陕西省西安中学选修1高中物理高考物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题经典

陕西省西安中学选修1高中物理高考物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题
经典
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图甲所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹．
（1）根据实验装置知，②、③、④依次是______、______、______．
（2）某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图乙所示，此时螺旋测微器的读数为______mm．
（3）转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，再次从螺旋测微器上读数．若实验测得4条亮纹中心间的距离为∆x1=0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离为L=1.00m，则对应的光波波长λ=______mm．
2．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
3．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:
(1)图甲中标示的器材“A”应为_______;
(2)图乙中测量头的读数为____mm;
(3)下列操作正确的是____。

A．先调节光源高度,观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C．观察到条纹比较模糊,可以调节拨杆进行调整
D．测量某亮条纹位置时,目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。

4．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20.00mm 。

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3.00mm ，求得相邻亮纹的间距x ∆=________mm 。

④已知双缝间距0.200mm d =，测得双缝到光屏的距离700mm L =，由计算表达式λ=________，求得所测灯泡发出光的波长为________（结果保留三位有效数字）nm 。

5．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示。

(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 。

6．下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．
（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好____________________．
（2）在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______________（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）．
（3）研究双缝干涉现象时，如图 1 所示，调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心 A，示数如图 2 所示，其读数为__________ mm．移动手轮至另一条亮条纹中心 B，读出其读数为 27.6mm．已知双缝片与光屏间距为 0.6m，所用双缝相距 0.2mm，则所测单色光波长为_________m．
图 1 图 2
7．如图是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置图：
(1)备有下列仪器：
A．白炽灯B．双缝C．滤光片D．单缝 E.白色光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：A--____---_____---_____--E（填写字母代号）。

(2)x 表示相邻亮条纹中心距离，d表示双缝间的距离，L表示双缝到光屏的距离，则计算波长的公式：_________。

(3)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。

则入射光的波长λ＝________m（结果保留两位有效数字）。

(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________。

A．改用波长较长的光（如红光）作为入射光
B．增大双缝间距
C．增大双缝到单缝的距离
D．增大双缝到屏的距离
8．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，单缝保持竖直方向，滤光片为绿色滤光片（只能透过绿光）。

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代表双缝，b代表单缝
B．a代表单缝，b代表双缝
C．二者相互平行放置
D．二者相互垂直放置
(2)将绿色滤光片改为红色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则_________。

A．条纹为竖条纹
B．条纹为横条纹
C．与绿光相比相邻条纹间距变窄
D．与绿光相比相邻条纹间距变宽
(3)在实验中，先取下滤光片，然后在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时在毛玻璃屏上可以看到的是________。

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在
C．任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上无任何光亮
(4)目镜部分的实验测量装置如图所示，两次将标志线分别对准第1、第4暗条纹中央后，测量结果如图所示，此次测量的相邻条纹间距为________mm 。

【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．单缝 双缝 遮光筒 1.680 4.8×10﹣4
【解析】
【详解】
（1）该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤
解析：单缝 双缝 遮光筒 1.680 4.8×10﹣4 【解析】
【详解】
（1）该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏．注意调节光学元件各中心位于遮光
筒的轴线上．根据∆x =
L d
λ知，增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距，可以增加相邻亮纹（暗纹）间的距离． （2）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5 mm ，可动刻度读数为0.01×18.0 mm=0.180 mm ，所以最终读数为1.680 mm ．
（3）由题意可知，相邻条纹间距为∆x=
13x ∆=0.32 mm ，根据∆x =L d λ得， λ=xd L
∆=31.50.320110⨯⨯ mm=4.8×10﹣4 mm ． 【点睛】 解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式∆x =
L d λ． 2．870 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 。

3．红光滤色片(写滤光片也对) (10.34~10.40) mm ABC C
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片；
(2)[2].图乙中测
解析：红光滤色片(写滤光片也对) (10.34~10.40) mm ABC C
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片；
(2)[2].图乙中测量头的读数为：10mm+18×0.02mm=10.36mm;
(3)[3].A. 根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及装上测量头，故A 正确；
B.若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B 正确；
C.观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C 正确；
D.测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故D 错误．
(4)[4].干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C 是正确的，图ABD 错误．
4．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
解析：相互平行 凸透镜 滤光片 偏右 2.125
d x L
⨯∆ 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 1920.00 3.00mm 2.125mm 918
x x x --∆===- 得相邻亮纹的间距为2.2125mm
④[6]由L x d
λ∆=知表达式为 d x L
λ⨯∆=
带入数据 40.200 2.125mm 6.0710mm 607nm 700
d x L λ-⨯∆⨯===⨯= 5．BC 13.780 2.310 660
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A ．把③向左侧移动少许，由可知，条纹间距不变，故A 错误；
B ．把⑤向右侧移动少许，L 变大，
解析：BC 13.780 2.310 660
【解析】
【分析】
【详解】 (1)[1]A ．把③向左侧移动少许，由L x d λ∆=可知，条纹间距不变，故A 错误； B ．把⑤向右侧移动少许，L 变大，由L x d
λ∆=可知，条纹间距变大，故B 正确； C ．将绿色滤光片改为红色滤光片，波长λ变大，由L x d λ∆=
可知，条纹间距变大，故C 正确；
D ．增大双缝之间的距离d ，由L x d
λ∆=
可知，条纹间距减小，故D 错误。

故选BC ；
(2)[2][3]由图2所示可知，螺旋测微器示数为 12mm 32.00.01mm 2.320mm x =+⨯=
由图3所示可知，螺旋测微器示数为
213.5mm 37.00.01mm 13.870mm x =+⨯=
条纹间距
2113.870 2.320mm 2.310mm 55
x x x --∆=== (3)[4]由双缝干涉条纹间距公式L x d λ∆=
可知，波长 43
7210 2.31010 6.610m 660nm 0.7
d x L λ---∆⨯⨯⨯===⨯= 6．（1）如图； （2）向右偏 （3）19.4 6.8×10-7
【解析】
（1）连接电路时应组成两个回路：将大线圈和电流计串联形成一个回路；将电
键、滑动变阻器、电源、小线圈串
解析：（1）如图； （2）向右偏 （3）19.4
6.8×10-7
【解析】
（1）连接电路时应组成两个回路：将大线圈和电流计串联形成一个回路；将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串联形成另一个回路即可，实物图如下图所示：
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计的指针向右偏，合上开关后，将原线圈迅速从副线圈中插入时，穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏；
（3）测量头工具为10分度的游标卡尺，故读数为：19mm+4×0.1mm=19.4mm ；根据条纹间距公式l x d λ∆=⋅可知，d x l
λ=⋅∆，其中127.619.4mm 2.05mm 14
n
a a x n --∆===-，d=0.2mm ，l =0.6m ，代入数据得：λ=6.8×10-7m
【点睛】（1）注意在该实验中有两个回路，一个由大线圈和电流计串联而成，另一个由电键、电源、小线圈串联而成；
（2）根据题意应用楞次定律分析答题；
（3）利用光的干涉实验测量波长的实验原理为：l x d λ∆=
⋅，即：d x l λ=⋅∆，读出第一条手轮读数a1和第二条条纹手轮读数a2，再利用11n a a x n -∆=
-求相邻条纹间距x ∆，代
入数据便可求解波长． 7．C D B 6.4×10－7 AD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过
解析：C D B xd L
λ∆=
6.4×10－7 AD 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝，正确的排列顺序应该是ACDBE
(2)[4]根据双缝干涉条纹的间距公式L x d λ∆=可得计算波长的公式 xd L
λ∆= (3)[5]10刻度的游标卡尺的最小分度为0.1mm ，A 图读出主尺的刻度为1.1cm ，游标尺上的第一刻度与上面对齐，所以读数为：0.1×1=0.1mm ，总读数为：1.1cm+0.1mm=11.1mm ；B 图读出主尺的刻度为1.5cm ，游标尺上的第6刻度与上面对齐，所以读数为：
0.1×6=0.6mm ，总读数为：1.5cm+0.6mm=15.6mm ；A 与B 之间的间隔是7个条纹，所以干
涉条纹的宽度
4810.01560.0111m=6.4210m 77
x x x ---∆=
=⨯ 根据L x d λ∆=代入数据得 76.410m x d L λ-∆⋅=
=⨯ (4)[6]根据L x d
λ∆=可知，实验中发现条纹太密，可以通过增大双缝到屏的距离，增大波长，和减小双缝间距，故AD 正确，BC 错误。

故选AD 。

8．AC AD C 1.893
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB ．因为该实验是双缝干涉实验，故b 是双缝，为了使双缝得到的光更具有相干性，所以在双缝前加一个单缝，所
解析：AC AD C 1.893
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB ．因为该实验是双缝干涉实验，故b 是双缝，为了使双缝得到的光更具有相干性，所以在双缝前加一个单缝，所以a 是单缝，选项A 正确，B 错误；
CD ．若单缝是竖直放置，则双缝也需要竖直放置，故二者相互平行放置，选项C 正确，D 错误；
故选AC 。

(2)[2]AB ．由于单缝是竖直的，故屏上的条纹是竖条纹，选项A 正确，B 错误； CD ．将绿色滤光片改为红色滤光片后，光的波长变大，故看到的条纹间距也应该变宽，选项C 错误，D 正确。

故选AD 。

(3)[3]在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），由于绿光和红光的频率不同，则不能发生干涉，但屏上仍有光亮。

选项C 正确，ABD 错误。

故选C 。

(4)[5]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 。

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 。

则此次测量的相邻条纹间距为
217.869 2.191mm 1.893mm 33
x x x --∆===。