2025高考物理 人教版選擇性必修第1冊(cè)專項(xiàng)復(fù)習(xí)第4章　4含答案

第四章4基礎(chǔ)強(qiáng)化練(時(shí)間25分鐘滿分60分)一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．(多選)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測(cè)量光的波長(zhǎng)，下列說(shuō)法正確的是(AB)A．實(shí)驗(yàn)裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫B．將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變寬C．將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬D．測(cè)量過(guò)程中誤將5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，波長(zhǎng)測(cè)量值偏大解析：濾光片的作用是使入射光變成單色光，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是形成相干光源，其排列順序合理，A正確；將濾光片由紫色換成紅色，波長(zhǎng)λ變長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，條紋間距Δx增大，B正確；將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，Δx與此距離無(wú)關(guān)，故干涉條紋間距不變，C錯(cuò)誤；測(cè)量過(guò)程中，把5個(gè)條紋間距數(shù)成6個(gè)，導(dǎo)致Δx變小，則波長(zhǎng)測(cè)量值偏小，D錯(cuò)誤。2．如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S1、S2距離相等，則屏上中央亮條紋位于圖中O處?，F(xiàn)將光源S向下移動(dòng)到示意圖中的S′位置，則(B)A．中央亮條紋向下移動(dòng)，且條紋間距不變B．中央亮條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變C．中央亮條紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大D．中央亮條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大解析：中央亮條紋到單色光源距離相等，所以中央亮條紋向上移動(dòng)，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，條紋間距不變。3．在利用測(cè)量頭測(cè)量條紋寬度時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線(C)A．與亮條紋的邊緣對(duì)齊B．與暗條紋的邊緣對(duì)齊C．與亮條紋的中心位置對(duì)齊D．與暗條紋的中心位置對(duì)齊解析：在利用測(cè)量頭測(cè)量條紋寬度時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線與亮條紋的中心位置對(duì)齊，這是因?yàn)闂l紋的邊緣輪廓不清晰，如果對(duì)準(zhǔn)邊緣測(cè)量誤差較大，而亮條紋比暗條紋更好觀測(cè)。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共36分)4．(16分)某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺的測(cè)量頭(如圖乙所示)測(cè)量?jī)蓷l亮條紋間的距離。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條亮條紋(將這一條紋確定為第一亮條紋)的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)如圖丙所示，再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第6條亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)如圖丁所示，則圖丁的示數(shù)x2＝_8.95__mm。如果實(shí)驗(yàn)所用雙縫之間的距離d＝0.20mm，雙縫到屏的距離l＝60cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長(zhǎng)λ＝_590.0__nm(保留1位小數(shù))。解析：由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則以及干涉條紋與波長(zhǎng)的關(guān)系分析求解。x2＝8mm＋19×0.05mm＝8.95mm，由Δx＝eq\f(l,d)λ，Δx＝eq\f(x2－x1,5)，x1＝2×0.05mm＝0.10mm，所以λ＝590.0nm。5．(20分)(2024·浙江嘉興高一中學(xué)高二檢測(cè))在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖所示，并選用縫間距d＝0.2mm的雙縫片。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫片間的距離L＝700mm。接通電源使光源正常工作。(1)M、N、P三個(gè)光學(xué)元件依次為_A__。A．濾光片、單縫片、雙縫片B．濾光片、雙縫片、單縫片C．偏振片、單縫片、雙縫片D．雙縫片、偏振片、單縫片(2)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖甲所示，圖中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào)，此時(shí)圖乙中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙所示，此時(shí)圖丁中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝_15.02__mm。(3)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋間)的距離Δx，進(jìn)而計(jì)算得到這種色光的波長(zhǎng)λ＝_660__nm。(4)一同學(xué)通過(guò)測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，如圖所示。若要使兩者對(duì)齊，該同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)_D__。A．僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡 B．僅旋轉(zhuǎn)濾光片C．僅撥動(dòng)撥桿 D．僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭解析：(1)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是讓單色光通過(guò)雙縫在光屏上形成干涉圖樣，所以讓白熾燈光通過(guò)濾光片形成單色光，再經(jīng)過(guò)單縫形成相干光，再通過(guò)雙縫形成干涉條紋。故M、N、P依次為濾光片、單縫片、雙縫片。(2)圖丙中，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.02mm×1＝0.02mm，所以最終讀數(shù)為x2＝15.02mm。(3)兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,6)＝eq\f(15.02－1.16,6)mm＝2.31mm，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，得：λ＝eq\f(dΔx,L)＝eq\f(0.2×10－3×2.31×10－3,700×10－3)m＝6.6×10－7m＝660nm。(4)旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭，分劃板豎線隨之旋轉(zhuǎn)，可使分劃板豎線與亮條紋對(duì)齊，故D正確。能力提升練(時(shí)間20分鐘滿分40分)一、選擇題(本題共2小題，每題5分，共10分)1．(多選)在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在光屏上隱約看到亮光，基本看不到明暗相間的條紋，其原因可能是(ACD)A．光源的高度不合適B．沒有放入濾光片C．單縫和雙縫不平行D．單縫和雙縫的前后位置放反了解析：在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，光源的中心與遮光筒的軸線不在同一直線上時(shí)可能看不到明暗相間的條紋；沒有濾光片時(shí)，應(yīng)看到彩色條紋；單縫和雙縫不平行時(shí)，透過(guò)縫而到達(dá)屏的光線很少；單縫和雙縫的前后位置放反了，到達(dá)屏的光少，而且不會(huì)發(fā)生干涉，故選項(xiàng)A、C、D都有可能導(dǎo)致看不到明暗相間的條紋。2．(多選)某同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察單色光的干涉現(xiàn)象，獲得成功。若他在此基礎(chǔ)上對(duì)儀器的安裝進(jìn)行如下改動(dòng)，還能使實(shí)驗(yàn)成功的是(AC)A．將光源向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許，其他不動(dòng)B．將濾光片去掉，其他不動(dòng)C．將單縫向雙縫移動(dòng)少許，其他不動(dòng)D．將單縫與雙縫的位置互換，其他不動(dòng)解析：在雙縫干涉中，干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由公式可得，條紋間距與波長(zhǎng)λ、雙縫到屏之間的距離l成正比，與雙縫間的距離d成反比，光源向靠近雙縫的方向移動(dòng)少許時(shí)，l、d、λ均沒有變化，則條紋間距不變，故A正確；濾光片去掉后無(wú)法形成單色光，干涉圖樣為彩色，故B錯(cuò)誤；若單縫向雙縫移動(dòng)少許，不會(huì)改變條紋間距，故C正確；若單縫與雙縫的位置互換，則無(wú)法形成干涉條紋，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共30分)3．(4分)小明在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，嘗試用單縫和平面鏡做類似實(shí)驗(yàn)。單縫和平面鏡的放置如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為波長(zhǎng)為λ的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測(cè)得單縫與鏡面延長(zhǎng)線的距離為h，與光屏的距離為D，則條紋間距Δx＝eq\f(D,2h)λ。解析：如圖所示，通過(guò)平面鏡反射的光線可以看作在單縫的像點(diǎn)處射出的光線，則干涉條紋可以看作到平面鏡距離均為h的雙縫干涉形成的條紋，則條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ＝eq\f(D,2h)λ。4．(4分)用某種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間的距離d的大小恰好是圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)；雙縫到毛玻璃屏的距離的大小由圖丙中的毫米刻度尺讀出；實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)測(cè)量頭(如圖甲所示)上的手輪，把分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)靠近最左邊的一條亮條紋中心(如圖乙所示)，并記下手輪上的示數(shù)x1(如圖戊所示)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，把分劃板中心刻線向右移動(dòng)，直到對(duì)準(zhǔn)第7條亮條紋中心并記下手輪上的示數(shù)x2(如圖己所示)，由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可求出該單色光的波長(zhǎng)為_8.0×10－7__m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：根據(jù)條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波長(zhǎng)λ＝eq\f(d,l)Δx。由圖丁知雙縫間距d＝0.05×5mm＝0.25mm＝0.25×10－3m；由圖丙知雙縫到屏的距離l＝74.90cm＝0.7490m。戊、己讀數(shù)分別為x1＝0.300mm，x2＝14.700mm，結(jié)合圖乙知兩條相鄰亮條紋間的距離Δx＝eq\f(14.700－0.300,6)mm＝2.400mm＝2.400×10－3m。將以上數(shù)據(jù)代入得波長(zhǎng)λ＝eq\f(d·Δx,l)≈8.0×10－7m。5．(8分)(全國(guó)Ⅰ卷)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1_>__(選填“>”“<”或“＝”)Δx2。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長(zhǎng)為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測(cè)得第1條亮條紋到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為_0.300__mm。解析：紅光的波長(zhǎng)比綠光的長(zhǎng)，由Δx＝eq\f(l,d)λ知紅光的干涉條紋間距Δx1比綠光的干涉條紋間距Δx2大；由題意得相鄰亮條紋的間距為Δx＝eq\f(10.5,5)mm＝2.1×10－3m，再由Δx＝eq\f(l,d)λ可解得d＝0.300mm。6．(14分)在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上，如圖所示，并選用縫間距d＝0.2mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離l＝700mm。然后，接通電源使光源正常工作。(1)已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，游標(biāo)尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖(a)所示，圖(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗條紋的編號(hào)，此時(shí)圖(b)中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖(c)所示，此時(shí)圖(d)中游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2＝_15.02__mm。(2)利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離Δx＝_2.31__mm；這種色光的波長(zhǎng)λ＝_660__nm。解析：(1)由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知：x2＝(15＋1×0.02)mm＝15.02mm。(2)因分劃板中心刻線分別與圖(a)中第3條紋、圖(c)中第9條紋重合，則知條紋間隔為6個(gè)，故Δx＝eq\f(x2－x1,6)＝2.31mm；由Δx＝eq\f(l,d)λ可知λ＝eq\f(d·Δx,l)＝660nm。第四章5基礎(chǔ)強(qiáng)化練(時(shí)間25分鐘滿分60分)一、選擇題(本題共7小題，每題6分，共42分)1．下列現(xiàn)象中屬于光的衍射現(xiàn)象的是(B)A．太陽(yáng)光通過(guò)透明的裝滿水的金魚缸后在地面上形成彩色光帶B．通過(guò)遮光板上的小孔觀察遠(yuǎn)處明亮的電燈，看到電燈周圍有一圈彩色光環(huán)C．油滴滴在潮濕水泥路面上形成油膜，在陽(yáng)光照射下油膜上有一圈圈的彩色光環(huán)D．吹出的肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋解析：太陽(yáng)光通過(guò)透明的裝滿水的金魚缸后在地面上形成彩色光帶是光的折射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通過(guò)遮光板上的小孔觀察遠(yuǎn)處明亮的電燈，看到電燈周圍有一圈彩色光環(huán)是光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；油滴滴在潮濕水泥路面上形成油膜，在陽(yáng)光照射下油膜上有一圈圈的彩色光環(huán)，是薄膜干涉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；吹出的肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(多選)中國(guó)女科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，屠呦呦也成為首位獲得該獎(jiǎng)的中國(guó)人。在研究青蒿素化學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí)，研究人員用比可見光波長(zhǎng)更短的X射線衍射的方法，最終確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。在做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(AC)A．將入射光由可見光換成X射線，衍射條紋間距變窄B．使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變窄解析：將入射光由可見光換成X射線，波長(zhǎng)變短，衍射條紋間距變窄，換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照射，衍射條紋間距變寬，故A、C正確；使單縫寬度變窄，衍射條紋間距變寬，B錯(cuò)誤；增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬，D錯(cuò)誤。3．(2023·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高二下學(xué)期檢測(cè))關(guān)于下列四幅圖中所涉及物理知識(shí)的論述中，正確的是(C)A．甲圖是光的干涉圖樣B．乙圖是光的衍射圖樣C．丙圖是利用光的折射原理D．丁圖是光導(dǎo)纖維利用光的全反射原理，其內(nèi)芯折射率小于外套的折射率解析：甲圖是光的衍射圖樣，乙圖是光的干涉圖樣，故A、B錯(cuò)誤；丙圖是光的折射原理，C正確；丁圖中光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率大于外套的折射率，D錯(cuò)誤。4．(多選)做單縫衍射實(shí)驗(yàn)和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用激光比普通光源效果更好，圖像更清晰。如圖甲所示，如果將感光元件置于光屏上，則不僅能在光屏上看到彩色條紋，還能通過(guò)感光元件中的信號(hào)轉(zhuǎn)換，在電腦上看到光強(qiáng)的分布情況。下列說(shuō)法正確的是(AD)A．做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示B．做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示C．做雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示D．做雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示解析：雙縫干涉條紋等間距，單縫衍射條紋一定不等間距，即中央寬、兩邊窄的明暗相間的條紋。若做單縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示，故A正確，B錯(cuò)誤；若做雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示，故C錯(cuò)誤，D正確。5．(2024·長(zhǎng)沙高二長(zhǎng)郡中學(xué)期末)一束光照射到底面有涂層的平行玻璃磚上表面，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出，光線分為a、b兩束，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(C)A．在玻璃中a光的折射率小于b光的折射率B．在真空中用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距大于b光的條紋間距C．a(chǎn)光與b光垂直三棱鏡側(cè)面入射至底面時(shí)，a光更容易在底面發(fā)生全反射現(xiàn)象D．在真空中，遇到障礙物時(shí)a光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象解析：光路圖如圖所示在玻璃磚上表面折射時(shí)，a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，故A錯(cuò)誤；由a光的折射率較大，知a光的頻率更大，則波長(zhǎng)更小，由Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光條紋間距更小，故B錯(cuò)誤；a光與b光垂直三棱鏡側(cè)面入射時(shí)，由sinC＝eq\f(1,n)可知，折射率大的光更容易在底面發(fā)生全反射現(xiàn)象，所以a光更容易在底面發(fā)生全反射現(xiàn)象，故C正確；在真空中遇到障礙物時(shí)，波長(zhǎng)大的b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。6．關(guān)于光的現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(A)A．如果某單色光發(fā)生全反射，反射光的能量幾乎等于入射光的能量B．光線從空氣射入普通玻璃，光線傳播速度不變C．光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)和全息照相利用的都是光的全反射現(xiàn)象D．刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的干涉現(xiàn)象解析：如果某單色光發(fā)生全反射，折射光線完全消失，反射光的能量幾乎等于入射光的能量，選項(xiàng)A正確；光線從空氣射入普通玻璃，光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則光線傳播速度減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)利用的是光的全反射現(xiàn)象，全息照相利用的都是激光的相干性好的特點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．(2024·廣州高二期末)關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(B)A．采用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光比紫光條紋寬度小B．一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的速度變慢，波長(zhǎng)變短C．通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象D．“海市蜃樓”是因?yàn)榇髿饷芏炔痪鶆?，物體反射的太陽(yáng)光發(fā)生了色散現(xiàn)象解析：根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ，可知，采用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋間距越大，紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，因此可知紅光的條紋間距更大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，光將發(fā)生折射，且折射率大于1，而根據(jù)n＝eq\f(c,v)，可知，一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的速度變慢，而光在介質(zhì)中傳播時(shí)其頻率不變，根據(jù)v＝λf，可知，光的波長(zhǎng)將變短，故B正確；通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；“海市蜃樓”是因?yàn)榇髿饷芏炔痪鶆?，物體發(fā)出的光在不均勻空氣層發(fā)生折射或者全反射而造成的，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共18分)8．(18分)光盤是一種常見的信息載體，其結(jié)構(gòu)可分為五層，即基板、記錄層、反射層、保護(hù)層、印刷層。光盤的信息記錄在密集分布于其上的光道上。光道上布滿了一個(gè)個(gè)長(zhǎng)短不一的“凹坑”(如圖甲)。由于反射層的作用，光盤(局部看)相當(dāng)于一種一維反射光柵。利用這個(gè)光柵，可以進(jìn)行某些測(cè)量?，F(xiàn)在給出下列器材：紅色激光筆一支，CD光盤一張，白色光屏一個(gè)，鋼卷尺一把。測(cè)量裝置如圖乙所示，將光盤D和白屏P平行豎立，讓激光器L位于兩者之間，光束接近垂直于盤面射到盤上，則屏上會(huì)出現(xiàn)衍射條紋。中央最亮的光點(diǎn)為0級(jí)(k＝0)條紋，兩側(cè)對(duì)稱分布的是1級(jí)(k＝1)、2級(jí)(k＝2)……衍射條紋，各級(jí)條紋的衍射角θ不同。已知衍射公式dsinθ＝kλ，式中d為光柵常數(shù)，即光盤上相鄰光道間的距離。若激光的波長(zhǎng)λ已知，便可通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)測(cè)定d值。(1)如果要測(cè)定d，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定哪些物理量？在圖中畫出示意圖表示這些物理量。(2)用測(cè)出的物理量寫出光盤上相鄰光道之間的距離d的表達(dá)式。答案：(1)見解析(2)d＝eq\f(kλc,b)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＝\f(kλ\r(a2＋b2),b)))解析：(1)還需要知道的物理量已標(biāo)示在圖中，即要測(cè)出光盤到光屏的水平距離a，取k＝1，第1級(jí)條紋和0級(jí)條紋的水平距離b(或第1級(jí)條紋到激光入射點(diǎn)的距離c)。(2)sinθ＝eq\f(b,c)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或sinθ＝\f(b,\r(a2＋b2))))，已知所用紅色激光的波長(zhǎng)λ可算出d＝eq\f(kλ,sinθ)＝eq\f(kλc,b)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或d＝\f(kλ,\f(b,\r(a2＋b2)))＝\f(kλ\r(a2＋b2),b)))。能力提升練(時(shí)間20分鐘滿分40分)一、選擇題(本題共4小題，每題6分，共24分)1．(多選)(2024·寧波高二期中)下列圖片是光的衍射現(xiàn)象的是(ACD)A.X射線下的DNA晶體B.彩色的肥皂膜C.泊松亮斑D.光經(jīng)過(guò)大頭針的針尖解析：X射線下的DNA晶體，是通過(guò)X射線的衍射拍到的圖片，A正確；彩色的肥皂膜是薄膜干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；泊松亮斑是由光照射不透光的小圓板產(chǎn)生衍射現(xiàn)象形成的，C正確；光經(jīng)過(guò)大頭針的針尖時(shí)，大頭針尖邊緣輪廓模糊不清，這是光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的，D正確。2．(2023·通州高二期末)有關(guān)光的現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(B)A．雨后的天空出現(xiàn)彩虹，這是光的偏振現(xiàn)象B．光照射細(xì)金屬絲。在其后放置的光屏上出現(xiàn)明暗相間條紋，是光的衍射現(xiàn)象C．在陽(yáng)光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋，這是光的全反射現(xiàn)象D．用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息，這其中應(yīng)用到了光的干涉現(xiàn)象解析：雨后的天空出現(xiàn)彩虹，這是光的色散現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；光照射細(xì)金屬絲，在其后放置的光屏上出現(xiàn)明暗相間條紋，是光的衍射現(xiàn)象，故B正確；在陽(yáng)光照射下肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋，這是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；用光導(dǎo)纖維傳送圖像信息，這其中應(yīng)用到了光的全反射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。3．(2024·秦皇島高三考階段練習(xí))假期中，某同學(xué)為觀察雙縫干涉和單縫衍射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)備了玻璃片、兩片刮胡刀片、蠟燭以及紅、藍(lán)兩支激光筆、光屏等器材。他先用蠟燭將玻璃片的一面熏黑，再用刀片在玻璃片熏黑的一面上分別得到一組雙縫和一條單縫。豎直平行固定玻璃片和光屏后，再分別用激光筆照射單、雙縫，得到的圖樣分別如圖甲、乙所示(圖中黑色部分表示暗條紋)，激光筆垂直玻璃板沿雙縫中心照射雙縫時(shí)的實(shí)驗(yàn)原理圖如圖丙所示，O點(diǎn)到兩縫S1、S2的距離相等，P為光屏上的一點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是(D)A．圖甲是光的單縫衍射圖樣，圖乙是光的雙縫干涉圖樣B．激光筆離雙縫越近，雙縫干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋中心的距離越小C．用激光筆照射單縫時(shí)，紅光比藍(lán)光得到圖樣的中央亮條紋的寬度稍窄D．用激光筆照射雙縫時(shí)，若S1、S2到P點(diǎn)的距離差為入射光波長(zhǎng)的整數(shù)倍，P點(diǎn)應(yīng)是亮條紋解析：雙縫干涉圖樣的兩相鄰亮或暗條紋中心的間距相等，故圖甲為雙縫干涉圖樣，衍射圖樣的條紋中間寬、兩側(cè)窄，故圖乙為光的衍射圖樣，故A錯(cuò)誤；根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，激光筆的遠(yuǎn)近不會(huì)影響干涉條紋的間距，故B錯(cuò)誤；由單縫衍射的特點(diǎn)可知，當(dāng)單縫寬度不變時(shí)，入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，中央亮條紋越寬，因紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，紅光比藍(lán)光得到圖樣的中央亮條紋的寬度稍寬，故C錯(cuò)誤；用激光筆照射雙縫時(shí)，若S1、S2到P點(diǎn)的距離差為入射光波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則兩光波到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的相位相同，相互加強(qiáng)，即為亮條紋，故D正確。4．“浸