时间:2017-09-25 07:25:02
1、实验题 （1）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是( )
A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B．为减少测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量大些
C．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
D．若P1、P2连线与法线NN′夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射，所以在bb′一侧就看不到P1、P2的像
（2）图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的光学面面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图2所示。计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。
参考答案：（1）C?（2） d e
本题解析：（1）若P1、P2的距离较大时，仍然能通过玻璃砖看到像，A错误，实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像，B错误，为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，以减小确定光路方向时出现的误差。C正确，根据光路的可逆性，无论P1、P2连线与法线NN′夹角多大，都不会发生全反射，D错误
故选C
（2）连接dc,ec，并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点和出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率小，对应两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行时，ec连线与入射光平行，误差小
点评：解决本题的关键掌握实验的原理，根据实验原理分析误差．
本题难度：一般
2、实验题 “利用双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏的距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA＝11.1mm，则xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm；
（2）波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ＝________m；
（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______（填“变大”、“不变”或“变小”）。
参考答案：（1）15.6，0.75；（2）
，6.0×10－7；（3）变小。
本题解析：：（1）B位置游标卡尺的读数为：
．相邻亮条纹的间距为：
（2）根据
知，波长的表达式
，解得波长为：
．
（3）根据知，频率变高，波长变小，则干涉条纹的间距变小．
本题难度：简单
3、简答题 如图所示，下部是在实验室观察光的干涉、衍射的实验装置，上部是通过该装置获得的红光双缝干涉和单缝衍射图样，可以看出，干涉图样与衍射图样之间有许多共同点、和不同点，请通过比较各写出其中的一点：
相同点：______；
不同点：______．
参考答案：两种条纹的相同点是：都是明暗相间的条纹．不同点：衍射的中央条纹特别宽、特别亮，而干涉条纹宽度相等、亮度相等．故答案为：都有明暗相间的条纹
衍射的中央条纹特别宽、特别亮，而干涉条纹宽度相等、亮度相等．
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 在用双缝干涉测光的波长的实验中，准备了下列仪器：
A．白炽灯B．双缝片C．单缝片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）如图所示为主尺最小分度是1mm、游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量条纹的间距，图示的长度是______cm．
（3）在屏上观察到了干涉条纹．如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距变______；如果增大双缝与屏之间的距离，则屏上的干涉条纹的间距将变______．（填“大”或“小”）
参考答案：（1）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，最后为毛玻璃屏．所以自光源起各光学元件的字母排列顺序应为D、C、B、E．
（2）游标卡尺的主尺刻度为9mm，游标尺的第12个刻度与上边的刻度对齐，读数为：12×0.05=0.60mm，总读数为：9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm；
（3）根据干涉条纹的宽度公式△x=Ldλ，所以若将双缝的间距d变大，则屏上的干涉条纹的间距变小；若增大双缝与屏之间的距离L，则屏上的干涉条纹的间距将变大．
故答案为：（1）DCBE；（2）0.960；（3）小，大
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 某居住地A位于某山脉的一边，山脉的另一边P处建有一无线电波发射站，如图所示．该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s，求：
（1）该中波和微波的波长各是多少；
（2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处；
（3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？
参考答案：（1）波长、波速、频率之间的关系，即：c=λf，可得λ=cf
则有中波的波长λ1=3×108400×103m=7.5×102m
而微波的波长λ2=3×108400×106m=0.75m
（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处，若是干涉则必须频率相同，明显不可能是干涉现象．
所以电磁波是经过波的衍射后绕过高山，到达居住地A处．
（3）要发生明显的波衍射现象，则波长必须与阻碍物尺寸差不比，所以两种波的接收效果明显不同，波长越长的波接收效果更好．因此中波接收效果更好．
答：（1）该中波和微波的波长各是750m，0.75m；
（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地A处；
（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显．
本题解析：
本题难度：一般