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实验：用双缝干涉测量光的波长单元测试题
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．用双缝干涉测光的波长。

实验装置如图所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。

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（如图所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，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。

（1）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，手轮上的读数如图所示，则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm
（2）写出计算波长λ的表达式，λ=_________（用符号表示），λ=_____mm(保留三位有效数字)
2．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，要把它们放在图1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CE________A．
(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，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为
__________mm．
(3)为了增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以________．
A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离
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“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。

已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。

(1)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Δx为________mm；
(2)波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示）；
(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”）；
(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
4．某小组用如图所示装置做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。

在实验前该小组已获得的数据有：双缝间的间距d，双缝到屏的距离l。

(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出N处的实验器材是______，该器材的作用是_________。

(2)如果把毛玻璃屏向远离N的方向移动，相邻两个暗条纹的中心间距将______（填“变大”“变小”或“不变”）
(3)经测量，红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为x∆，请写出能够反映红光波长大小的表达式λ=______（用题给字母表示）。

(4)如果把红色滤光片换成绿色，相邻两个亮条纹的中心间距将______（填“增大”“减小”或“不变”）。

5．实验小组利用图甲所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。

(1)关于该实验，下列说法中正确的有___________。

A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝
B．实验时，单缝与双缝应该相互垂直
C．实验时，屏上的干涉条纹与双缝相互垂直
D．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽
(2)实验中，分划板中心刻度对齐某条纹中心时，手轮上的读数如图乙所示，其值为
___________mm。

(3)实验中测量多条干涉条纹宽度的目的是___________；若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，波长的测量值将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

6．(1)利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是（________）
A．“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力
B．探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究
C．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量D．利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验
(2)在探究“加速度和力、质量的关系”实验中，打出了一条纸带，如图所示，已知打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为______m/s2（结果保留两位有效数字）。

(3)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图丙所示。

①小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变______（选填“滤镜”、“单缝”或“双缝”）的方向，成功观察到实验现象。

②小李同学已经测量出其中3个距离L1、L2、L3，分别为光源到单缝、单缝到双缝、双缝到毛玻璃的距离，又测出第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a，已知双缝间的距离d，则产生干涉条纹的光的波长为______（用题中所给字母表示）。

7．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）
8．“用双缝干涉测光波长”实验中，实验装置如图甲所示:
为了观察红光的干涉图样，现有毛玻璃屏A 、双缝B、白光光源C 、透镜D、单缝E、红色滤光片F等光学元件，
（1）为了保证实验能正常进行，需要依次放置光学元件，那么从左往右，表示各光学元件字母的正确排列顺序为:C、D、____、A．
（2）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线
未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节：___
A ．仅左右转动透镜
B ．仅调节拨杆
C ．仅旋转双缝
D ．仅旋转测量头
（3）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其它条件不变情况下，以下做法合适的是__
A ．增大单缝与双缝间距
B ．增大双缝与毛玻璃屏间距
C ．增大两双缝间距离
D ．增强光源亮度
【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
1．190或2.191 7.869或7.870 6.76×10-4
【解析】
【详解】
（1）[1]．测第1条时固定刻度读数为2mm ，可动刻度读数为0.01×19.1=0.1
解析：190或2.191 7.869或7.870
()2123d x x L - 6.76×10-4 【解析】
【详解】
（1）[1]．测第1条时固定刻度读数为2mm ，可动刻度读数为0.01×19.1=0.191mm ，所以最终读数为2.191mm ．
[2]．测第4条时固定刻度读数为7.5mm ，可动刻度读数为0.01×36.9=0.369mm ，所以最终读数为7.869mm ．
（2）[3][4]．根据双缝干涉条纹的间距公式L x d
λ=，知 122
4()3d x x xd L L λ-∆==． 代入数据得： 40.25(7.869 2.191)mm 6.7610mm 3700
λ--==⨯⨯． 2．DB ； 13.870； 2.310； B
【解析】
(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D 、双缝B ；
(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm ，可动刻
解析：DB ； 13.870； 2.310； B
【解析】
(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D 、双缝B ；
(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm ，可动刻度读数为37.0×0.01mm ，两者相加为13.870mm
同理：图2的读数为：2.320mm 所以13.870 2.320 2.3105
x mm mm -∆==； (3) 依据双缝干涉条纹间距规律L x d λ∆=
可知： A 项：x ∆ 与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A 错误；
B 项：增大双缝与光屏之间的距离L ，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B 正确；
C 项：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 项：增大双缝之间的距离d ，干涉条纹的间距减小，故D 错误．
点晴：为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
3．870 2.310 变小 A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm×32.0=2.320mm ；
图乙读数13.5mm+0.
解析：870 2.310
d x L
∆ 变小 A 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm ×32.0=2.320mm ；
图乙读数13.5mm+0.01mm ×37.0=13.870mm ；
则条纹间距 13.870 2.320mm=2.310mm 61x -∆=
- (2)[3]．根据L x d
λ∆= 可得波长的表达式
=d x L
λ∆ (3)[4]．若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由L x d λ∆=
可知，得到的干涉条纹间距将变小；
(4)[5]．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L x d
λ∆=
可知，条纹间距不变，选项A 正确，BCD 错误。

故选A 。

4．双缝 获得相干光 变大 减小
【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。

【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然
解析：双缝 获得相干光 变大
X d l
∆ 减小 【解析】
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。

【详解】
(1)[1][2]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以N 处的实验器材是双缝；双缝的作用是获得相干光源。

(2)[3]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据
L x d λ∆= 可知，红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。

(3)[4]根据公式
L x d
λ∆= 解得
x d L
λ=Δ (4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于绿光的波长，根据 L x d λ∆=
可知，绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄，所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。

5．AD 2.280（2.279~2.282都算对） 减小实验误差 偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。

【详解】
[1] A ．根据双缝干涉实验原理，实验
解析：AD 2.280（2.279~2.282都算对） 减小实验误差 偏小
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉实验原理及计算。

【详解】
[1] A ．根据双缝干涉实验原理，实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A 正确；
B ．单缝作用是产生与双缝平行的线状光源，故B 错误；
C ．干涉条纹与双缝平行，故C 错误；
D ．入射光波长变长，条纹间距变大，故D 正确。

故选AD 。

[2]根据螺旋测微仪的读数原则，读数为
2mm+0.01⨯ 28.0mm=2.280mm
[3]因单条条纹较窄读数时相对误差大，通过测量多条干涉条纹宽度减小实验误差。

[4]根据双缝干涉实验计算公式
d x L
λ=⋅∆ 条纹间距为总宽度除以条纹间距数。

若测量过程中误将6个条纹间距数成7个，算得的条纹间距偏小，波长也偏小。

6．BD 0.8 单缝
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A ．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A 正确，不符合题意；
B ．探究“功和速度变化关系
解析：BD 0.8 单缝
3(1)ad n L - 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A ．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A 正确，不符合题意；
B ．探究“功和速度变化关系”的实验中，实验操作正确，打出一条纸带就能进行探究，故
B 错误，符合题意；
C ．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量，才能保证小车受到的拉力等于物块的重力，故C 正确，不符合题意；
D ．虽然平衡了摩擦力，但摩擦力并没有消失，在物块运动的过程中有摩擦力做功，故系统机械能不守恒，所以不能用此装置验证系统机械能守恒。

故D 错误，符合题意。

故选BD 。

(2)[2]打点计时器的交变电源的频率为50Hz ，相邻两计数点之间还有四个点计时点，故相邻两个计数点之间的时间间隔为
T =5×0.02s=0.1s
由逐差法求加速度
23445122322223.35 4.18 1.76 2.5710440m /s 0.1
.8m /s x x x x a T -+--+--==⨯⨯= (3)[3]小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变单缝的方向。

[4]第1条亮条纹中心到第n 条亮条纹中心间的距离为a ，则相邻两个亮条纹的间距
1a x n ∆=
- 根据
3L x d
λ∆= 得
3
(1)ad n L λ=- 7．双缝 B 10.294
【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 B 10.294 -75.310⨯
【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l x d
λ=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
3310.2940.64210m 1.60910m 71x ---=⨯=⨯- 根据L x d
λ=可得 373
31.609100.210m 5.310m 60010
xd L λ----⨯⨯⨯===⨯⨯ 8．F 、E 、B D B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面放一个透镜把光会聚（实验过程中
可以不加），滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝
解析：F 、E 、B D B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面放一个透镜把光会聚（实验过程中可以不
加），滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此，由左至右，各光学元件排列顺序应为白光光源C 、透镜D 、透红光的滤光片F 、单缝E 、双缝B 、毛玻璃屏A ，故为F 、E 、B ．
（2）[2] 发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头，故ABC 错误，D 正确．
（3）[3]依据双缝干涉条纹间距规律：L x d
λ∆=，要使△x 增大，可以增大双缝与毛玻璃屏间距L ，或减小两双缝间距离d ，还可以增大λ，干涉条纹间距与单缝与双缝间距，及光的强度无关，故B 正确，ACD 错误．。