高考物理一轮复习实验针对训练18用双缝干涉实验测量光的波长含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练18用双缝干涉实验测量光的波长含答案，共7页。

(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________(单选)。
A．旋转测量头
B．增大单缝与双缝间的距离
C．调节拨杆使单缝与双缝平行
(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________。
A．减小单缝与光源间的距离
B．减小单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离
D．增大双缝与测量头间的距离
2．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图1所示。已知双缝间的距离为d，在距双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
图1
图2 图3
(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2(甲)所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图2(乙)所示的手轮上的示数为________ mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________ mm；
(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)；
(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”)；
(4)图3为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹________。
A．向上移动B．向下移动
C．间距变大D．间距变小
3．(2022·北京海淀区一模)现用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长。
甲
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________放置(选填“垂直”或“平行”)。
(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16 mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示，则读数为
mm。已知双缝间距d＝2.00×10－4 m，测得双缝到毛玻璃屏的距离L＝0.800 m，所测光的波长λ＝________ nm(保留3位有效数字)。
乙
(3)(多选)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δx，而是先测量n个条纹的间距再求出Δx。下列实验采用了类似方法的有( )
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量
C．“用单摆测重力加速度”的实验中单摆的周期的测量
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
4．如图甲所示，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d＝0.20 mm的双缝。然后，接通电源使光源正常工作。已知屏与双缝间的距离L＝700 mm。
甲
乙 丙
(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分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为________ 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条纹到B条纹间的距离为8.40 mm。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λ＝________ m(保留2位有效数字)。
(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显。若他对实验装置进行改动后，在屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则以下改动可能会实现这个效果的是________。
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B．仅将单缝与双缝间距增大少许
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
5．(1)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上(图甲)，让单色光从上方射入(示意图如图乙，其中R为凸透镜的半径)，从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成图丙所示的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将________(选填“变大”“变小”或“不变”)；如果换一个半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
甲 乙 丙
(2)采用波长为690 nm的红色激光作为单色入射光，牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为________。
A．345 nmB．690 nm
C．几微米D．几毫米
实验针对训练(十八)
1．解析：(1)若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行，故选C。
(2)根据Δx＝eq \f(l,d)λ可知，要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l，减小双缝的间距d，故选D。
答案：(1)C (2)D
2．解析：(1)如图2(甲)所示的手轮上的示数为2 mm＋0.320 mm＝2.320 mm，如图2(乙)所示的手轮上的示数为13.5 mm＋0.370 mm ＝13.870 mm；相邻亮纹的间距为Δx＝eq \f(13.870－2.320,5) mm＝2.310 mm。
(2)根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq \f(L,d)λ得：λ＝eq \f(dΔx,L)。
(3)改用频率较高的单色光照射，光的波长变短，根据Δx＝eq \f(L,d)λ知，得到的干涉条纹间距变小。
(4)实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，对于中央亮纹来说，从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0，则中央亮纹O的位置略向上移动，故A正确，B错误；由于λ、d、L均不变，则双缝干涉条纹间距Δx不变，故C、D错误。
答案：(1)13.870 2.310 (2)eq \f(dΔx,L) (3)变小 (4)A
3．解析：(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
(2)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺读数，游标尺是50分度的，分度值为0.02 mm，其读数为15 mm＋1×0.02 mm＝15.02 mm；两相邻亮条纹的间距Δx＝eq \f(x2－x1,6－1)＝2.772 mm
根据Δx＝eq \f(L,d)λ得λ＝eq \f(Δxd,L)＝693 nm。
(3)先测量n个条纹的间距再求出Δx，是采用了微量累积法，“用单摆测重力加速度”的实验中单摆的周期的测量和“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量实验均采用了微量累积法；“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量采用了等效替代法；“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量没有采用累积法，故C、D正确，A、B错误。
答案：(1)平行 (2)15.02 693 (3)CD
4．解析：(1)图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：0＋0.05×5 mm＝0.25 mm，A到B条纹间的距离为8.40 mm，由题图乙可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则Δx＝eq \f(8.40,5) mm＝1.68 mm，根据公式Δx＝eq \f(L,d)λ得λ＝eq \f(d·Δx,L)＝4.8×10－7 m。
(2)对实验装置做了改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小。由公式Δx＝eq \f(L,d)λ，仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则Δx不变，故A错误；仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L与d都不变，则Δx不变，故B错误；仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故C错误；仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则Δx减小，故D正确。
答案：(1)0.25 4.8×10－7 (2)D
5．解析：(1)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹；用波长更长的光照射，则出现亮条纹的这一厚度需远离中心，则圆环的半径变大；换一个表面曲率半径更大的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度偏移中心，知圆环的半径变大。
(2)由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长，故为345 nm，故选项A正确，B、C、D错误。
答案：(1)变大 变大 (2)A