《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案

《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案
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．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)
3．(1)在“单摆测重力加速度”实验中，测量周期时，秒表指针如图1所示，读数为_____秒
(2)在“双缝干涉测量光的波长”实验中，某同学观察到如图2所示的干涉条纹，于是他使分划板中心刻线与亮条纹中央对齐，移动测量头进行测量，在这种情况下光的波长的测量值（__________）
A．偏小 B．偏大 C．不变
4．用双缝干涉测光的波长实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L，双缝间距d.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(如图乙所示)，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，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1= ______mm (允许误差)、对准第4条时读数x2= ______mm(允许误差)
(2)写出计算波长λ的表达式，λ= ______ (用x1、x2、L、d表示，不用计算)．
(3)在屏上观察到了干涉条纹如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变
______ ；(选大或小)
5．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：
A．白炽灯 B．单缝片 C．光屏 D．双缝
E、遮光筒
F、滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)
(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：_______________．
(2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其它条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a__ b．(填“大于”、“小于”、或“等于”)
(3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是_____，单缝的作用是_____，双缝的作用是
_____．
6．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

回答下列问题：
(1)若想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，该同学可__；
A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向远离双缝的方向移动
C．使用间距更大的双缝
(2)某次测量时，分划板在A位置的示数如图乙所示，此时示数为__cm；若分划板在如图乙所示的B位置的示数为2.59cm，则相邻条纹的间距为__cm；
(3)该次测量时，选用的双缝的间距为0.400mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，则所测单色光的波长为__nm（结果保留三位有效数字）。

7．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，并选用双缝间距d=0.20mm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=700mm。

接通电源使光源正常工作。

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。

某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。

利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的单色光的波长λ=________m（保留2位有效数字）。

②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。

以下改动可能实现这个效果的是________。

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B．仅将单缝与双缝的位置互换
C．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
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。

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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
∆=3
1.50.320
110⨯⨯ 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． 2．6 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-∆=
≈⨯ 3．5 B 【解析】 【详解】
(1)[1]分针超过的半格，故读为30s ，秒针在18.5s 位置，故总的读数为； (2)[2]如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距
解析：5 B 【解析】 【详解】
(1)[1]分针超过的半格，故读为30s ，秒针在18.5s 位置，故总的读数为3018.548.5s +=； (2)[2]如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大，根据双缝干涉条纹的间距公式L
x d
λ∆=
，待测光的波长测量值也是偏大，故选B. 4．(1)2.190mm 7.869 (2) (3)小 【解析】 【详解】
（1）对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm ，可动读数为0.01×36.9=0.369mm ，所以最
解析：(1)2.190mm 7.869 (2)21()
3d x x L
- (3)小 【解析】 【详解】
（1）对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm ，可动读数为0.01×36.9=0.369mm ，所以最
终读数为7.869mm.
（2）根据L
x
d λ
∆=，可得：
()
21
3
d x x
xd
L L
λ
-
∆
==。

（3）根据L
x
d λ
∆=知双缝间距d增大时条纹间距变小。

5．AFBDEC 大于获得单色光形成线光源形成相干光源
【解析】
【分析】
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
解析：AFBDEC 大于获得单色光形成线光源形成相干光源
【解析】
【分析】
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．
【详解】
（1）双缝干涉实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以元件安装在光具
座正确顺序是AFBDEC．（2）根据
L
x
d
λ
∆=知条纹间距与波长成正比，故红光的条纹间距
大于绿光的条纹间距；（3）滤光片的作用是获取单色光．单缝的作用是提供线状光源，双缝的作用是提供干涉光源．
【点睛】
本题考查了实验装置、条纹间距公式的应用，知道双缝干涉实验的原理、熟练应用双缝干
涉条纹距公式
L
x
d
λ
∆=即可正确解题．
6．C 1.12 0.21 700
【解析】
【分析】
(1)根据双缝干涉条纹间距公式：分析答题；
(2)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。

读出分划板在A 位置
解析：C 1.120.21700
【解析】
【分析】
(1)根据双缝干涉条纹间距公式：
L
x
d
λ
∆=分析答题；
(2)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。

读出分划板在A位置的示数，即可求得相邻条纹的间距；
(3)将数据代入公式：L
x d
λ∆=，求出该单色光的波长。

【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式L
x d
λ∆=
，可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，可将屏向靠近双缝的方向移动，即减小L ，或使用间距更大的双缝，即增大d ，与单缝到双缝的距离没有关系，故A 、B 错误，C 正确。

故选C 。

(2)[2][3]分划板在A 位置时，游标卡尺的主尺读数为11mm ，游标读数为0.2mm 所以最终读数为
1 1.12cm d =
分划板在如图乙所示的B 位置的示数为
2 2.59cm d =
则相邻条纹的间距为
321 2.59 1.12
cm=2.110m 77
d d x ---∆=
=⨯ (3)[4]双缝的间距为
4410m d -=⨯
屏与双缝间的距离为
1.20m L =
根据双缝干涉条纹间距公式L
x d
λ∆=
，解得 7710m 700nm -=⨯=λ
【点评】
本题考查了实验装置、条纹间距公式的应用，知道双缝干涉实验的原理；要掌握双缝干涉
条纹间距公式L
x d
λ∆=
，要知道公式中各个量的准确含义。

7．35 C 【解析】 【分析】 【详解】
①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm ；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺
的第7刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×7=0.
解析：35 74.810-⨯ C 【解析】 【分析】 【详解】
①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm ；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻
度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×7=0.35mm；
[2]．A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则
8.40
mm=1.68mm
5
x=
根据公式
L
x
d
λ
=得
7
0.20 1.68
mm 4.810m
700
d x
L
λ-
⋅⨯
==≈⨯
②[3]．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，可知各条纹的宽度减小。

由公式
L
x
d
λ
=，则有：
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则△x不变，故A错误；
B．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故B错误；
C．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则△x减小，故C正确。

故选C。

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 2.191
mm 1.893mm 33
x x x --∆=
==。