新高考物理一轮复习考点分层训练14.4 实验 用双缝干涉测量光的波长（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理一轮复习考点分层训练14.4 实验 用双缝干涉测量光的波长（2份，原卷版+解析版），共13页。试卷主要包含了4 实验等内容，欢迎下载使用。
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14.4 实验：用双缝干涉测量光的波长
题组1：基础实验
1.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。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。回答下列问题：
(i)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
(ii)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为△x，则单色光的波长λ= ；
(iii)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光波长为 nm(结果保留3位有效数字)。
2.(1)某同学在“探究小车做匀加速运动时速度随时间变化规律”的实验中，打出一条如图所示的纸带，“0”、“1”、“2”⋯⋯为相应的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间距离如图所示。则打点计时器打下点“3”时纸带的速度大小为 ，纸带的加速度表达式为 。
(2)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜)，如图所示，其中双缝为 (填“M”“N”或“P”)。某同学调试好仪器后能观察到清晰的干涉条纹，若要使毛玻璃上条纹数目有所增加，且仍能观察到清晰的干涉条纹，下列调整可能正确的是 (填正确答案标号)。
A.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
B.仅减小双缝间的距离
C.仅换用更长的遮光筒
D.仅增大滤光片与单缝之间的距离
3.“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。
(1)下列说法正确的是
A.上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行
B.透镜的作用是使射向单缝的光更集中
C.转动目镜可使条纹与分划板竖直刻线平行
D.仅将红色滤光片改为绿色滤光片条纹间距将变大
(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向，在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是
A. B.
C. D.
4.某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后，自制了一套双缝干涉演示仪(图1)，所用单缝的缝宽可调(图2)，并用电子显微镜头代替光屏，通过计算机呈现实验现象。
(1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄，下列说法正确的是 。
A.当单缝宽度较宽时，无法观察到清晰的条纹
B.当单缝宽度较窄时，随着缝宽变窄，条纹间距逐渐变大
(2)已知双缝间的距离为d，光源与单缝的距离为L1，单缝与双缝的距离为L2，双缝到电子显微镜头的距离为L3，计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为Δx，显示图样的放大倍数为k，则对应的光波波长为 (用题中所给物理量符号表示)。
5.在双缝干涉测量波长的实验中，实验装置如图(甲)所示，用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成。某次实验中，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(乙)所示)，记下此时手轮上的读数为xA=11.1mm，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数为xB=15.6mm。
(1)已知单缝与双缝的距离L1=60 mm，双缝与屏的距离L2=500 mm，单缝宽d1=0.10 mm，双缝间距d2为0.40 mm，写出计算波长λ的表达式，λ= (用xA、xB、L1、L2、d1、d2表示。求得所测单色光波长为 nm。
(2)若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将 (填“变大”“不变”或“变小”)；
(3)若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
题组2：拓展实验
6.某实验小组用如图甲所示装置来测量光的波长，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，在光屏上可以观察到明暗相间的条纹。已知光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直。
(1)上述实验中S相当于光的“双缝干涉实验”中的一个“缝”，则 相当于另外一个“缝”，“双缝”的间距为 ;
(2)以下哪项操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹中心线之间的距离 。
A.将平面镜稍向下平移一小段距离
B.将光源S水平向左平移一小段距离
C.将平面镜水平向右平移一小段距离
D.将光源由红光改为绿光
(3)测得第1条和第7条亮条纹中心线的的间距为x，则入射光的波长λ= (用a，l，x表示)。
(4)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，如图乙所示，在这种情况测量相邻条纹间距Δx，则波长λ的测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
7.某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性。О处为单色激光笔，A处为狭缝片。B处为水平放置的光强传感器。
(1)若仅改变图甲中AB间的距离，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图乙，图丙所示﹐下列判断中正确的是
A.A处为双缝，图乙中AB间的距离大
B.A处为双缝，图丙中AB间的距离大
C.A处为单缝，图乙中AB间的距离大
D.A处为单缝，图丙中AB间的距离大
(2)若在A处安装双缝，测出OA间的距离为L1，AB间的距离为L2；连续四条亮纹间的距离为Δx，使用的双缝间距为d，则该激光的波长为 ；
(3)在利用此装置测量激光的波长时，下列说法中正确的是
A.适当增加OA间的距离可以减小测量误差
B.适当增加AB间的距离可以减小测量误差
C.实验中应保证OAB连线与接收器B垂直
8.(1)细丝和单缝有相似的衍射图样，在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝I和细丝II，在光屏上形成的衍射图样如图甲中a和b所示，已知细丝I的直径为0.605mm，现用螺旋测微器测量细丝II的直径，如图乙所示，细丝II的直径为 mm.图中的 (填“a”或“b”)是细丝II的衍射图样．
(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验．单缝和平面镜的放置如图丙所示，白炽灯发出的光经滤光片成为波长为λ的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹．小明测得单缝与镜面延长线的距离为h，与光屏的距离为D，则条纹间距Δx= ，随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上 (填“能”会“不能”)观察到干涉条纹．
9.雅明干涉仪可以利用光的干涉来测定气体在各种压强下的折射率，其光路图如图所示。图中S为光源，G1、G2为两块完全相同的平行玻璃板，彼此平行放置，每一块玻璃板都有一个镀银面。T1T2为两个等长度的玻璃管，长度均为d。测量时，先将两管抽空，然后将气体徐徐充入玻璃管T2中，在E处观察干涉条纹的变化，即可测得该气体的折射率。兴趣小组成员设计了如下实验：
(1)保持温度不变，将待测气体充入T2管中，从开始进气至到达标准状态的过程中，在E处看到恰好移过N条干涉亮条纹，已知待测光在真空中的波长为λ，该气体在标准状态下的折射率为 。
(2)该兴趣小组研究了波长为632.8nm的光通过气体，在温度一定的情况下气体的折射率与压强的关系，实验数据如下表：
①通过分析N−P关系，可判断折射率和压强的关系是 (选填“线性”“非线性”“不确定”) ;
②已知玻璃管长度为d=0.1m，当压强p=1.6atm时，气体的折射率为 (结果保留4位小数)。
10.图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置，单色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。(计算结果均保留2位有效数字)
请回答下面问题：
(1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹(或暗纹)间距Δx= mm；该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33 cm，已知双缝间距d0=0.25 mm，则该单色光的波长λ= m；
(2)保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示，说明 (选填“S1”或“S2”)处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd= m。
压强p(atm)
1.0
1.2
1.4
1.6
亮条纹移动数N
0
24
48
72