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

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．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实验装置，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的排列顺序应为C、__________、__________、__________、A；
(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图选项中的__________；
A． B． C． D．
(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将
___________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将___________；（均选填“变宽”“变窄”或“不变”）
(4)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，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条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数______mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为
____mm；
(5)已知双缝间距d为4
⨯m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式
2.010-
λ=__________，求得所测红光波长为__________mm。

2．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)
3．某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。

双缝间距d = 0.20mm，测得屏与双缝间的距离L = 500mm。

然后，接通电源使光源正常工作：
(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的________cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ=_________m；
(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有_________________（至少写一条）。

4．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时(如图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为____________mm．图丁中游标卡尺的示数为__________mm．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________，所测光波的波长为________m．(保留两位有效数字)
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．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜，如图所示。

（1）M、N、P三个光学元件依次为____；
A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝
C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝
（2）对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取的方法有____；A．减小双缝间距离 B．增大双缝间距离
C．减小双缝到屏的距离 D．增大双缝到屏的距离
，（3）如果测得双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，相邻两条亮纹中心间的距离为x
写出计算波长λ的表达式为________。

7．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
8．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 、E 、D 、B 、A 。

(2)本实验的实验步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理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用米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时还应注意单缝与双缝的间距为5~10cm 和使单缝与双缝相互平行。

(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，记下此时图乙中手轮上的示数_________mm ，求得相邻亮纹的间距x ∆为_________mm 。

(4)已知双缝间距d 为42.010m -⨯，测得双缝到屏的距离l 为0.700m ，由计算公式
λ=__________，求得所测红光波长为_________mm(结果保留2位有效数字)。

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一、实验：用双缝干涉测量光的波长 实验题
1．E D B A 变宽 变窄 13. 870 2. 310
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]．为获取两列单色相干
解析：E D B A 变宽 变窄 13. 870 2. 310
d x L
∆ 46.610-⨯ 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]．为获取两列单色相干光，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝。

排序应为C 、E 、D 、B 、A 。

(2)[4]．将激光束照在双缝上，将出现双缝干涉现象，而双缝干涉图样是中间为亮条纹的明暗相间的等间距条纹，则A 正确。

(3)[5][6]．根据双缝干涉条纹间距公式L x d λ∆=可知在其他条件不变，d 减小时，条纹间距变宽；而在其他条件不变，L 减小时，条纹间距变窄。

(4)[7][8]．图乙的读数：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 。

图甲的读数：甲图中固定刻度读数为2mm ，可动刻度读数为32. 0×0. 01mm ，两者相加的读数为2. 320mm ，由以上读数可知；
13.870 2.320mm=2.310mm 61
x -∆=
- (5)[9][10]．根据L x d λ∆=知 d x L
λ∆=
代入数据得
43
742.010 2.31010m=6.610m 6.610cm 0.700
λ----⨯⨯⨯=⨯=⨯ 2．190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--==⨯⨯． 3．11 2.3 减小双缝间距d 或者增大双缝到干涉屏的距离L
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]．游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm ；若游
解析：11 2.3 73.210-⨯ 减小双缝间距d 或者增大双缝到干涉屏的距离L
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]．游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm ；若游标卡尺的读数为1.67cm ，此时主尺上的2.3cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐；
[3]．条纹间距
1.67 1.11cm=0.08cm 7
x -∆=
则根据L x d
λ∆=可得 23
70.08100.210=m 3.210m 0.5
x d L λ---∆⋅⨯⨯⨯==⨯ (2)[4]．若实验中发现条纹太密，即条纹间距太小，根据L x d
λ∆=
可采取的改善办法有：减小双缝间距d 或者增大双缝到干涉屏的距离L 。

4．6 16.6 减小误差 6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
图丁读数为
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的
解析：6 16.6 减小误差 6.3×10-7
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]图丙读数为
11mm 60.1mm 11.6mm +⨯=
图丁读数为
16mm 60.1mm 16.6mm +⨯= 实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据L x d
λ∆=求得 76.310m xd 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．A AD
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝和双缝；因为光通过单缝后的强度会减弱，所以滤光片的放置应该在单缝之前较好，这会使得通过的光线 解析：A AD
d x L ∆ 【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝和双缝；因为光通过单缝后的强度会减弱，所以滤光片的放置应该在单缝之前较好，这会使得通过的光线较多，提高亮度，故选A ； （2）[2]根据波长L x d
λ∆=可知，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，应该减小双缝间距离d ，增大双缝到屏的距离L ，故选AD ；
（3）[3]如果测得双缝与屏的距离为L ，双缝间距为d ，相邻两条亮纹中心间的距离为
x ∆，由双缝干涉条纹间距公式
L x d
λ∆= 解得d x L
λ=∆ 7．（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．
8．870 2.310
【解析】
【分析】
【详解】
(3)[1][2]螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为
因此螺旋测微器的读数为
同理可得图甲的读数为，因此
解析：870 2.310
d x l
∆ 46.610-⨯ 【解析】
【分析】
【详解】
(3)[1][2]螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm ，可动刻度读数为 37.00.01mm 0.370mm ⨯=
因此螺旋测微器的读数为
13.5mm 0.370mm 13.870mm +=
同理可得图甲的读数为2.320mm ，因此
13.870mm 2.320mm 2.310mm 61
x -∆=
=- (4)[3][4]根据 d x l
λ∆=
可知 d x l
λ∆=
代入数据解得 746.610m 6.610mm λ--=⨯=⨯。