四川省宜宾市第四中学物理实验：用双缝干涉测量光的波长各地方试卷集合及解析

四川省宜宾市第四中学物理实验：用双缝干涉测量光的波长各地方试卷集合及
解析
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．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x B=_____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
2．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________。

3．(1)某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'，O为直线AO与aa'的交点。

在直线OA上竖直地插上P1、B1两枚大头针。

①该同学接下来要完成的必要步骤有_____。

（单选题）
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3仅挡住P2和P1的像
C．入射角过大，在上表面可能发生全反射
D．入射角过大，在下表面可能发生全反射
②过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN，连接OO'．测量图1中角a和 的大小。

则玻璃砖的折射率n=________。

③如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽．若其他操作正确，则图2（甲）折射率的测量值____准确值；图2（乙）折射率的测量值准确________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

(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，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长。

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 ，求得相邻充纹的间距x ∆为
______mm 。

③已知双缝间距d 为-42.010m ⨯，测得双缝到屏的距离L 为0.700m ，λ=_______m 。

4．利用双缝干涉实验装置测量光的波长实验中，双缝间距d =0.3 mm ，双缝到光屏的距离L =1.0m ，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。

则相邻亮条纹的中心间距∆x =_______mm ；红色光的波长λ=______m 。

（结果均保留三位有效数字）
5．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离 d ＝0.20mm ，双缝到毛玻璃屏间的距离为 L ＝75.0cm ，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数 1x ＝________mm ，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时游标卡尺的读数 2x ＝
9.3mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________ mm。

6．某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时（如图甲中的A），游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时（如图丙中的B），游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d=0.5mm，双缝到屏的距离l=1m，则：图乙中游标卡尺的示数为__mm．图丁中游标卡尺的示数为__mm，所测光波的波长为__m （保留两位有效数字）．
7．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。

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，
为_________mm。

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

【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．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：l x d
λ∆=
15.6mm 0.60mm D 【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有 l x d
λ∆=
（2）[2] 图中B 位置时游标卡尺读数为 15mm 60.1mm 15.6mm +⨯=
（3）[3] 条纹的间距
15.611.1mm 0.75mm 6
x -∆=
= 根据 l x d
λ∆=
得该单色光的波长 0.60mm xd l
λ∆== （4）[4]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，条纹数目不变，A 错误；
B ．仅将单缝远离双缝移动少许，λ、l 与d 都不变，则x ∆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，λ减小，l 与d 都不变，则x ∆减小，条纹数目将有所增加，D 正确。

故选D 。

2．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=∆
3．B 小于 小于 EDB 13.870 2.310
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①[1]该同学接下来要完成的必要步骤有:确定P3大头针的位
解析：B
sin sin a
β 小于 小于 EDB 13.870 2.310 -76.610⨯ 【解析】
【分析】
【详解】
(1)①[1]该同学接下来要完成的必要步骤有:确定P 3大头针的位置的方法是插上大头针P 3，使P 3能挡住P 1、P 2的像．
故该同学接下来要完成的必要步骤有:B ．
故选B ．
②[2]应根据折射定律的:玻璃砖的折射率为 sin sin a
n β= ③[3]将玻璃砖界面aa '和bb '的间距画的过宽但仍平行，而其他操作正确，导致a 角偏大，由于
sin sin a
n β=
故折射率的测量值将偏小；
[4]如图所示，
实线是实际光线，红色虚线是该同学所做的光线，可见，该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小．
(2)①[5]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片，单缝、双缝．表示各光学 元件的字母排列顺序为CEDBA ．
故答案为:EDB ．
②[6] 图甲中手轮上的示数为
1x =2mm+0.0132.0mm=2.320mm ⨯
图乙中手轮上的读数为
2=13.5mm+0.0137.0mm=13.870mm x ⨯
[7]相邻条纹间距
2113.870 2.320mm 2.310mm.55
x x x --∆=
== ③[8]根据L x d λ∆=得 -4-3
-7210 2.31010m=6.610m 0.700
d x L ∆⨯⨯==⨯⨯λ 4．36
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]图乙螺旋测微器固定刻度读数为2mm ，可动刻度读数为，两者相加为
2.320mm ，图丙螺旋测微器固定刻度读数为18.5mm ，可动刻度读数为 解析：36 77.0910-⨯
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]图乙螺旋测微器固定刻度读数为2mm ，可动刻度读数为32.00.01mm ⨯，两者相加为
2.320mm ，图丙螺旋测微器固定刻度读数为18.5mm ，可动刻度读数为37.00.01mm ⨯，两者相加为18.870mm ，所以
18.870 2.320mm 2.36mm 81
x -∆=≈- 依据双缝干涉条纹间距规律可得 77.0910m xd L λ-∆=
≈⨯ 5．3
【解析】
【详解】
[1]．图戊的示数主尺为：0mm ；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为
0.1×3mm=0.3mm，总读数为0.3mm ；
[2]．根据得：
解析：3 -46.010⨯
【解析】
【详解】
[1]．图戊的示数主尺为：0mm ；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为
0.1×3mm=0.3mm ，总读数为0.3mm ；
[2]．根据L x d
λ=得： 3
4219.30.30.210mm 6.010(m 440)(.75
)m x x d x d L L λ---⋅-⨯⨯====⨯⨯ 6．50 18. 00 6.6×10﹣7
【解析】
（1）游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第10个刻度游标读数为，所以最
终读数为：；
（2）游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第0个
解析：50 18. 00 6.6×10﹣7
【解析】
（1）游标卡尺的固定刻度读数为12mm ，游标尺上第10个刻度游标读数为
0.05100.50mm mm ⨯=，所以最终读数为：120.5012.50mm mm mm +=；
（2）游标卡尺的固定刻度读数为1.8cm ，游标尺上第0个刻度游标读数为0，所以最终读数为：18.00mm ；
（3）18.0012.50 1.37562
mm mm x mm -∆==-，根据L x d λ∆=，得：76.610m λ-=⨯． 点睛：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，知道条纹间距的公式L x d
λ∆=． 7．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 --∆=== 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--=⨯=⨯。