《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题

《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:
(1)图甲中标示的器材“A”应为_______;
(2)图乙中测量头的读数为____mm;
(3)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
(4)下列图示中条纹间距表示正确是____。

2．利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。

放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样，在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。

用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮（或 ，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波暗）纹间的距离x
长。

（1）关于该实验，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。

A．增大单缝到双缝的距离。

干涉条纹间距变窄
B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄
C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹
（2）实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。

已知双缝的间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为
1m，则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm，求得相邻亮纹的间距x∆为
________mm，所测光波的波长为_______m（结果保留两位有效数字）。

3．英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏．
（1）该实验设置O屏的目的是____________________；
（2）呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________（填“甲”或“乙”）．4．(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 。

5．下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．
（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好____________________．
（2）在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______________（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）．
（3）研究双缝干涉现象时，如图 1 所示，调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心 A，示数如图 2 所示，其读数为__________ mm．移动手轮至另一条亮条纹中心 B，读出其读数为 27.6mm．已知双缝片与光屏间距为 0.6m，所用双缝相距 0.2mm，则所测单色光波长为_________m．
图 1 图 2
6．在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，从仪器注明的规格可知，双缝间距d=0.20mm．现测得像屏与双缝屏间的距离L=60.0cm．然后，接通电源使光源正常工作．
（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米（mm），游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，映入眼帘的干涉条纹如图所示，他将分划板上的三条竖线对准a条纹，此时游标尺上的读数为x1=3.60mm；接着再转动手轮，将分划板上的三条竖线对准b条纹，此时游标尺上的读数如左图，则x2=_________mm．
（2）两个相邻亮纹（或暗纹）间距离的表达式为Δx=_________（用x1、x2表示）；这种色光的波长的表达式λ=____________（用Δx、L、d表示）．利用上述测量结果，代入数
据经计算可得 =_____________m（保留三位有效数字）．
7．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
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，记下此时图乙中手轮上的示数_________mm ，求得相邻亮纹的间距x ∆为_________mm 。

(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．红光滤色片(写滤光片也对) (10.34~10.40) mm ABC C
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片；
(2)[2].图乙中测
解析：红光滤色片(写滤光片也对) (10.34~10.40) mm ABC C
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中标示的器材 “A”应为红光滤色片；
(2)[2].图乙中测量头的读数为：10mm+18×0.02mm=10.36mm;
(3)[3].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安装单缝、双缝以及装上测量头，故A 正确；
B.若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B 正确；
C.观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，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．
(4)[4].干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹（或暗条纹）的中心之间的距离，故图C 是正确的，图ABD 错误．
2．CD 13.870 1.320
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．根据，为双缝间距，L 为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A 错误；将蓝色滤
解析：CD 13.870 1.320 76.610-⨯
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．根据L x d
λ∆=，d 为双缝间距，L 为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A 错误；将蓝色滤光片换成红色滤光片，由于红光的波长比蓝光长，干涉条纹间距变宽，B 错误；换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，C 正确；去掉滤光片后，将观察到白光彩色的干涉条纹，D 正确。

（2）[1][2][3]．根据螺旋测微器的读数规则可知读数为13.870mm ，第1条亮纹中心与第10条亮纹中心有9个间距，故
13.870 1.990mm 1.320mm 9x -∆=
= 把数据代入xd L
λ∆=求得 76.610m λ-=⨯
3．（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光） （2）乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在干涉实验中，两光的频率需相同，则O 屏的作用是得到相干光源．
（2）因为干涉图样应与双孔平行
解析：（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光） （2）乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在干涉实验中，两光的频率需相同，则O 屏的作用是得到相干光源．
（2）因为干涉图样应与双孔平行，则乙图样是正确的．
4．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 5．（1）如图； （2）向右偏 （3）19.4 6.8×10-7
【解析】
（1）连接电路时应组成两个回路：将大线圈和电流计串联形成一个回路；将电
键、滑动变阻器、电源、小线圈串
解析：（1）如图； （2）向右偏 （3）19.4
6.8×10-7
【解析】
（1）连接电路时应组成两个回路：将大线圈和电流计串联形成一个回路；将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串联形成另一个回路即可，实物图如下图所示：
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计的指针向右偏，合上开关后，将原线圈迅速从副线圈中插入时，穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏；
（3）测量头工具为10分度的游标卡尺，故读数为：19mm+4×0.1mm=19.4mm ；根据条纹间距公式l x d λ∆=⋅可知，d x l
λ=⋅∆，其中127.619.4mm 2.05mm 14
n
a a x n --∆===-，d=0.2mm ，l =0.6m ，代入数据得：λ=6.8×10-7m
【点睛】（1）注意在该实验中有两个回路，一个由大线圈和电流计串联而成，另一个由电键、电源、小线圈串联而成；
（2）根据题意应用楞次定律分析答题；
（3）利用光的干涉实验测量波长的实验原理为：l x d λ∆=⋅，即：d x l
λ=⋅∆，读出第一
条手轮读数a1和第二条条纹手轮读数a2，再利用11n a a x n -∆=
-求相邻条纹间距x ∆，代
入数据便可求解波长． 6．60mm
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]游标卡尺的主尺读数为11mm ，游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm，所以最终读数为．
（2）[2][3][
解析：60mm
214x x - d x L
∆ 75.6710m -⨯ 【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]游标卡尺的主尺读数为11mm ，游标读数为0.02mm×6×5=0.60mm ，所以最终读数为211.60x mm =．
（2）[2][3][4]两个相邻明纹（或暗纹）间的距离 214
x x x -∆=
根据 L x d λ∆=
得
33
70.210210 5.67100.6
d x m m L λ---∆⨯⨯⨯===⨯； 7．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 。

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--=⨯=⨯。