- 光学实验及其他
- 共25题
如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹,要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以
正确答案
解析
由于双缝干涉中,相邻条纹间距离,增大S1与S2的间距d,相邻条纹间距离Δx减小,A错误;减小双缝屏到光屏的距离L,相邻条纹间距离Δx减小,B错误;将绿光换为红光,使波长λ增大,相邻条纹间距离Δx增大,C正确;将绿光换为紫光,使波长λ减小,相邻条纹间距离Δx减小,D错误。
知识点
(1)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。
① 如图乙所示,移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1。转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示,则读数x2=________mm;
②已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。计算波长的公式λ=_________; (用题目中给出的字母表示)
③对于某种单色光,为增加相邻亮纹间的距离,可采取_________________或_________________的方法。
(2)为了测定木块与长木板之间的动摩擦因数,实验室可以提供如下器材:A端固定、B端高度可以调节的长木板一块、小木块一个、计时器一个、米尺一把。已知重力加速度为g。
①填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤:
a. 调节长木板B端高度,让木块从板上C点由静止开始下滑到板的底端A处,用计时器记下木块下滑所用的时间t。
b.用米尺测量C与A之间的距离s,则木块下滑的加速度a= 。
c.用米尺测量长木板B端相对于水平桌面的高度h和长木板的总长度l。根据牛顿第二定律,可求得木块与长木板之间的动摩擦因数的表达式=____________。(用实验的测量量表示)
d.改变_____________________________________,重复上述测量和计算,求出的平均值。
②在上述实验中,为减小实验误差,某同学通过改变斜面的倾角θ,测出了多个加速度a1、a2、a3……,并计算出加速度的平均值,用该平均值计算出动摩擦因数。你认为该同学的方法是否正确,并说明理由 。
正确答案
见解析。
解析
(1)
①1.700
②
③ 减小双缝间距离, 增大双缝到屏的距离
(2)①b.
c.
d. 斜面B端的高度h
②不正确。利用多次测量取平均值以减小偶然误差,是对同一测量量在同样条件下的测量值的平均。
知识点
在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):
① 下列说法哪一个是错误的_______。(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,应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐
(C)为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距
②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如右图,其示数为___mm。
正确答案
①A
②1.970mm
解析
①调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,无须放上单缝和双缝。
②主尺的示数为1.5mm(半毫米刻度线已经露出),可动尺的示数为47.0×0.01mm=0.470mm,总的示数为(1.5+0.470)mm=1.970mm.
知识点
(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到题12B-1(甲)图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如题12B-1(乙) 图所示。他改变的实验条件可能是 。
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系冶实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正。
(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。
正确答案
解析
解析:(1)由条纹间距可知减小光源到单缝间距离,对条纹间距没有影响,A项错误,减小双缝间距d,可以增大条纹间距,B项正确;减小双缝到屏的距离L,条纹间距会减小,C项错误;换用更高频率的光,波长会减小,条纹间距减小,D项错误。
(2)①应从单摆运动到最低点开始计时时,此位置容易判断,计时误差较小②为了减小偶然误差,可以多次测量多次全振动的时间,然后取平均值求周期。
(3)设光在鳞片中的折射角为,折射定律
在鳞片中传播的路程,传播速度,传播时间
解得,同理在空气中传播的时间
知识点
利用图中装置研究光的双缝干涉现象时,有下面几种说法,其中正确的是
(A)将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
(B)将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
(C)换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
(D)去掉滤光片后,干涉现象消失
正确答案
A B C
解析
略
知识点
22.某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率,作出光路如图所示,过点作法线交玻璃砖于点和点,过点延长入射光线交于点.
(1)设的长度为,的长度为,的长度为,的
长度为,的长度为,为方便地测量出玻璃砖的折射率,
需用刻度尺测量的量至少有( )(选填、 、 、
、),则计算玻璃砖折射率的表达式为=( ) .
(2)为减少测量时带来的实验误差,入射角应适当 ( ) (选填“大”或“小”)一些.
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
22.如图所示,是“用双缝干涉测光的波长”实验.
(1)光具座上放置的光学元件依次为:①光源、②____、③单缝、④双缝、⑤遮光简、⑥光屏,组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源亮度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理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;并注意使单缝和双缝间距5cm~10cm,单缝与双缝相互平行;
③用米尺测量双缝到屏的距离L为0.700m:
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.将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图l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,记下此时图2中手轮上的示数.
(3)已知双缝间距d为0.20mm,求得所测红光波长为____nm.(结果取两位有效数字)
正确答案
(1)②滤光片
(3)
解析
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知识点
26.(Ⅰ)学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.则:
(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为________ .
(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?答:_______ _.
(3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为________ .
(Ⅱ).用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(约100Ω).
电源E,电动势约为6.0V,内阻很小; 电流表A1 (量程50mA 内阻为r1=20Ω)
电流表A2 (量程300mA ,内阻约为4Ω) 定值电阻R0,阻值R0=20Ω
滑动变阻器R,最大阻值10Ω 单刀单掷开关S,导线若干。
①要求测量中尽量减小误差,并测多组数据.试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
②根据你所画的电路原理图,完成右图所示的实物连线图
③若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=____________.
正确答案
解析
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知识点
19.(1)用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针 P1和 P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使 P1的像被 P2挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像.P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓 如图甲所示
①请在甲图上画出测量所需的光路;
②若在测量过程中,先画好三棱镜轮廓(如图乙实线所示)但在放置三棱镜的位置时,却发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值( ) 三棱镜玻璃材料折射率的真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。
(2)一个电压表Vo,量程3V,内阻约为1KΩ。为进一步测量Vo的内阻,有甲、乙两个电路可选择。备选器材有:
电流表A1:量程3mA;内阻约100Ω
电流表A2:量程0.6A;内阻约5Ω
电压表V1:量程3V, 内阻R1=1.2KΩ
电压表V2:量程15V,内阻R2=5KΩ
滑动变阻器R3:0~50Ω;
滑动变阻器R4:0~3000Ω。
电源E:6V电池组,内阻不计。
①若选用甲电路,电流表应选用( ),变阻器应选用( );
若选用乙电路,电压表应选用( ),变阻器应选用( )。
②若选用乙电路,待测电压表和选用表示数为Uo和U,则测得是压表的内阻Ro=_______ (用Uo、U 、R1、R2、等字母表示)。改变变阻器阻值,多测几次取平均值,可减小( )误差(填系统或偶然)
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
22.某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率,作出光路如图所示,过点作法线交玻璃砖于点和点,过点延长入射光线交于点.
(1)设的长度为,的长度为,的长度为,的
长度为,的长度为,为方便地测量出玻璃砖的折射率,
需用刻度尺测量的量至少有( )(选填、 、 、 、),则计算玻璃砖折射率的表达式为=( ) .
(2)为减少测量时带来的实验误差,入射角应适当( )(选填“大”或“小”)一些.
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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