数据点4。[3]由平抛运动得，联立得将点4的数据代入得（2）①[4]由相同双缝间距，波长越大，条纹间距越大；对于同一色光，双缝间距越小，条纹间距越大，又红光波长大。所以红光双缝间距0.18mm的干涉条纹为B。②[5]由公式
得
4．某实验小组利用如图甲所示的装置完成“用双缝干涉测量光的波长”实验，双缝之间的距离d=0.20mm，双缝到光屏间的距离。
（1）实验时观察到干涉条纹比较模糊，要使条纹变得清晰，以下调节做法正确的是___________。（单选）
A．旋转测量头 B．移动光源
C．调节拨杆使单缝与双缝平行 D．左右转动透镜
（2）正确调节后，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心，分划板在图乙中A、B位置时游标卡尺读数分别如图丙所示。
①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA=___________mm，在B位置时游标卡尺读数为xB=___________mm。
②相邻两条纹间距△x=___________mm。
③根据以上数据可得出光的波长=___________m（保留两位有效数字）。
【答案】 C 10.10 19.10 1.5 4.3×10-7
【详解】（1）[1]若单缝与双缝不平行，则单缝上不同点发出的光在通过双缝后形成的干涉条纹将不在相应的位置重合，造成干涉条纹模糊，所以应调节拨杆使单缝与双缝重合。故选C。（2）①[2][3]在 A位置时游标卡尺的读数为在B位置时游标卡尺读数为
②[4]A位置时和B位置之间的间距为AB之间有7条条纹，故相邻两条条纹之间的间距为③[5]根据公式，可知所测光的波长为
【点睛】计算时注意单位的换算，根据实验原理结合公式进行解答即可。
5．现有毛玻璃屏 、双缝 、白光光源 、单缝 和透红光的滤光片 等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1） 将白光光源 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、________、_______、A。
（2） 本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；
②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用刻度尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意放置单缝、双缝时，必须使缝____和单缝、双缝间的距离要________。
（3） 将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________ ，求得相邻亮条纹的间距 为__________ 。
（4） 已知双缝间距 为 ，测得双缝到屏的距离 为 ，由计算式 ，求得所测红光波长为_____ 。
【答案】 E D B 平行 适当 13.870 2.310 660
【详解】（1）[1][2][3]透红光的滤光片 可以从白光中选出单色红光，单缝 是获取线光源，双缝 是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏 上。所以排列顺序为：C、E、D、B、A。（2）④[4][5]在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。（3）[6][7]由题图乙可知，手轮上的示数为 则相邻亮条纹的间距（4）[8]由代入数据得
6．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．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则
（2）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___________mm，相邻两条纹间距___________mm；
②该单色光的波长___________nm；
（3）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，如图所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值___________实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】 B 15.6 0.75 600 大于
【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则应使条纹的宽度减小，根据可知，可以增大双缝间距离或者减小双缝到屏的距离，故B正确，ACD错误。故选B。（2）①[2]由图可知，在B位置时游标卡尺读数为[3]直间有6条亮条纹（或暗纹），故相邻两条纹间距为②[4]该单色光的波长
（3）[5]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，则会导致测得的偏大，从而导致λ偏大。
7．如图（a）所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，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。然后接通电源使光源正常工作。
（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20个分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜观察，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图（b）所示，此时测量头上主尺与副尺的示数情况如图（c）所示，此示数为____mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长____ m（保留2位有效数字）。
（2）另一位同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是____。
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B．仅将单缝远离双缝少许距离
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
【答案】 D
【详解】（1）[1]图（c）中游标卡尺的主尺示数为0，游标尺的第5刻度线与主尺刻度线对齐，则读数为[2]A到B条纹间的距离为8.40 mm，由图（b）可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则根据公式得（2）[3]对实验装置改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知条纹的宽度减小，由公式A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，、、都不改变，不变，A错误；B．仅将单缝远离双缝少许距离，、、都不改变，不变，B错误；C．仅将单缝与双缝的位置互换，则入射光通过单缝后就会投到像屏上，所以像屏上得到的是单缝衍射图像，不是双缝干涉图像，C错误；D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片，减小，、都不改变，则减小，D正确。故选D。
8．某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
（1）双缝干涉实验装置如图所示：
下列说法中正确的是___________。
A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前
B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹
C．为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离
D．如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去
（2）该同学以某种单色光做实验时，先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图所示，读数为_______mm；转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波光为_______m（保留两位有效数字）。
【答案】 ABD 2.331##2.332##2.333##2.334 6.0×10-7
【详解】（1）[1]A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，选项A正确；B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，选项B正确；C．为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距选项C错误；D．如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，选项D正确。
故选ABD。（2）[2]手轮上的刻度如图所示，读数为2mm+0.332mm=2.332mm（2.331—2.334都正确）[3]双缝间距解得
9．某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。
（1）为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为__________（填“单缝”或“双缝”），C为__________（填“单缝”或“双缝”）。
（2）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：
①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝__________（填“垂直”或“平行”），从而使条纹变得清晰。
②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向__________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）下列图示中条纹间距表示正确是__________（填正确答案标号）。
A．B．
C．D．
（4）在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式=_________。
【答案】 单缝 双缝 平行 靠近 C
【详解】（1）[1][2]图中A为滤光片，B为单缝，C为双缝。
（2）①[3]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，使条纹变得更清晰。②[4]要想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距应减小，根据条纹间距可知需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动。（3）[5]条纹间距是相邻两条亮条纹或相邻两条暗条纹，中央之间的距离，所以图示中条纹间距表示正确的是C项。（4）[6]第条亮条纹的读数为，第条亮条纹的读数为，则条纹间距
根据可得
10．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量红光的波长。
（1）图甲中单缝前标示的器材“A”应为______；
（2）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，如图乙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值______实际值；（填“大于”“小于”或“等于”）
（3）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图丙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______。
【答案】 红色滤光片 大于
【详解】（1）[1]光源发出的光经过透镜，使光的亮度更好，然后经过红色滤光片，使红光透过滤光片，再经过单缝，使光的平行性更好；（2）[2]如图乙所示，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，则测量的条纹间距是沿中心刻线的读数，而根据平行性间垂直距离最短可知，测量值比实际的间距大；（3）[3]条纹间距为由可得