- 用双缝干涉测光的波长
- 共11题
21.(一)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C_________A;
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,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;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹之间的距离。在操作步骤②时,还应该注意________________________和________________________;
(3)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,记下此时图乙中手轮上的示数_________mm,求得相邻亮纹的间距△x为_________mm;
(4)已知双缝间距d为0.2mm,测得双缝到光屏的距离l为70.00cm,根据计算式λ= ,求得所测红光波长为_________nm。
(二)某同学用图(甲)所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的电阻R随电压U变化的关系图线。
①除了导线和开关外,还有以下器材可供选择:
电流表:A1(量程100 mA,内阻约2 Ω);A2(量程0.6 A,内阻约0.3 Ω)
电压表:V1(量程5 V,内阻约5 kΩ);V2(量程15 V,内阻约15 kΩ)
滑动变阻器:R1(阻值范围0~10Ω);R2(阻值范围0~2kΩ)
电源:E1(电动势为1.5V,内阻约为0.2Ω);E2(电动势为4V,内阻约为0.04Ω)
为了调节方便,测量准确,电压表_________,滑动变阻器_________,电源_________ (填器实验中应选用电流表_________,材的符号)
②根据实验数据,描绘出R-U的关系图线如图(乙)所示,由图可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_________Ω;当所加电压为3.0 V,灯丝电阻为_________Ω,灯泡实际消耗的电功率为_________W。
③根据R-U关系图线,可确定小灯泡电功率P与外加电压 U的关系,符合该关系的示意图是下列图中的________。
正确答案
(一)
(1) E D B ;
(2)单缝和双缝间距5 cm~10 cm 和 单缝与双缝相互平行;
(3)13.870 2.310
(4) , 660
(二)
①A2;Vl;R1;E2
②1.5;12;0.75
③A
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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
诊断原发性肝癌特异性较高的实验室指标是
A.CEA
B.AFP
C.AKP
D.CA50
E.CA19-9
正确答案
B
解析
CEA(癌胚抗原)在结肠癌、胃癌、乳癌、肺癌等病人可增高,常作为大肠癌术后监测指标,对预测复发与否有较好的作用;AFP(甲胎蛋白)在肝癌、恶性畸胎瘤者可增高,在我国用于肝癌的普查,效果良好;AKP(碱性磷酸酶)在肝癌、骨肉瘤者可增高;CA50-CA19-9在消化道肿瘤中可升高。
(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.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
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
22.在“利用双缝干涉测定光波波长”的实验中,准备了下列仪器A.白炽灯 B.双窄缝片 C.单窄缝片 D.滤光片E.毛玻璃光屏
(1)把以上仪器安装在光具座上,自光源起合理的顺序是_______(填字母);
(2)在某次实验中,用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹,其中亮纹的位置利用测量头上的分划板确定,如图所示。其中表示第1条亮纹位置(如图甲)的测量头读数为( )mm,表示第n条亮纹位置(如图乙)的测量头读数为_______。
(3)若在(2)中测得的两读数之差的绝对值用△x表示,已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为L,则该单色光的波长可表示为λ=_______。
正确答案
(1)ADCBE
(2)1.790~1.793;3.441~3.444
(3)
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答。
33. (1)(6分)用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.25mm,双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由下图中毫米刻度尺读出(如戊图所示),实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如丙图所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如丁图所示),由以上测量数据可求该单色光的波长。
图示中双缝的位置L1=________mm,毛玻璃屏的位置L2=________mm,螺旋测微器的读数x1=________mm,螺旋测微器读数x7=________mm。请用以上测量的符号表示该单色光波长的表达式λ=________。
(2)一列横波在x轴上传播,在t1=0时刻波形如下图实线所示,t2=0.05s时刻波形如下图虚线所示。
(2)如图所示,质量为m的小球悬挂在长为L的细线下端,将它拉至与竖直方向成θ=60°的位置后自由释放。当小球摆至最低点时,恰好与水平面上原来静止的、质量为2m的木块相碰,碰后小球速度反向且动能是碰前动能的。已知木块与地面的动摩擦因素
,重力加速度取g。求:木块在水平地面上滑行的距离。
35. 世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:
(1)ClO2中所有原子________(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用________
A. 饱和食盐水 B. 碱石灰 C. 浓硫酸 D. 蒸馏水
(2)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为________________。缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境。
(3)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠()反应制备,化学方程式是________________,此法相比欧洲方法的优点是________________。
(4)科学家又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为________________________。
此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是________________________。
33.(二)选考题:共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选的题号涂黑。注意所做题目题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
(1)用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.25mm,双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由下图中毫米刻度尺读出(如戊图所示),实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如丙图所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如丁图所示),由以上测量数据可求该单色光的波长。
图示中双缝的位置L1=________mm,毛玻璃屏的位置L2=________mm,螺旋测微器的读数x1=________mm,螺旋测微器读数x7=________mm。请用以上测量的符号表示该单色光波长的表达式λ=________。
(2)一列横波在x轴上传播,在t1=0时刻波形如下图实线所示,t2=0.05s时刻波形如下图虚线所示。
(i)由波形曲线读出这列波的振幅和波长;
(ii)若周期大于,写出波速的表达式;
(iii)若周期大于,求出最大波速,并指出最大波速对应的传播方向。
34. (1)一个X核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y,由于质量亏损放出的能量为△E,核反应方程是;Y可以通过释放一个电子而转化为质子。下列说法正确的是( )
35. 世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:
(1)ClO2中所有原子________(填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用________
正确答案
正确答案
正确答案
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