选修1高中物理实验用双缝干涉测量光的波长测试题.docx
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选修1高中物理实验用双缝干涉测量光的波长测试题
选修1高中物理实验：
用双缝干涉测量光的波长测试题
一、实验：
用双缝干涉测量光的波长实验题
1．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离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中所给出，则：
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=______mm，xB=______mm，相邻两条纹间距Δx=______mm；
（2）该单色光的波长λ=_______m；
（3）若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将_______（填“变大”“不变”或“变小”）；若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。
2．小明和小强两位同学根据老师的要求到实验室想利用双缝干涉实验仪测量光的波长，实验老师给他提供（如图甲所示的）实验仪器。
接通电源使光源正常发光。
回答下列问题：
①一开始小明和小强同学按图甲所示将仪器安装在光具座上之后，在目镜中什么也看不到，两人看了说明之后，相互配合做了如下调节。
一是调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，二是调节单缝与双缝________，使缝的中点位于遮光筒轴线上，但是这次小明同学在目镜中看到了模糊不清的条纹，为了得到清晰的条纹，因仪器装置较长，一人无法完成操作，两人开始分工，小明在目镜中观察，小强必须前后微调________（填写图中所给的仪器名称）才能看到清晰的干涉条纹。
②经过认真、正确地调节，小明和小强看到了彩色干涉条纹，说明在实验装置当中缺少了________，小明和小强认为同样可以测出彩色条纹间距，从而测出小灯泡发出的光的波长，因此调节出如图乙、丙、丁所示的三个彩色条纹图样，请问观察到图乙情景时目镜中心相对于遮光筒轴线是________（填“偏左”或“偏右”）的。
③观察到图乙时，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为
。
然后转动测量头，使分划板中心刻线与第9条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数为
，求得相邻亮纹的间距
________
。
④已知双缝间距
，测得双缝到光屏的距离
，由计算表达式
________，求得所测灯泡发出光的波长为________（结果保留三位有效数字）
。
3．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.4mm的双缝屏。
从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l=0.5m。
然后，接通电源使光源正常工作。
（1）由理论分析可知，波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹，其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=_____（字母表达式）；
（2）用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板处于B位置时游标卡尺读数如图中所给出，则分划板在图中B位置时游标卡尺读数为xB=_____mm；
（3）若已知分划板处于A位置时，刻度为11.1mm，该单色光的波长λ=_____m（结果保留2位有效数字）；
（4）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。
若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。
以下改动可实现这个效果的是_____。
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B．仅将单缝远离双缝移动少许
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
4．“用双缝干涉测光波波长”实验中，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明条纹中心对齐时（如图A所示），将此明条纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2,3，…等明条纹，最终与明条纹6中心对齐，分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数分别如图B、C所示（游标卡尺为10分度），求：
（1）图B对应的读数为________m，相邻两个亮条纹之间的距离为________m．已知双缝到屏的距离为60.00cm，单缝到双缝的距离为8cm，双缝之间的间距为0.2mm，则发生干涉的光波波长为________m．
（2）有一位同学通过测量头观察到如图D所示的清晰的干涉图样，出现这种现象的原因为__________．
A．单缝和双缝没有调平行
B．光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴
C．测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移
D．测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移
5．在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，从仪器注明的规格可知，双缝间距d=0.20mm．现测得像屏与双缝屏间的距离L=60.0cm．然后，接通电源使光源正常工作．
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米（mm），游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，映入眼帘的干涉条纹如图所示，他将分划板上的三条竖线对准a条纹，此时游标尺上的读数为x1=3.60mm；接着再转动手轮，将分划板上的三条竖线对准b条纹，此时游标尺上的读数如左图，则x2=_________mm．
（2）两个相邻亮纹（或暗纹）间距离的表达式为Δx=_________（用x1、x2表示）；这种色光的波长的表达式λ=____________（用Δx、L、d表示）．利用上述测量结果，代入数据经计算可得λ=_____________m（保留三位有效数字）．
6．如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图
（1）下图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的④是________。
（2）以下哪些操作能够增大光屏上和相邻两条纹之间的距离_________（填字母）
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）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如图a所示.然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹中心，这时手轮上的示数如图b所示，图b中示数____mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为____m.（计算波长结果保留二位有效数字）
7．现有毛玻璃屏A、双缝B，白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、______、______、______、A。
（2）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；
②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用刻度尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意______和______。
（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距
x为______mm。
（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ=______。
求得所测红光波长为______mm。
8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝屏。
从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。
接通电源使光源正常工作。
（1）组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为____________。
A．a代表单缝，b代表双缝
B．a代表双缝，b代表单缝
C．二者相互平行放置
D．二者相互垂直放置
（2）将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则_________。
A．条纹为横条纹
B．条纹为竖条纹
C．与红光相比条纹间距变窄
D．与红光相比条纹间距变宽
（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。
（4）图为上述实验装置示意图。
S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。
若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹________。
A．向上移动B．向下移动C．间距变大D．间距变小
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、实验：
用双缝干涉测量光的波长实验题
1．115.60.75变小变小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]A位置读数为
[2]B位置读数为
[3]相邻两条纹间距为
。
（2）[4]由
解析：
115.60.75
变小变小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]A位置读数为
[2]B位置读数为
[3]相邻两条纹间距为
。
（2）[4]由
得
（3）[5]由
可知，其他条件保持不变时，双缝间距
变大，则条纹间距
变小。
[6]根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长
越小，所以其他条件保持不变时，改用频率较高的单色光照射，则条纹间距
变小。
2．相互平行凸透镜滤光片偏右2.125607
【解析】
【详解】
①[1]调节单缝与双缝相互平行是干涉条纹是否清晰的前提条件，所以必须调节单缝与双
解析：
相互平行凸透镜滤光片偏右2.125
607
【解析】
【详解】
①[1]调节单缝与双缝相互平行是干涉条纹是否清晰的前提条件，所以必须调节单缝与双缝相互平行；
[2]在调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，单缝与双缝相互平行后，还必须认真前后微调凸透镜才能使光屏上得到清晰的干涉条纹的图样。
②[3][4]不加滤光片，观察到的是复色光的彩色条纹；根据实际操作易知图乙情景时目镜中心相对于遮光筒轴线是偏右的。
③[5]根据
得相邻亮纹的间距为2.2125mm
④[6]由
知表达式为
带入数据
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有
（2）[2]图中B位置时游标卡尺读数为
（3）[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
解析：
D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有
（2）[2]图中B位置时游标卡尺读数为
（3）[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
（4）[4]A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，
、
与d都不变，则
不变，条纹数目不变，A错误；
B．仅将单缝远离双缝移动少许，
、
与d都不变，则
不变，条纹数目不变，B错误；
C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，C错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，
减小，
与d都不变，则
减小，条纹数目将有所增加，D正确。
故选D。
4．01941.8×10－36×10－7D
【解析】
【详解】
（1）[1]游标卡尺读数＝主尺刻度读数＋游标尺读数；故B图读数为：
19mm＋4×0.1mm＝19.
解析：
01941.8×10－36×10－7D
【解析】
【详解】
（1）[1]游标卡尺读数＝主尺刻度读数＋游标尺读数；故B图读数为：
19mm＋4×0.1mm＝19.4mm＝0.0194m
[2]C图读数为：
28mm＋0.1mm×4＝28.4mm＝0.0284m
[3]故条纹间距为：
Δx＝
＝1.8×10－3m
条纹间距公式
Δx＝
λ
波长为：
λ＝
＝
m＝6×10－7m．
（2）[4]屏幕中右侧有一部分为空白，可知测量头太过靠右，向左平移即可，D正确．
5．60mm
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm，所以最终读数为．
（2）[2][3][
解析：
60mm
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm，所以最终读数为
．
（2）[2][3][4]两个相邻明纹（或暗纹）间的距离
根据
得
；
6．双缝B10.294
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的④是双缝；
（2）[2]．依据条纹间距公式知：
A．△x与单缝和双缝
解析：
双缝B10.294
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的④是双缝；
（2）[2]．依据条纹间距公式
知：
A．△x与单缝和双缝间的距离无关，故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A错误；
B．增大④和⑤之间的距离l，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B正确；
C．绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；
D．增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误。
故选B。
（3）[3][4]．图a的示数：
主尺刻度0.5mm，螺旋分尺刻度：
0.01mm×14.2=0.142mm，所以图a的示数为0.642mm（0.640-0.643）；
图b主尺刻度：
10mm，螺旋分尺刻度：
0.01mm×29.4=0.294mm，所以图乙的示数为10.294mm（10.293-10.295）；
根据题意可知，亮纹间距
根据
可得
7．EDB单缝和双缝间距要适当单缝与双缝相互平行13.8702.3106.6×10-4
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]
解析：
EDB单缝和双缝间距要适当单缝与双缝相互平行13.8702.310
6.6×10-4
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][3]由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CEDBA。
（2）④[4][5]在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间距要适当和单缝与双缝相互平行。
（3）[6][7]图甲读数2.320mm；图乙读数13.870mm；得相邻亮纹的间距
（4）[8][9]根据
可得
代入数据
8．ACBCA
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]AB．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，故A正确，B错误；
CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观
解析：
ACBC
A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]AB．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，故A正确，B错误；
CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，故C正确，D错误。
故选AC。
（2）[2]AB．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，故B正确，A错误；
CD．根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，故C正确，D错误。
故选BC。
（3）[3]由图可知，两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
可得波长表达式
（4）[4]若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，由
可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误。
故选A。
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