高考物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题经典

高考物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题经典
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．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实验装置，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的排列顺序应为C、__________、__________、__________、A；
(2)将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图选项中的__________；
A． B． C． D．
(3)保持双缝到光屏的距离不变，换用间隙更小的双缝，在光屏上观察到的条纹间距将
___________；保持双缝间隙不变，减小双缝到光屏的距离，在光屏上观察到的条纹间距将___________；（均选填“变宽”“变窄”或“不变”）
(4)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，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条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数______mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为
____mm；
(5)已知双缝间距d为4
⨯m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，由计算式
2.010-
λ=__________，求得所测红光波长为__________mm。

2．（1）利用甲图所示装置研究光的某些现象，下列说法正确的是______。

A．若在光屏上得到的图样如（a）图所示，则光源和光屏间放置的是单缝挡板
B．若光源和光屏间放置的是双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，图样的条纹宽度会变窄C．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则红光最有可能照射不到光屏上
D．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则紫光最有可能照射不到光屏上
（2）用双缝干涉测量某单色光的波长时，所得图样如乙图所示，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丙图所示，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18.6mm。

已知双缝挡板与光屏间距为0.6m，双缝相距0.2mm，则所测单色光的波长为______m。

3．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________．
4．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)
5．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
6．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中∶
(1)如图甲所示，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d
各元件的名称依次是_______（填选项前的字母）；
A．单缝、滤光片、双缝、光屏 B．单缝、双缝、滤光片、光屏
C．滤光片、单缝、双缝、光屏 D．滤光片、双缝、单缝、光屏
(2)以下操作中能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是________（填选项前的字母）；
A．将红色滤光片改为绿色滤光片 B.增大双缝之间的距离
C．增大图中的b和d之间的距离 D．增大图中的c和d之间的距离
(3)若她在另一次实验操作中，发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示，则____（填选项前的字母）。

A．此现象是单缝与双缝不平行造成的
B．此情形下波长的测量值大于真实值
C．通过调节拨杆能使中心刻线与干涉条纹方向一致
7．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具座上，并选用双缝间距d=0.20mm的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。

接通电源使光源正常工作。

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单色光的波长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．仅将单缝与双缝的位置互换
C．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
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，S 1、S 2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．E D B A 变宽 变窄 13. 870 2. 310
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]．为获取两列单色相干
解析：E D B A 变宽 变窄 13. 870 2. 310
d x L
∆ 46.610-⨯ 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]．为获取两列单色相干光，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝。

排序应为C 、E 、D 、B 、A 。

(2)[4]．将激光束照在双缝上，将出现双缝干涉现象，而双缝干涉图样是中间为亮条纹的明暗相间的等间距条纹，则A 正确。

(3)[5][6]．根据双缝干涉条纹间距公式L x d λ∆=可知在其他条件不变，d 减小时，条纹间距变宽；而在其他条件不变，L 减小时，条纹间距变窄。

(4)[7][8]．图乙的读数：螺旋测微器固定刻度读数为13. 5mm ，可动刻度读数为37. 0×0. 01mm ，两者相加为13. 870mm 。

图甲的读数：甲图中固定刻度读数为2mm ，可动刻度读
数为32. 0×0. 01mm ，两者相加的读数为2. 320mm ，由以上读数可知；
13.870 2.320mm=2.310mm 61
x -∆=
- (5)[9][10]．根据L x d λ∆=知 d x L
λ∆=
代入数据得 43
742.010 2.31010m=6.610m 6.610cm 0.700
λ----⨯⨯⨯=⨯=⨯ 2．BD 11.4 6.0×10-7
【解析】
【详解】
（1）[1]A ．若在光屏上得到的图样如（a ）图所示为干涉条纹，则光源和光屏
间放置的是双缝挡板，不是单缝，A 错误；
B ．若光源
解析：BD 11.4 6.0×10-7
【解析】
【详解】
（1）[1]A ．若在光屏上得到的图样如（a ）图所示为干涉条纹，则光源和光屏间放置的是双缝挡板，不是单缝，A 错误；
B ．若光源和光屏间放置的是双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，依据干涉条纹间距公式
L x d
λ∆= 可知，波长变短，图样的条纹宽度会变窄，B 正确；
C ．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，红光偏折最小，则红光最有可能照射到光屏上，C 错误；
D ．若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，紫光偏折最大，则紫光最有可能照射不到光屏上，D 正确。

故选BD 。

（2）[2][3]由图丙所示可知，游标卡尺示数为：
11mm+4×0.1mm=11.4mm
条纹间距为：
()3118.611.4mm 1.8mm 1.8104
x -∆=⨯-==⨯m 由双缝干涉条纹公式有：
L x d
λ∆= 代入数据解得：76.010λ-=⨯m
3．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．
4．4 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---∆⋅⨯⨯⨯==≈⨯ 5．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。

6．C D B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此、、、元件依次为滤光片
解析：C D B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此a、b、c、d元件依次为滤光片、单缝、双缝和光屏，故C 正确，A、B、D错误；
故选C；
(2)[2]A．根据双缝干涉的条纹间距公式
L
x
d
λ
∆=可知，将红色滤光片改为绿色滤光片，波
长变小，则双缝干涉条纹的间距变小，故A错误；
B．根据双缝干涉的条纹间距公式
L
x
d
λ
∆=可知，增大双缝之间的距离d，双缝干涉条纹间
距变小，故B错误；
CD．增大图中的c和d的距离，即增大双缝与光屏间的距离L，根据双缝干涉的条纹间距
公式
L
x
d
λ
∆=可知，双缝干涉条纹间距变大；但增大图中的b和d之间的距离，双缝与光
屏间的距离L不一定增大，根据双缝干涉的条纹间距公式
L
x
d
λ
∆=可知双缝干涉条纹间距
不一定变大，故C错误，D正确；
(3)[3]A．图所示出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行，应调节测量头使干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上；若单缝与双缝不平行，在光屏上却观察不到干涉图样，故A错误；
B．此情形将造成条纹间距x∆的测量值偏大，根据双缝干涉的条纹间距公式L
x
d λ
∆=可知波长的测量值将偏大，故B正确；
C．调节拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，图已有清晰的干涉图样，所以不用调节，故调节拨杆不能把干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上，故C 错误；
故选B。

7．35 C
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×7=0.
解析：35 7
4.810-
⨯ C
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×7=0.35mm；
[2]．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
8.40
mm=1.68mm
5
x=
根据公式
L
x
d
λ
=得
7
0.20 1.68
mm 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
L
x
d
λ
=，则有：
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．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故B错误；
C．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C正确。

故选C。

8．AC BC A
【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 。