光学实验和热学实验知识点题库

图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置。测得双缝屏到毛玻璃屏的距离为0.2m、双缝的距离为 0.4mm。图乙是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样，其中1、2、3、4、5…是明条纹的编号。图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为 mm，图丁是测第4号明条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为 mm。根据上面测出的数据可知，被测光的波长为 nm。

利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是（）

A . 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B . 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C . 将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D . 去掉滤光片后，干涉现象消失

为进行“双缝干涉测量光的波长”，现准备了下列仪器：

A ．双窄缝片 B ．白炽灯 C ．单窄缝片 D ．白色光屏 E ．滤光片

把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：（填写字母代号）．

根据所学知识完成题目：

（1）如图1是一个单摆的共振曲线，此单摆的固有周期T是s，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将（填“向左”或“向右”）移动．
（2）如图2所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^﹣7m，屏上P点距双缝S₁和S₂的路程差为7.95×10^﹣7m．则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为4.30×10^﹣7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽”、“变窄”、或“不变”）．

《用油膜法估测分子的大小》的实验中：

（1）关于用油膜法粗测分子直径实验的科学依据，下列说法正确的是

A . 将油膜看成单分子油膜 B . 不考虑各油分子间的间隙 C . 考虑了各油分子间的间隙 D . 将油膜分子看成球形
（2）在用“油膜法”估测分子的大小的实验中，实验简要步骤如下：
A ．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S．
B ．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
C ．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
D ．用公式d= $\text{[math]}$ ，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小
E ．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F ．用注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
上述实验步骤的合理顺序是
（3）在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸．用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求：
①油酸膜的面积是 cm²
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m³
③按以上实验数据估测出油膜分子的直径m．

“利用双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距d=0.8mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，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所示，则：

（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数x_A=11.1mm，x_B=mm，相邻两条纹间距△x=mm；
（2）波长的表达式λ=（用△x、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”）．

小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率．

（1）小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是．
（2）小张发现玻璃砖上下表面不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃砖选择 $\text{[math]}$ 填“磨砂的面”或“光滑的面” $\text{[math]}$ 与白纸接触的放置方法进行实验较为合理．
（3）小张正确操作插好了4枚大头针，如图所示，请帮助小张画出正确的光路图 $\text{[math]}$ 然后进行测量和计算，得出该玻璃砖的折射率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 保留3位有效数字 $\text{[math]}$

在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：

①取油酸1.0 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；

③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；

④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；

⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。

利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为m³ ，油膜面积为m² ，求得的油膜分子直径为m。（结果全部取2位有效数字）

在“用双缝干涉测单色光的波长”的实验中

（1）如图甲所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是_____

A . 增大③和④之间的距离 B . 增大④和⑤之间的距离 C . 将绿色滤光片改成红色滤光片 D . 增大双缝之间的距离
（2）下列说法正确的是_____。

A . 如果将灯泡换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成 B . 若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，不能通过“拨杆”的拨动把干涉条纹调成与分划板中心刻线平行 C . 去掉滤光片，不可能观察到干涉图样 D . 毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示，x₁＝0.045mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图丙所示。则相邻两亮条纹的间距是mm．（取三位有效数字）
（4）如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是m．（取三位有效数字）

在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示。

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（1）对于单色光，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是______。

A . 把③向左侧移动少许 B . 把⑤向右侧移动少许 C . 将绿色滤光片改为红色滤光片 D . 增大双缝之间的距离
（2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数为mm，求得相邻亮纹的间距Δx为mm。
（3）已知双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离为0.7m，则所测光的波长为nm。

油膜法估测分子大小的实验，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL这样的溶液共计80滴。现将1滴这种溶液滴在撒有痱子粉的水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是m³；待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则计算得到的油膜面积，估算的油酸分子直径。（后两空选填“偏大”或“偏小”）

用如图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是（）

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A . 双缝干涉图样中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等 B . 若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹 C . 像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹 D . 图中双缝屏的作用是使通过双缝的光形成两列相干光波

某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

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（1）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____。

A . 将单缝向双缝靠近 B . 将屏向靠近双缝的方向移动 C . 将屏向远离双缝的方向移动 D . 使用间距更大的双缝
（2）某次测量时，选用的双缝的间距为 $\text{[math]}$ ，测得屏与双缝间的距离为 $\text{[math]}$ ，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为 $\text{[math]}$ ，则所测单色光的波长为m。（结果保留3位有效数字）

用双缝干涉测光的波长，实验装置如图1所示，已知单缝与双缝间的距离为L₁ ，双缝与屏的距离为L₂ ，双缝间距为d，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2所示），记下此时手轮上的读数，转动手轮，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。

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（a）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3所示，则对准第1条时的读数x₁=mm，对准第4条时的读数x₂=mm；

（b）计算波长λ的表达式为λ=（用题中所给的符号表示）

在用插针法“测定玻璃砖的折射率”的实验中，甲、乙、丙三位同学在白纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则：

（1）甲同学测得的折射率与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
（2）乙同学测得的折射率与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
（3）丙同学测得的折射率与真实值相比。

用油膜法估测分子的大小。实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为 $\text{[math]}$ 的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸（最小正方形边长为1cm）。则

（1）下面给出的实验步骤中，正确排序应为（填序号）。
A ．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
B ．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入 $\text{[math]}$ 油酸酒精溶液的滴数n
C ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入1滴
D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S（单位为cm）
（2）利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式cm。

用双缝干涉测量光的波长实验装置如图所示，得到不同色光、不同双缝的干涉条纹，如图甲、乙、丙所示。甲、乙为不同单色光通过相同双缝产生的条纹，乙、丙为同种单色光通过不同双缝产生的条纹，则（）

A . 若单缝和双缝不平行，毛玻璃上没有干涉条纹 B . 在遮光筒中没有干涉现象发生 C . 甲图单色光波长小于乙图单色光波长 D . 乙图双缝间距小于丙图双缝间距

某小组做“用插针法测量玻璃折射率”实验。在白纸上放好平行玻璃砖， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在玻璃砖的另一侧插上大头针 $\text{[math]}$ ，使其挡住 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的像，接着插上大头针 $\text{[math]}$ 使其挡住 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的像，用“·”表示大头针的位置，根据以上信息，请画出光路图。

在一次“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。

③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。

④将 $\text{[math]}$ 的油酸溶于酒精中制成 $\text{[math]}$ 的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入75滴，量筒内的溶液增加 $\text{[math]}$ 。

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。

（1）上述步骤中，正确的顺序是；
（2）若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为；
（3）本实验中做了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③油酸分子是紧挨在一起的。做完实验后，发现所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是____。

A . 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 B . 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 C . 求每滴溶液体积时， $\text{[math]}$ 的溶液的滴数多记了10滴 D . 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

小红利用如图所示的实验装置测量紫光的波长，实验中观察发现像屏上出现了清晰但条纹数偏少的干涉条纹。为观察到更密的条纹，可以（）

A . 将单缝向双缝靠近 B . 使用间距更小的双缝 C . 将屏向靠近双缝的方向移动 D . 转动手轮，移动分划板

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