邯郸市选修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

邯郸市选修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．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）。

2．某同学用如图所示的实验装置测量光的波长。

(1)用某种单色光做实验时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹的宽度：先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4条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。

图甲读数为__________mm，图乙读数为___________mm。

已知两缝间的间距为0．3mm，由以上数据，可得该单色光的波长是_________m(结果保留2位有效数字)。

(2)若实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善方法有____________。

A．改用波长较短的光作为入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．换窄一点的单缝
D．换间距为0.2mm的双缝
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．同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。

(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是__________；
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长λ=_________；
(3)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_________；
A.屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹
B.屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹
C.屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹
D.屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹
(4)随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。

现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_________（选填“可以”或“不可以”）预测；
②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。

请说明你的观点及依据________________。

5．(1)备有下列仪器：
A．白炽灯B．双缝C．单缝D．滤光片E．白色光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：______(填写字母代号)．
(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示．则入射光的波长λ＝________m(结果保留两位有效数字)．
(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________．
A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝到单缝的距离
D．增大双缝间距
6．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如图所示．双缝间的距离d=3 mm．
（1）若测定红光的波长,应选用___色的滤光片．实验时需要测定的物理量有___和____．（2）若测得双缝与屏之间距离为0.70 m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示,观察到第5条亮纹的位置如图(b)所示．则可求出红光的波长λ=____m．(保留一位有效数字)
7．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、______、______、______、A。

（2）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；
②按合理的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用刻度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______和______。

（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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距∆x为
______mm。

（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式
λ=______。

求得所测红光波长为______mm。

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
1．11 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1.1c m+0.1mm×1=1.11cm；若游
解析：11 2.3 7
⨯减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L
3.210-
【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 1.11
cm=0.08cm 7
x -∆=
则根据L
x d
λ∆=
可得 2370.08100.210=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 。

2．250 8.650 7.010-7 BD
【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1] 螺旋测微器读数为 x1=0.0mm+0.01mm×25.0=0.250mm [2]
解析：250 8.650 7.0 10-7 BD 【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1] 螺旋测微器读数为
x 1=0.0mm+0.01mm×25.0=0.250mm
[2] 螺旋测微器读数为
x 2=8.5mm+0.01mm×15.0=8.650mm
[3] 根据公式L
x d
λ∆=
代入数据得 721()
7.010m 3d x x d x L L
--∆=
=⨯=λ （2）[4] 根据公式：L
x d
λ∆=
，实验中发现条纹太密，可以通过增大双缝到屏的距离，或增大波长，或减小双缝间距来增大条纹间距，故BD 正确，AC 错误。

故选BD 。

3．6 16.6 减小误差 6.3×10-7
【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．B D 不可以 见解析
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间
的距离为
为减小相邻亮条纹（暗条
解析：B (1)xd
n l
- D 不可以 见解析 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为
l x d
λ∆=
为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B
正确，ACD 错误。

故选B 。

(2)[2]第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为x ，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为：
1
x x n '∆=
- 则单色光的波长为：
(1)x d
n l
λ⋅=
-
(3)[3]如果没有插滤光片，各种颜色的光都会发生干涉，在光屏的中央出现白色条纹，两边是彩色条纹，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

(4)①[4]在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点不可以预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波；
②[5]只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能。

根据爱因斯坦的光电效应方程k E h W ν=-，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关。

因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变。

5．ADCBE 6.4×10－7 AB 【解析】 【详解】
（1）[1]．把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：ADCBE ； （2）[2]．游标卡尺读数精确度为0.1mm ，
解析：ADCBE 6.4×10－7 AB 【解析】 【详解】
（1）[1]．把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：ADCBE ；
（2）[2]．游标卡尺读数精确度为0.1mm ，A 位置主尺读数为11mm ，游标尺读数为1，读数为x 1＝11mm ＋1×0.1mm ＝11.1mm 同理B 位置读数为x 2＝15.6mm 则条纹间距
Δx ＝
21
7
x x -＝0.64mm. 利用
λ＝
d
L
Δx ＝6.4×10－7m.
（3）[3]．由Δx ＝
L
d
λ可知，要增大条纹间距，可用波长更长的入射光或增大双缝到屏的距离，故AB 正确．
6．红 双缝到屏的距离l n 条亮(或暗)纹间距离a 7×10－7 【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1][2][3]测红光波长选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光．据 知
解析：红 双缝到屏的距离l n 条亮(或暗)纹间距离a 7×10－
7
【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1][2][3]测红光波长选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光．据l
x d
λ∆= 知需测双缝到屏的距离l 和n 条条纹间的距离a ．
（2）[4]第1条亮纹的位置在0处，第5条亮纹的位置0.640mm ，则
0.640
mm 0.160mm 51
x ∆=
=- 由条纹间距离l
x d
λ∆=
，代入数据，解得： 347310 1.6010m 710m 0.7000
d x l λ---∆⨯⨯⨯==≈⨯
7．E D B 单缝和双缝间距要适当 单缝与双缝相互平行 13.870 2.310
6.6×10-4 【解析】 【分析】 【详解】 （1）[1]
解析：E D B 单缝和双缝间距要适当 单缝与双缝相互平行 13.870 2.310
d x
l
∆ 6.6×10-4 【解析】 【分析】 【详解】
（1）[1][2][3]由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CEDBA 。

（2）④[4][5]在操作步骤②时还应注意单缝和双缝间距要适当和单缝与双缝相互平行。

（3）[6][7]图甲读数2.320mm ；图乙读数13.870mm ；得相邻亮纹的间距
13.870 2.320
mm=2.310mm 61
x -∆=
-
（4）[8][9]根据
l x d
λ∆=
可得
=
d x
l
λ∆ 代入数据
442.310=mm 6.610mm 0.2.010700
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
3370.64010 1.510 4.810m 480nm 2 1.00
x d L λ---∆⋅⨯⨯⨯===⨯=⨯。