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(1)

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(1)
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
d=的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间具座上，并选用缝间距0.20mm
L=．然后，接通电源使光源正常工作．
的距离700mm
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．(1)如图所示，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①光源、②______________、③____________、④____________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取__________________或
__________________的方法．
(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(选填数字代号)．
(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm.
(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm 、双缝和光屏之间的距离是900 mm ，则待测光的波长是________m(取三位有效数字)．
3．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 。

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．“用双缝干涉测光波波长”实验中，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明条纹中心对齐时（如图A所示），将此明条纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2,3，…等明条纹，最终与明条纹6中心对齐，分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数分别如图B、C所示（游标卡尺为10分度），求：
（1）图B对应的读数为________m，相邻两个亮条纹之间的距离为________m．已知双缝到屏的距离为60.00 cm，单缝到双缝的距离为8 cm，双缝之间的间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为________m．
（2）有一位同学通过测量头观察到如图D所示的清晰的干涉图样，出现这种现象的原因为__________．
A．单缝和双缝没有调平行
B．光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴
C．测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移
D．测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移
6．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中某同学将所有器材安装在如图甲所示的光具座上，已知实验中选用缝间距d=0.2mm的双缝，屏与双缝之间的距离L=0.60m。

然后接通电源使光源正常工作。

(1)以上安装的各器件位置存在的问题是：______________________。

(2)已知测量头主尺的分度值是毫米，游标卡尺为10分度。

图乙为分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数，A对应的读数为___________m，相邻两个亮条纹之间的距离为___________m。

(3)发生干涉的光波波长为___________m。

(4)下列现象中能够观察到的有___________。

（填选项前的字母）
A．将滤光片由蓝色的换成红色的，涉条纹间距变宽
B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C．换一个两缝间距较大的双缝片，干涉条纹问距变窄
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
7．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）。

8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。

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

A．条纹为横条纹
B．条纹为竖条纹
C．与红光相比条纹间距变窄
D．与红光相比条纹间距变宽
（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B 位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。

（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
【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][2]．图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×5=0.25mm，
A 到
B 条纹间的
解析：0.25mm -74.810m ⨯ D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]．图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×5=0.25mm ，
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
8.40mm=1.68mm 5
x ∆=
根据公式L x d λ∆=得 70.20 1.68mm 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d x L λ⋅∆=得：L x d λ∆= 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 ．仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L 与d 都不变，则x ∆不变．故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．故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．故D 正确．
【点睛】
（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；
单测量相邻两根条纹的间距误差比较大，往往采取测量多条干涉条纹的间距，然后求平均值，减小测量的偶然误差．根据L x d
λ∆=测量光波的波长． （2）对实验装置作了一下改动后，条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小，然后由d x L
λ⋅∆=分析即可． 2．滤光片 单缝 双缝 增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离 ②③ 1.610 5.37×10－7
【解析】
【详解】
(1
解析：滤光片 单缝 双缝 增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之
间的距离 ②③ 1.610 5.37×10－7
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3]由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．
[4][5]由Δx ＝
l d
λ可知，要增加相邻亮条纹(暗条纹)间的距离，可采取的办法有： 增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离．
(2[6])由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③. (3)[7]甲图固定刻度读数为0mm ，可动刻度读数为0.01×4.5=0.045mm ，所以最终读数 x 1=0.045mm ，图乙中固定刻度读数为14.5mm ，可动刻度读数为0.01×3.5mm=0.035mm ，则x 2=14.535mm ．它们的差值是14.490 mm ，
中间跨越了10－1＝9个亮条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是
Δx ＝
14.490mm 9 mm ＝1.610mm. (4)[8]根据l x d
λ∆=,则光的波长： λ＝
xd l
∆＝5.37×10－7 m. 3．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-⨯∆⨯===⨯= 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。

5．019 4 1.8×10－3 6×10－7 D
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺读数＝主尺刻度读数＋游标尺读数；故B 图读数为： 19 mm ＋4×0.1 mm＝19.
解析：019 4 1.8×10－3 6×10－7 D
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺读数＝主尺刻度读数＋游标尺读数；故B 图读数为：
19 mm ＋4×0.1 mm ＝19.4 mm ＝0.0194m
[2]C 图读数为：
28 mm ＋0.1 mm×4＝28.4 mm ＝0.0284m
[3]故条纹间距为：
Δx ＝
0.02840.01945-＝1.8×10－3 m 条纹间距公式
Δx ＝
L d
λ 波长为： λ＝x d L
∆⋅＝34
1.8102100.6--⨯⨯⨯m ＝6×10－7 m ． (2)[4]屏幕中右侧有一部分为空白，可知测量头太过靠右，向左平移即可，D 正确．
6．滤光片应在单缝挡板前面 AC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]滤光片应在单缝挡板前面。

(2)[2][3]图A 游标卡尺主尺读数为，游标尺读数为
因此
解析：滤光片应在单缝挡板前面 0.0194 31.810-⨯ 7610-⨯ AC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]滤光片应在单缝挡板前面。

(2)[2][3]图A 游标卡尺主尺读数为19mm ，游标尺读数为
40.1mm 0.4mm ⨯=
因此游标卡尺读数为
19mm 0.4mm 19.4mm 0.0194m +==
同理可得图B 的读数为0.0284m 。

因此条纹间距为
30.02840.0194 1.810m 5
x --∆==⨯
(3)[4]根据
x d L
λ∆⋅=
代入数据得 7610m λ-=⨯
(4)[5]A ．根据双缝干涉条纹的间距公式
L x d
λ∆= 可知，将滤光片由蓝色换成红色，频率将减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A 正确；
B ．根据双缝干涉条纹的间距公式
L x d
λ∆= 可知，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B 错误；
C ．根据双缝干涉条纹的间距公式
L x d
λ∆= 换成一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C 正确；
D ．去掉滤光片后，通过单缝和双缝的光变成白色光，白色光通过双缝后，仍能发生干涉现象，故D 错误。

故选AC 。

7．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 1.12 0.21 700
【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 1.12cm=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。

8．AC BC A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]AB ．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a 距离光源更近，故A 正
确，B 错误；
CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观
解析：AC BC
21()6d x x L
- A 【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]AB ．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a 距离光源更近，故A 正确，B 错误；
CD ．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，故C 正确，D 错误。

故选AC 。

（2）[2] AB ．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，故B 正确，A 错误；
CD ．根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
L x d
λ∆= 由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

（3）[3]由图可知，两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为
216
x x x -∆=
根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为 L x d λ∆=
可得波长表达式
21()6d x x d x L L
λ-=∆= （4）[4] 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 。