长沙市选修1高中物理 《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案

长沙市选修1高中物理《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．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．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）。

3．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)
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．双缝干涉实验装置如图所示．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量光的波长．
(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)若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm，双缝间距d=0. 30
mm，双缝到屏的距离1=1. 000 m，则对应的光波波长 = ______ m；（计算结果保留两位有效数字）
(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，在距双缝相同距离的屏上分别得到右图所示的干涉图样，由图样可判定______（填“甲”或“乙”）是由红光得到的图样．
6．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。

7．如图，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毛玻璃。

(1)②、③、④三个光学元件依次为_____；(填正确答案的标号)
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)如果实验时将红光滤光片换为绿光滤光片，则相邻亮纹(暗纹)间的距离_____；(选填“变大”或“变小”)
(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.200mm，测得屏与双缝间的距离为1.40m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长λ为______m。

(结果保留3位有效数字)
8．如图所示，在“用双缝干涉量测光的波长”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毛玻璃。

(1)②、③、④三个光学元件依次为________。

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)如果实验时将红色滤光片换为绿色滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离______。

A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．可能变大可能变小
(3)若测得双缝与屏的距离为L =1.00m ，双缝间距为d =1.5mm ，第1条亮纹与第3条亮纹中心间的距离Δx =0.640mm ，则对应光波的波长λ为____nm 。

【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． 2．11 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 。

3．6 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-∆=≈⨯ 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．EDB 6.9×10-7 甲
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为获取单色线光的双缝干涉图样，白光光源后先放滤光片，再放单缝、双缝，最后放毛玻璃片．故答案为EDB ．
(2) 若
解析：EDB 6.9×10-7 甲
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为获取单色线光的双缝干涉图样，白光光源后先放滤光片，再放单缝、双缝，最后放毛玻璃片．故答案为EDB ．
(2) 若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm ，则3l x d
λ∆=⋅，整理得：33
76.930100.3010 6.91033 1.000
x d m m l λ---∆⋅⨯⨯⨯===⨯⨯ (3)红光波长比绿光波长长，在距双缝相同距离的屏上得到红光干涉图样的相邻亮条纹间距大，则图甲是由红光得到的图样．
6．3
【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
4
21
9.30.30.210
mm 6.010
(
m 440
)(
.75
)
m x x d
x d
L L
λ
-
-
-
⋅-⨯⨯
====⨯
⨯
7．A 变小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，故A正确，
BCD错误；
故选A；
(2)[2]根据知，当将红光滤光片换
解析：A 变小7
3.6010-
⨯
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，故A正确，BCD错误；故选A；
(2)[2]根据
L
x
d
λ
∆=知，当将红光滤光片换为绿光滤光片时波长减小，则相邻亮纹(暗纹)间
的距离变小；
(3)[3]条纹间距为
7.56
mm=2.52m
3
x∆=
根据
L
x
d
λ
∆=得
33
7
2.52100.20010
m 3.6010m
1.40
x d
L
λ
--
-
∆⋅⨯⨯⨯
===⨯
8．A B 480
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝、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
解析：A B 480
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝、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BCD 错误，A 正确。

故选A 。

(2)[2]根据
L x d
λ∆= 知当红光滤光片换为绿色滤光片，即波长减小，则相邻亮纹（暗纹）间的距离变小，故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

(3)[3]根据
L x d
λ∆= 得
33
70.64010 1.510 4.810m 480nm 2 1.00
x d L λ---∆⋅⨯⨯⨯===⨯=⨯。