- 光的折射:折射率
- 共2037题
(4分)某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如下图甲中的A),游标卡尺的示数如下图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B),游标卡尺的示数如图丁所示.已知双缝间距d="0.5" mm,双缝到屏的距离L="1" m.则所测光波的波长为______m(保留两位有效数字) .
正确答案
6.6×10-7 m 图乙中游标卡尺的示数为1.250 cm,图丁中游标卡尺的示数为1.775 cm,根据波长计算公式可得,所测光波的波长为6.6×10-7 m(保留两位有效数字).
试题分析:图乙中主尺读数为12mm,游标读数为0.05×10=0.5mm,所以最终读数为1.250cm.
图丁中主尺读数为17mm,游标读数为0.05×15=0.75mm,所以最终读数为1.775cm.
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的误差.根据△x=,知λ=
=6.6×10-7m.
19世纪,科学家在光学,原子和原子核的研究方面有不断的突破,指出下面三幅示意图中所表示的实验;并说明这些实验能提出的物理模型或物理规律:
A图: ;
B图: ;
C图: 。
正确答案
A图: α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子核式模型 ;
B图: 光的双缝干涉,证明了光的波动性 ;
C图: 光电电效应,证明了光的粒子性 。
略
在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是=600mm,双缝之间的距离是
=0.20mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如左图所示,读数为x1.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数x2如右图所示.则示数x1=_____mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长的公式为λ=_____(用
、
、x1、x2表示)。若将数值代入,可计算得λ=_______。(计算结果保留三位有效数字)
正确答案
0.642 (x2- x1) /6
537nm
x1读数中,主尺读数为0.5mm,螺旋尺读数为14.2×0.01mm,所以读数为0.5mm+14.2×0.01mm=0.642mm,由公式,其中
=(x2- x1) /6,可计算出波长为537nm
在“测定玻璃折射率”的实验中,根据测得的入射角和折射角的正弦值如下表格所示.
(1)在试卷的方格纸上画出的关系图线
(2)该玻璃的折射率是______。(保留3位有效数字)
正确答案
(1)说明:第二组数据错误,舍去,图略 (2)1.48-1.53
(1)根据表格描点连线即可(2)由折射率公式n=/
(1)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做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针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,而且总使夜面与直径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,就可以直接读出液体折射率的值。
①在用此仪器测量液体的折射率时,下列说法正确的是_____________ (填字母代号)
A.大头针P3插在M位置时液体的折射率值大于插在N位置时液体的折射率值
B.大头针P3插在M位置时液体的折射率值小于插在N位置时液体的折射率值
C.可能有一种液体,在EK部分能观察到大头针P1、P2的像
D.可能有一种液体,在KC部分观察不到大头针P1、P2的像
②若AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则液体的折射率为 。
(2)某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时,游标卡尺的示数如图(3)所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时,游标卡尺的示数如图(4)所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图(3)中游标卡尺的示数为 mm.图(4)游标卡尺的示数为 mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 ,所测光波的波长为 m .(保留两位有效数字)
正确答案
(1)①BD;②
(2)11.4 16.7 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)
(1)①由(
为光线在空气中的入射角),由题中的图知在N位置时
比在M位置时的大,所以大头针P3插在M位置时液体的折射率值小于插在N位置时液体的折射率值,A错,B对;所有液体的折射率都比空气中的大,即在EK部分不能观察到大头针P1、P2的像,C错;当入射角大于液体的临界角时,发生全反射现象,就观察不到大头针P1、P2的像,D对。
②由图知AOF=30°,是折射角
=30°,OP3与OC的夹角与入射角互余,
=
,
(2)图(3)中游标卡尺的示数为:主尺读数为1.1cm=11mm,游标读数为40.1=0.4mm,
得11mm+0.4mm=11.4mm;图(4)中游标卡尺的示数为:主尺读数为1.6cm=16mm,游标读数为70.1=0.7mm,得16mm+0.7mm=16.7mm;由
,
,代入上式得
m。
如图所示,某同学自制一个双缝,打开激光器,让一束红色的激光通过双缝。
(1)在光屏上观察到的图案应该是图_____________(选填“(c)”或“(d)” )。
(2)(多选题)该同学希望在光屏上观察到的条纹间距变大,下列做法可行的是 ( )
正确答案
(1)(c) (2分) ; (2)C D (3分,漏选得2分)
(1)因为是双缝干涉,得到是均匀间距的条纹,(c)正确。
(2)根据,CD正确。
如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,用波长为5.30×10-7m的激光,屏上点距双缝和
的路程差为7.95×10-7m。则在这里出现的应是__________(填“明条纹”或“暗条纹”)。
正确答案
暗条纹
波长为5.30×10-7m,7.95×10-7m。为半波长的奇数倍为暗条纹
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的
(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器
材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻
度的直角三角板、量角器.
实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面
与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另
一表面,如图实-10-9所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如
图).用P1、P2的连线表示入射光线.
(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(试在图实-10-9中标出P3、P4的位置)
(2)然后移去玻璃砖与大头针.试在图实-10-9中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________.
(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n=________.
正确答案
(1)(2)见解析 (3)
(1)在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′ 反射,再经bb′折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P2及P1的像和P3.P3、P4的位置如图所示.
(2)①过P1、P2作直线与bb′交于O;
②过P3、P4作直线与bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中点M;
④过O点作bb′的垂线CD,过M点作bb′的垂线与aa′相交于N,如图所示,连接ON;
⑤∠P1OD=θ1,∠CON=θ2.
(3)由折射率的定义可得n=.
在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图所示。
(1)令单缝宽度为,双缝距离为
,双缝与屏距离为
,当采取下列四组数据中的哪一组时,可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹 ( )
A.
B.
C.
D.
(2)用某种单色光照射双缝得到如图甲所示的干涉条纹,则分划板在图甲中A、B位置时,游标卡尺读数分别为xA="________" mm,xB="________" mm,相邻两条纹间距Δx=_________mm。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图乙所示。则在这种情况下波长的测量值_____________实际值。(填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
(1)B(2分) (2)11.1 , 15.6, 0.75 (每空2分) (3)大于 (2分)
(1)略(2)游标卡尺是十分度的,最小刻度代表0.1mm,主尺读数为11mm,游标尺的第一个刻度对齐,所以读数为11.1mm,同理B的读数为15.6mm,由两者做差,除以6即为相邻两条纹间距(3)如果分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,此时读取的条纹间隔数n偏小,测量值偏大
如图所示,某同学用插针法测量三棱镜的折射率.在区域Ⅰ内已插好两枚大头针P1、P2,在区域Ⅱ内可观察到大头针的像,再插大头针P3、P4,以挡住P1、P2的像.
①请画出经过P1、P2、P3、P4的光路;
②若测得AB面上的入射角为,折射角为
,请写出若光在该介质发生全反射时临界角的表达式,并求出光在介质中的传播速度.(光在真空中的传播速度为c)
正确答案
①图略②
①如图所示………………(1分)
② …………(1分)
……(1分)
临界角 ……(1分
)
光在介质中传播速度…(1分)
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