高中物理 第五章 2 学生实验：用双缝干涉测量光的波长练习（含解析）教科版选修3-4-教科版高中选修3-4物理试题.docx

2.学生实验:用双缝干涉测量光的波长
课时过关·能力提升
1.如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样:图甲为绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;图乙为换用另一种单色光进行实验的图样,a'为中央亮条纹.则以下说法正确的是()

A.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.图乙可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.图乙可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短
解析:由题图可知,图乙中的条纹间距较大,由Δx=ldλ可知λ乙>λ甲,故选项A正确.
答案:A
2.双缝干涉实验的装置如图所示,双缝间的距离为d,双缝到像屏的距离为l,调整实验装置,使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹.关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是()

A.若将像屏向左移动一小段距离,屏上的干涉条纹将变得不清晰
B.若将像屏向右移动一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹
C.若将双缝间的距离d减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小
D.若将双缝间的距离d减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离增大
解析:使像屏左右移动时,改变的是Δx=ldλ中的l,故仍有清晰的干涉条纹,故选项B正确;将双缝间距离d减小,由上式知Δx将增大,故选项D正确.
答案:BD
3.某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10-2m,若双缝间距为0.1mm,双缝到屏的距离为l=4.0m,则光波的波长为()
A.8.0×10-8m B.5.0×10-7m
C.1.5×10-8m D.1.6×10-8m
解析:条纹间距Δx=an-1=4.0×10-22m=2.0×10-2m,由Δx=ldλ,可得λ=dΔxl=5.0×10-7m.
答案:B
4.(2017·全国2)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()
A.改用红色激光
B.改用蓝色激光
C.减小双缝间距
D.将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将光源向远离双缝的位置移动
解析:设双缝间的距离为d,屏幕离双缝间的距离为l,两相邻亮条纹的间距为Δx,照射光的波长为λ,由Δx=λld可知,要增大两相邻条纹的间距,可以改用红光或减小双缝间距或将屏幕向远离双缝的位置移动,故选项A、C、D正确,选项B错误;将光源向远离双缝的位置移动,屏幕和双缝间的距离保持不变,所以两相邻亮条纹的间距不变,故选项E错误.
答案:ACD
5.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,
(1)下列说法正确的是(填选项前的字母).
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测量头目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.毛玻璃屏上的干涉条纹应与双缝垂直
D.为了减小测量误差,可用测量头目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx=an-1

图1

图2
(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图2所示,其示数为mm.
(3)某同学在做双缝干涉实验时,按图1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.没有安装滤光片
C.单缝与双缝不平行
D.光源发出的光束太强
答案:(1)BD(2)1.969(1.968~1.970均正确)
(3)AC
6.利用双缝干涉测量光的波长实验中,双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏的距离l=0.5m,用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A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示,则:

(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA=11.1mm,则xB=mm,相邻两条纹间距Δx=
mm;
(2)波长的表达式λ=(用Δx、l、d表示),该单色光的波长λ=m;
(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将(选填“变大”“不变”或“变小”).
解析:(1)由游标卡尺可知xB=15.6mm,
Δx=xB-xA6=15.6-11.16mm=0.75mm.
(2)由Δx=ldλ知,λ=dlΔx.
代入数值得λ=6×10-7m.
(3)因为c=λf知,频率较高的单色光波长短,
由Δx=ldλ知,干涉条纹间距变小.
答案:(1)15.60.75(2)dlΔx6×10-7(3)变小