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文檔簡介
2026屆高考物理一輪基礎復習訓練67實驗用雙縫干涉測量光的波長如圖甲所示為“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗。(1)甲圖中A、B處分別應該安裝的器材及濾光片的位置是____________。A.A處安裝單縫,B處安裝雙縫,濾光片置于A、B之間B.A處安裝雙縫,B處安裝單縫,濾光片置于A與凸透鏡之間C.A處安裝單縫,B處安裝雙縫,濾光片置于A與凸透鏡之間D.A處安裝雙縫,B處安裝單縫,濾光片置于目鏡處(2)該同學按順序安裝好儀器,并調整好光路后,得到了如圖乙所示的干涉條紋(圖中陰影部分為亮紋),發(fā)現叉絲豎線與條紋不平行,若此時他旋轉測量頭上的旋鈕,會發(fā)現____________。A.條紋左右移動B.條紋沿EF移動C.叉絲豎線沿EF移動D.叉絲豎線左右移動(3)如圖甲中L1=10.0?cm,L2某實驗小組使用圖甲的裝置測量某紅色激光的波長。用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板,雙縫間的寬度d=0.2?mm。激光經過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示,由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離x=________mm。通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L=2.0?m,已知Δx=Lλ某學習小組要用雙縫干涉測量某種單色光的波長,其實驗裝置如圖所示。(1)為測量該單色光的干涉條紋寬度,各儀器安裝位置如圖所示,圖中A為濾光片,B為__________(填“單縫”或“雙縫”),C為__________(填“單縫”或“雙縫”)。(2)在用雙縫干涉實驗裝置觀察雙縫干涉條紋時:①觀察到較模糊的干涉條紋,可以調節(jié)撥桿使單縫和雙縫__________(填“垂直”或“平行”),從而使條紋變得清晰。②要想增加從目鏡中觀察到的條紋個數,需將毛玻璃屏向__________(填“靠近”或“遠離”)雙縫的方向移動。(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是__________(填正確答案標號)。(4)在實驗前已獲知的數據有雙縫間的距離d和雙縫與毛玻璃屏之間的距離L,通過測量頭觀察到第N1條亮條紋的讀數為Y1,觀察到第N2條亮條紋的讀數為Y如圖所示,在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中,將實驗儀器按要求安裝在光具座上,并選用縫間距d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離l。接通電源使光源正常工作。(1)如圖為撥桿,請問它是按照下列哪種方式安裝和操作的________;A.撥桿A處丫字叉套在單縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過左右撥動來調節(jié)B小孔套住的雙縫B.撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過手的左右撥動來調節(jié)A丫字叉套住的單縫C.撥桿B處小孔套在雙縫所在處的支柱并為軸,手持撥桿的C端,通過手的上下撥動來調節(jié)A丫字叉套住的單縫(2)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,如圖所示。則在這種情況下來測量干涉條紋的間距Δx時,最終波長測量值________實際值(填“大于”?A.僅轉動透鏡B.僅轉動雙縫C.僅轉動手輪D.僅轉動測量頭(3)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數,該同學可________。A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動C.使用間距更小的雙縫D.轉動手輪(4)若實驗中在像屏上得到的干涉圖樣如圖所示,毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖中A、B位置時,游標卡尺的讀數分別為x1、x2,則入射的單色光波長的計算表達式為小沈同學進行“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗。(1)其中部分器材如下,將器材安裝在光具座遮光筒上時,自光源起合理的順序是:A、B、、、F、E。(填字母)A.白熾燈B.凸透鏡C.單縫片D.濾光片E.測量頭F.雙縫片(2)某次觀察時,透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋,但條紋的亮度很低,為了便于測量,下列方法能夠使條紋亮度增加的有________。A.增加光源的功率B.將毛玻璃換成透明玻璃C.換一個面積更大的凸透鏡D.調節(jié)測量頭的位置(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是________。(4)如圖所示是小沈同學參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實驗”進行實驗,圖甲、乙分別對應的是第一、二次實驗得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷,第一次實驗中的________。A.單縫與雙縫的縫距一定較大B.光強度較小C.光源離雙縫的距離較大D.雙縫離光傳感器的距離可能較小利用圖甲所示裝置測量某種單色光的波長。實驗時,接通電源使光源正常發(fā)光;調整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。(1)實驗前打開光源,調節(jié)光源的高度和角度,使它發(fā)出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮;然后光具座上先放置b________和c________,再放置a________,就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣(均選填“雙縫”?“單縫”或“濾光片”)。(2)如圖乙所示,實驗中發(fā)現目鏡中干涉條紋與分劃板中心刻線始終有一定的角度,下列哪個操作可以使得分劃板中心刻線與干涉條紋平行________。A.僅撥動撥桿B.僅旋轉單縫C.僅前后移動凸透鏡D.僅旋轉毛玻璃處的測量頭(3)實驗中已知雙縫間的距離d=0.4?mm在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中,實驗裝置如圖甲所示。(1)某同學以線狀白熾燈為光源,對實驗裝置進行調節(jié)并觀察了實驗現象后,總結出以下幾點,下列說法中正確的是________。A.干涉條紋與雙縫垂直B.單縫和雙縫應相互平行放置C.若取下濾光片,光屏上可觀察到白光的干涉圖樣D.想增加從目鏡中觀察到的條紋個數,可以將單縫向雙縫靠近(2)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時手輪上螺旋測微器示數如圖乙所示。然后同方向轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊,記下此時圖丙中手輪上的示數為________mm。(3)已知雙縫間距d為2.0×10?4?洛埃德在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示,單色光從單縫S射出,一部分入射到平面鏡后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現干涉條紋。單縫S通過平面鏡成的像是S′(1)通過洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋,這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫,________相當于另一個“縫”。(2)實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離?=0.15?mm,單縫到光屏的距離D=1.2?(3)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離________。A.將平面鏡稍向上移動一些B.將平面鏡稍向右移動一些C.將光屏稍向右移動一些D.將光源由紅色光改為綠色光某同學通過雙縫干涉實驗測量發(fā)光二極管(LED)發(fā)出光的波長。圖甲為實驗裝置示意圖,雙縫間距d=0.450?mm當分劃板中心刻線對齊第1條亮條紋中心,手輪上的讀數為x1=2.145?(1)相鄰兩條亮條紋間的距離Δx(2)根據________可算出波長(填正確答案標號)。A.λ=ΔxdB.λ(3)則待測LED發(fā)出光的波長為λ=現有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件,要把它們放在如圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測量紅光的波長。(1)將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學元件,由左至右,表示各光學元件的字母排列順序應為C、E、、、A。(2)如圖乙所示,A、B、C、D代表雙縫產生的四種干涉圖樣,回答下列問題:①如果A圖樣是紅光通過雙縫產生的,那么換用紫光得到的圖樣用________圖樣表示最合適;②如果將B圖樣的雙縫距離變小,那么得到的圖樣用________圖樣表示最合適。(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊,將該亮條紋定為第1條亮條紋,此時手輪上的示數為2.320?mm,然后同方向轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊,此時手輪上的示數為13.870?mm,求得相鄰亮條紋的間距某同學想利用雙縫干涉實驗來測量某種單色光的波長,該同學所使用的裝置如圖甲所示,光具座上放置的光學元件依次為光源、透鏡、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大鏡。(1)M、N、P三個光學元件依次為________。A.濾光片、單縫、雙縫B.單縫、濾光片、雙縫C.單縫、雙縫、濾光片D.濾光片、雙縫、單縫(2)通過調整,該同學從目鏡中看到如圖乙所示的圖像,轉動測量頭的手輪,使分劃板中心刻線對準a時,手輪的讀數x1=1.002?(3)計算通過單縫的光波波長的表達式為λ=________,若已知雙縫間距d=2.0小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時,嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置如圖丙所示,白熾燈發(fā)出的光經濾光片成為波長為λ的單色光照射單縫,能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測得單縫與鏡面延長線的距離為?、與光屏的距離為D,則條紋間距Δx=________。隨后小明撤去平面鏡,在單縫下方A處放置同樣的另一單縫,形成雙縫結構,則在光屏上
答案:(1)C(2)C(3)1.15mm;676nm解析:(1)裝置順序為:光源→凸透鏡→濾光片→單縫→雙縫→遮光筒→測量頭,故A處為單縫,B處為雙縫,濾光片在A與凸透鏡之間,選C。(2)旋轉測量頭旋鈕時,叉絲豎線沿EF方向轉動(與條紋平行方向),選C。(3)丙圖(螺旋測微器)讀數:1.15mm(固定刻度1mm+可動刻度15.0×0.01mm);丁圖讀數:5.85mm(5mm+85.0×0.01mm)。相鄰條紋間距Δx=5.85由Δx=Lλd,選答案:4.50mm;4.5×解析:圖乙中A、B間距:A在6.00cm,B在10.50cm,x=10.50?波長λ=紫光波長shorter,Δx答案:(1)單縫;雙縫(2)①平行;②靠近(3)C(4)λ解析:(1)光路順序:濾光片→單縫→雙縫,故B為單縫,C為雙縫。(2)①單縫與雙縫平行時條紋清晰;②屏靠近雙縫,L減小,條紋變密,觀察到的條紋個數增加。(3)條紋間距為相鄰亮紋(或暗紋)中心間距,選C。答案:(1)B(2)大于;D(3)B(4)λ=解析:(1)撥桿調節(jié)單縫與雙縫平行,B處套雙縫支柱,調節(jié)A處單縫,選B。(2)條紋與刻線不平行時,測量的Δx偏大,λ(3)屏靠近雙縫,L減小,Δx答案:(1)D、C(2)A(3)B(4)D解析:(1)順序:光源→凸透鏡→濾光片→單縫→雙縫→測量頭,故填D、C。(2)增加光源功率可提高亮度,選A;透明玻璃無漫反射,無法觀察條紋。(3)相鄰亮紋中心間距為Δx(4)甲圖條紋更密(Δx?。搔=答案:(1)濾光片;單縫;雙縫(2)D(3)2.320mm;13.870mm;5.8解析:(1)光具順序:濾光片→單縫→雙縫。(2)旋轉測量頭使刻線與條紋平行,選D。(3)丙圖讀數:2.320mm;丁圖讀數:13.870mm。Δx=13.870答案:(1)B、C(2)13.870mm(3)6.60解析:(1)干涉條紋與雙縫平行,A錯誤;單縫與雙縫必須平行,B正確;白光干涉為彩色條紋,C正確;單縫靠近雙縫不影響條紋數,D錯誤。(2)丙圖讀數:13.870mm。(3)乙圖讀數:2.320mm,Δx=13.870答案:(1)S′(2)6(3)C解析:(1)洛埃德鏡中,S與S′為相干光源,S(2)條紋間距Δx=22.7812?(3)增大D可增大Δx答案:(1)0.508mm(2)B(3)634nm解析:(1)Δx(2)公式λ=(3)
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