格物学 实验光学实验

用双缝干涉实验测量光的波长-光学实验知识点课后基础选择题自测题解析-重庆市等高中物理,平均正确率62.0%

2025-06-14
用双缝干涉实验测量光的波长-光学实验知识点课后基础选择题自测题解析-重庆市等高中物理,平均正确率62.0%
1、['双缝干涉现象及条件', '光的干涉', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率80.0%如图是研究光的双缝干涉实验示意图。挡板上有两条狭缝$${{S}_{1}}$$、$${{S}_{2}}$$,由$${{S}_{1}}$$和$${{S}_{2}}$$发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的波长为$${{λ}}$$,屏上的$${{P}_{0}}$$点到双缝$${{S}_{1}}$$和$${{S}_{2}}$$的距离相等,如果把$${{P}_{0}}$$处的亮条纹记作第$${{0}}$$号亮纹,由$${{P}_{0}}$$向上数,与$${{0}}$$号亮纹相邻的亮纹为$${{1}}$$号亮纹,与$${{1}}$$号亮纹相邻的亮纹为$${{2}}$$号亮纹,则$${{P}_{1}}$$处的亮纹恰好是$${{1}{0}}$$号亮纹。设直线$${{S}_{1}{{P}_{1}}}$$的长度为$${{y}_{1}}$$,$${{S}_{2}{{P}_{1}}}$$的长度为$${{y}_{2}}$$,则$${{y}_{2}{−}{{y}_{1}}}$$等于$${{(}{)}}$$

B

A.$${{5}{λ}}$$

B.$${{1}{0}{λ}}$$

C.$${{2}{0}{λ}}$$

D.$${{4}{0}{λ}}$$

2、['双缝干涉现象及条件', '光的干涉', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率40.0%双缝干涉中如果光源是白光,则干涉图样是彩色条纹,中央为$${{(}{)}}$$

A

A.白色

B.红色

C.紫色

D.彩色

3、['折射率定义式及物理意义', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率40.0%

某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间 $${{(}}$$ 之前为空气 $${{)}}$$ ,如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距 $${{x}_{2}}$$ 和填充前的干涉条纹间距 $${{x}_{1}}$$ 就可以计算出该矿泉水的折射率。单缝 $${{S}_{0}}$$ 、双缝中点 $${{O}}$$ 、屏上的 $${{P}_{0}}$$ 点均位于双缝 $${{S}_{1}}$$ 和 $${{S}_{2}}$$ 的中垂线上,屏上 $${{P}}$$ 点处是 $${{P}_{0}}$$ 上方的第 $${{3}}$$ 条亮条纹 $${{(}}$$ 不包括 $${{P}_{0}}$$ 点处的亮条纹 $${{)}}$$ 的中心。已知入射光在真空中的波长为 $${{λ}}$$ ,真空中的光速为 $${{c}}$$ ,双缝 $${{S}_{1}}$$ 与 $${{S}_{2}}$$ 之间距离为 $${{d}}$$ ,双缝到屏的距离为 $${{L}}$$ ,则下列说法正确的是 $${{(}{)}}$$

B

A.来自双缝$${{S}_{1}}$$和$${{S}_{2}}$$的光传播到$${{P}}$$点处的时间差为$$\frac{3 \lambda} {c}$$

B.该矿泉水的折射率为$$\frac{x_{1}} {x_{2}}$$

C.$${{x}_{2}{>}{{x}_{1}}}$$

D.仅将单缝$${{S}_{0}}$$向左$${{(}}$$保持$${{S}_{0}}$$在双缝的中垂线上$${{)}}$$移动的过程中,$${{P}}$$点处能观察到暗条纹

4、['双缝干涉现象及条件', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率80.0%用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.若单缝向左平移一小段距离,光屏上相邻两条亮纹中心的距离减小

B.若测得$${{5}}$$个亮条纹中心间的距离为$${{a}}$$,则相邻两条亮条纹间距$$\Delta x=\frac{a} {4}$$

C.若将双缝间的距离$${{d}}$$增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

D.若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

5、['双缝干涉现象及条件', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率80.0%在双缝干涉实验中,光屏上某点$${{P}}$$到双缝$${{S}_{1}}$$、$${{S}_{2}}$$的路程差为$$7 5 \times1 0^{-7} m$$,如果用频率为$$6. 0 \times1 0^{1 4} \, H z$$的单色光照射双缝,则

C

A.单色光的波长是$$2 \times1 0^{-7} m$$;$${{P}}$$点出现暗条纹

B.单色光的波长是$$2 \times1 0^{-7} m$$:$${{P}}$$点出现亮条纹

C.单色光的波长是$$5 \times1 0^{-7} m$$;$${{P}}$$点出现暗条纹

D.单色光的波长是$$5 \times1 0^{-7} m$$;$${{P}}$$点出现亮条纹

6、['双缝干涉现象及条件', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率80.0%用某种单色光做双缝干涉的实验,得到的干涉图样如图所示,其中$${{P}_{1}}$$、$${{P}_{2}}$$为屏上两固定点。现在单缝、双缝和屏之间充满某种折射率为$${{2}}$$的透明介质,同时将双缝和屏之间的距离变为原来的$${{2}}$$倍,若仍用原来的单色光做双缝干涉实验,则下列图样正确的是$${{(}{)}}$$

A.

B.

C.

D.

7、['用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率60.0%在双缝干涉实验中,实验装置如图所示,图中$$0®06$$依次是光源$${、}$$滤光片$${、}$$单缝$${、}$$双缝$${、}$$光屏.调整实验装置中的双缝,使两狭缝间的距离增大,则在光屏上看到的条纹(

D

A.条纹条数变少

B.条纹间距不变

C.条纹间距变大

D.条纹间距变小

8、['物理学史、物理常识、研究方法', '用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率60.0%某同学用如图所示装置做$${{“}}$$用双缝干涉测光的波长$${{”}}$$实验。下列说法正确的是(

C

A.英国物理学家麦克斯韦首先成功地观察到了光的双缝干涉现象

B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在

C.图中的$$a, ~ b, ~ c$$三个元件可以分别为滤光片$${、}$$单缝屏$${、}$$双缝屏

D.只要白炽灯$${、}$$滤光片$${、}$$双缝屏$${、}$$单缝屏都沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹

9、['用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率40.0%在光的双缝干涉实验中,下列说法中错误的是(

B

A.单色光通过单缝后射向靠得很近的双缝可作为振动情况总是相同的相干光源

B.两个光源发出的光在波谷与波谷叠加的地方相互抵消或者削弱,屏上出现暗条纹

C.两个光源发出的光在波峰与波峰叠加的地方相互加强,屏上出现亮条纹

D.两个光源发出的光在波峰与波谷叠加的地方相互抵消或削弱,屏上出现暗条纹

10、['用双缝干涉实验测量光的波长']

正确率60.0%在实验室进行$${{“}}$$用双缝干涉测定光的波长$${{”}}$$实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源$${、}$$透镜$$. \, \, M, \, \, N, \, \, P,$$遮光筒$${、}$$毛玻璃$${、}$$放大镜(目镜).如图所示.其中$$M \cdot\ N \cdot\ P$$三个光学元件最合理的排列依次为(

A

A.滤光片$${、}$$单缝片$${、}$$双缝片

B.双缝片$${、}$$滤光片$${、}$$单缝片

C.单缝片$${、}$$双缝片$${、}$$滤光片

D.滤光片$${、}$$双缝片$${、}$$单缝片

1. 解析:

在双缝干涉实验中,亮条纹的条件是光程差等于波长的整数倍,即 $$y_2 - y_1 = n \lambda$$。题目中 $$P_1$$ 是第 10 号亮纹,因此 $$n = 10$$,所以 $$y_2 - y_1 = 10 \lambda$$。正确答案是 B

2. 解析:

白光是由不同波长的光组成的,中央条纹($$P_0$$ 点)的光程差为零,所有波长的光在此处都加强,因此中央条纹是白色的。正确答案是 A

3. 解析:

A. 第 3 条亮条纹的光程差为 $$3 \lambda$$,但光在介质中的传播速度减小为 $$\frac{c}{n}$$,时间差为 $$\frac{3 \lambda n}{c}$$,因此 A 错误。

B. 条纹间距与折射率成反比,即 $$x_2 = \frac{x_1}{n}$$,因此折射率 $$n = \frac{x_1}{x_2}$$,B 正确。

C. 填充介质后,折射率增大,条纹间距减小,即 $$x_2 < x_1$$,C 错误。

D. 移动单缝 $$S_0$$ 不会改变双缝的相干性,$$P$$ 点仍为亮条纹,D 错误。

正确答案是 B

4. 解析:

A. 单缝平移不影响双缝干涉的条纹间距,A 错误。

B. 5 个亮条纹中心间距包含 4 个间隔,因此 $$\Delta x = \frac{a}{4}$$,B 正确。

C. 双缝间距 $$d$$ 增大时,条纹间距 $$\Delta x = \frac{\lambda L}{d}$$ 减小,C 错误。

D. 绿色光波长比红色光短,条纹间距减小,D 错误。

正确答案是 B

5. 解析:

光的波长 $$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \times 10^8}{6.0 \times 10^{14}} = 5 \times 10^{-7} \, \text{m}$$。光程差为 $$7.5 \times 10^{-7} \, \text{m} = 1.5 \lambda$$,即半波长的奇数倍,因此 $$P$$ 点出现暗条纹。正确答案是 C

6. 解析:

介质折射率 $$n = 2$$,光速减小为 $$\frac{c}{2}$$,波长变为 $$\frac{\lambda}{2}$$。双缝与屏距离变为 $$2L$$,条纹间距 $$\Delta x = \frac{\lambda L}{d}$$ 不变,但波长减半,实际条纹间距 $$\Delta x' = \frac{\lambda L}{2d}$$ 减半。因此条纹更密集。正确答案是 C

7. 解析:

双缝间距 $$d$$ 增大时,条纹间距 $$\Delta x = \frac{\lambda L}{d}$$ 减小,但条纹条数不变。正确答案是 D

8. 解析:

A. 首先观察到双缝干涉现象的是托马斯·杨,A 错误。

B. 撤去单缝屏后,双缝直接作为光源,仍能产生干涉条纹,B 正确。

C. 正确顺序为滤光片、单缝屏、双缝屏,C 正确。

D. 元件必须严格共轴才能观察到清晰条纹,D 正确。

正确答案是 B、C、D

9. 解析:

B. 波谷与波谷叠加是加强,不是抵消,B 错误。其他选项均正确。正确答案是 B

10. 解析:

正确顺序为滤光片(单色光)、单缝屏(产生相干光源)、双缝屏(分波前干涉)。正确答案是 A

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