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简答题

(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图甲所示,其中①为光源,②为滤光片,③为________(选填“单缝”或“双缝”),它的作用是________.

(2)已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,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图乙所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第8条亮纹的中心,这时手轮上的示数如图丙所示,则图乙示数为________mm,条纹间距为________mm.

(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离________

正确答案

(1) 单缝   获得线光源     (2)0.642  1.890   (3)  B 

试题分析:(1)根据实验装置的要求,3的位置应该是单缝,其目的是为了获得线状光源。

(2)根据游标卡尺的速度,图乙的读数为0.642mm,则

(3)根据可知通过增大双缝和光屏之间的距离可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离

点评:本题考查了通过光的双缝干涉实验来验证。本题的实验现象尤其是照片最好能在理解基础上记忆,有较多的题目需要利用此结论。

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简答题

(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.

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简答题

双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽,可采取以下办法:(1)________;(2)________;(3)________.为测量红光的波长,现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm,已知双缝间的距离为0.5 mm,双缝到屏幕的距离为1 m,则此红光波长为________.

正确答案

(1)使用波长λ较长的单色光;

(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒;

(3)减小双缝之间距离 7.5×10-7 m

在双缝干涉实验中,根据公式Δx=λ可知,要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可以采取的办法是:

(1)使用波长λ较长的单色光;

(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒;

(3)减小双缝之间距离.根据测量值,计算相邻条纹间的距离:Δx=mm=1.5 mm,再代入公式λ=,λ=m=7.5×10-7 m.

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简答题

在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示):

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,应使测微目镜分划板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Δx=

②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图所示,其示数为__________mm.

正确答案

①A ②1.970

①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播,故A错误.因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离,故B正确.微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差,故C正确.答案为A.

②手轮上固定刻度读数为1.5 mm,可动刻度读数为47.0×0.01 mm,故测量结果为1.5 mm+47.0×0.01 mm=1.970 mm.

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用双缝干涉测光的波长。实验装置如图8(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图8(乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。

(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图8(丙)所示,则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm

(2)写出计算波长λ的表达式,λ=_________(用符号表示),λ=_____nm

正确答案

(1)2.190mm,7.868mm。(2),676nm。

(1)螺旋测微器读数特别注意半mm刻度线是否漏出。图(丙)中两个读数分别为2.190mm,7.868mm。(2)第一条与第四条之间有三个条纹间距的宽度,相邻条纹间的距离,由公式,可得=6.76m=676nm。

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简答题

欲测一块半圆形玻璃砖折射率,实验装置如图所示,的主要步骤如下:

(1)实验是用                  现象进行的。

(2)计算公式:n=       。

正确答案

①实验是用 全反射 现象进行的;②计算公式:n=" 1/" sin41°

本题考查的是对全反射问题的应用,根据实验步骤可知利用全反射现象可测出玻璃砖的折射率;

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简答题

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=/

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简答题

(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。

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简答题

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。

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简答题

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

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填空题

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             

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简答题

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

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简答题

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=.

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简答题

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

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简答题

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P1P2,在区域Ⅱ内可观察到大头针的像,再插大头针P3P4,以挡住P1P2的像.

①请画出经过P1P2P3P4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)

 …………(1分)

 ……(1分)

临界角  ……(1分

光在介质中传播速度…(1分)

下一知识点 : 光的干涉、衍射和偏振
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