4.(2)B
(3)5×10-5
甲
8.(15分)图示是用“双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图.
(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是 、 和 .
(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是 .
A.增大③和④之间的距离
B.增大④和⑤之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片
D.增大双缝之间的距离
(3)一同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中,使用的双缝的间距为0.02 cm,测得双缝与光屏之间的距离为50 cm.第1级亮纹中心到第5级亮纹中心的距离为0.45 cm,则待测单色光的波长是 cm.
解析:Δx= cm
λ=Δx·=4.5×10-5 cm.
答案:(1)滤光片 单缝 双缝
7.(15分)某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃砖的折射率时,先在白纸上作一与圆形玻璃砖同半径的圆,圆心为O,将圆形玻璃砖平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合.在玻璃砖一侧竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃砖观察时,大头针P3、P4和P1、P2的像恰在一条直线上.移去圆形玻璃砖和大头针后,如图甲所示.
(1)在图甲中作出光线在圆形玻璃内的传播方向.
(2)标出入射角i和折射角r,写出玻璃折射率的公式n= .
解析:(1)连接P1、P2,得入射光线与圆交于M点;再连接P3、P4,得出射光线与圆交于N点;连接M、N就得到光在玻璃内的传播路径,如图乙所示.
(2)入射角i和折射角r如图乙所示,由折射定律可得:
n=.
答案:(1)光路图如图乙所示.
(2)入射角i和折射角r如图乙所示
6.(8分)用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间的距离d=0.20 mm,双缝到毛玻璃屏间的距离L=75.0 cm,如图甲所示.实验时先转动图乙所示的测量头上的手轮,使与卡尺游标相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示.则游标尺上的示数x1= mm;然后再转动手轮使划分线对准第5条明条纹,如图丁所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图己所示,则游标卡尺上的示数x2= mm.由以上已知数据和测量数据可知该单色光的波长是 nm.
解析:由Δx=和Δx=λ两式,代入数据即可.
答案:0.3 9.6 620
5.(8分)在一次“测定玻璃的折射率”的实验中,采用了如下方法:将一块半圆形玻璃砖放在水平面上(如图所示),用一束光线垂直玻璃砖直径平面射入圆心O,以O为转动轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖,当刚转过θ角度时,观察者在玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光线,这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小.那么,上述测定方法主要是利用了 的原理,该玻璃的折射率n= .
解析:此测定方法显然是利用了全反射的原理.由题意可知,此玻璃的临界角C=θ,即sin C=sin θ=,所以n=.
答案:全反射
4.图示为双缝干涉实验中产生的条纹图样,甲图为用绿光进行实验的图样,a为中央亮条纹;乙图为换用另一种单色光进行实验的图样,a′为中央亮条纹,则下列说法正确的是( )
A.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较长
B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较长
C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短
D.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短 甲 乙
解析:由于条纹宽度Δx=λ,波长越长条纹宽度越大,又因红光的波长比绿光的波长长,而紫光的波长比绿光的波长短.故选项A正确.
答案:A
非选择题部分共6小题,共76分.
3.某同学在做双缝干涉实验中,安装好实验装置后,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是由于( )
A.光束的中央轴线与遮光筒的中心轴线不一致,相差较大
B.没有安装滤光片
C.单缝与双缝不平行
D.光源发出的光束太强
解析:安装实验器件时要注意:光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合,光源与光屏正面相对,滤光片、单缝和双缝要在同一高度,中心位置在遮光筒轴线上,单缝与双缝要相互平行,才能使实验成功.当然还要使光源发出的光束不致太暗.据上述分析,可知选项A、C正确.
答案:AC
2.某同学在做“测定玻璃的折射率”的实验中,操作时将玻璃砖的界线aa′、bb′画好后误用另一块宽度稍窄的玻璃砖,如图甲所示.实验中除仍用原界线外,其他操作都正确.则所测玻璃的折射率将( )
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不能确定
解析:如图乙所示,光线实际上在A点发生折射,折射光线为AO′,O′为出射点.该同学以O为折射点,折射光线OO′,折射角为α,实际上折射角为β,β<r=α.故折射率偏小.
答案:B
1.某同学安装好实验装置仪器后,成功观察到光的干涉现象.若他在此基础上对仪器的安装做如下改动,还能使实验成功的操作是( )
A.将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许,其他不动
B.将滤光片移至单缝和双缝之间,其他不动
C.将单缝向双缝移动少许多 ,其他不动
D.将单缝与双缝的位置互换,其他不动
解析:干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果,双缝后面的区域处处存在,所以屏前后移动,条纹仍然有;单缝是点光源,距双缝距离稍微变化仍能引起双缝后面叠加区域干涉,所以选项A、C正确;将滤光片放在单缝和双缝间,照到两缝上的光仍是振动情况完全一样的光源,故选项B正确;将单缝与双缝互换,失去了产生干涉的条件,即没有相干光源,故选项D错.
答案:ABC
1.(2)②③
(3)55 提示:
(4)4.65×10-7 提示:λ=·Δx
金典练习三十六 实验:测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长
选择题部分共4小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.
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