《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．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)
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．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)若想使从目镜中观察到的相邻滤光片、条纹间距减小，该同学可______________；A．将单缝向双缝靠近
B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．使用间距更小的双缝
(2)在测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数如图丙所示，其读数为_______________mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头卡尺的示数为15.2mm。

已知双缝挡板与光屏间距为0.4m，双缝相距0.1mm，则所测单色光的波长为__________m。

4．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，
①下列操作正确的是________．
A．先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B．接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C．观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整
D．测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
②下列图示中条纹间距表示正确是________．
5．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对齐A条纹中心时(图1),游标卡尺的示数如图2所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图3),游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距离为0.05mm双缝到屏的距离为1m,则图2中游标卡尺的读数为_________mm,则图4中游标卡尺的读数为________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)
6．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。

7．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）
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。

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一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．190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
()
21
2
3
d 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--==⨯⨯． 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．B 11.4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据双缝干涉条纹间距公式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，或使用间距更大的双
解析：B 11.4 72.3810-⨯
【解析】
【分析】
【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 、C 错误，B 正确；
故选B ；
(2)[2]分划板在A 位置时，游标卡尺的主尺读数为11mm ，游标读数为4×0.1mm=0.4mm ，所以最终读数为
111mm 0.4mm 11.4mm d =+=
则相邻条纹的间距为
3
4(15.211.4)10m 9.510m 4
x ---⨯∆==⨯ 双缝的间距为
4 0.1mm 110m d -==⨯
屏与双缝间的距离为
0.4m L = 根据双缝干涉条纹间距公式L x d
λ∆=可得 44
71109.510m 2.3810m 0.4
d x L λ---⨯⨯⨯=∆==⨯ 4．ABC C
【解析】
A 、根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上单缝和双缝及测量
头，故A 正确；
B 、要
解析：ABC C
【解析】
A 、根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上单缝和双缝及测量头，故A 正确；
B 、要小灯泡发光，则接通电源前把输出电压调到小于或等于小灯泡额定的电压，故B 错误；
C 、观察到条纹比较模糊，可能是单缝和双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C 正确；
D 、测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹的中心重合，故D 错误； 故选ABC ．
(2) 干涉条纹的宽度是一个明条纹与一个暗纹之间的宽度的和，为两个相邻的明（或暗纹）条纹中心之间的距离，故C 图是正确的．
【点睛】知道实验步骤和注意事项；条纹宽度是相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离．
5．4 15.7 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度)
【解析】
【分析】
【详解】
[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：11
解析：4 15.7 减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度) 85.410-⨯
【解析】
【分析】
【详解】
[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：11mm ，游标尺第4刻线与主尺刻线对齐为：0.14=0.4mm ⨯，故读数为：
11mm+0.1m 4=11.4mm ⨯
[2]同理图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐，故读数为：
15mm+0.1m 7=15.7mm ⨯
故由图可知条纹间距为：
15.711.4mm 1.075mm 4
x -∆== [3]实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差(或提高测量的精确度).
[4]根据双缝干涉的条纹间距公式：
L x d
λ∆= 计算得出：
33
81.075100.0510m 5.410m 1
x d L λ---∆⋅⨯⨯⨯==≈⨯ 6．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---∆⨯⨯⨯===⨯= 7．36
【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-∆=≈⨯
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---∆⋅⨯⨯⨯===⨯=⨯。