南阳市选修1高中物理《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题(含答案)

南阳市选修1高中物理《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题(含答案)
一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题
1．“用双缝干涉测光波波长”实验中，当屏上出现了干涉图样后，用测量头上的游标卡尺去测量，转动手轮，移动分划板使分划中心刻线与某条明条纹中心对齐时（如图A所示），将此明条纹记为1，然后再转动手轮，分划板中心刻线向右移动，依次经过2,3，…等明条纹，最终与明条纹6中心对齐，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分别如图B、C所示（游标卡尺为10分度），求：
（1）图B对应的读数为________m，相邻两个亮条纹之间的距离为________m．已知双缝到屏的距离为60.00 cm，单缝到双缝的距离为8 cm，双缝之间的间距为0.2 mm，则发生干涉的光波波长为________m．
（2）有一位同学通过测量头观察到如图D所示的清晰的干涉图样，出现这种现象的原因为__________．
A．单缝和双缝没有调平行
B．光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴
C．测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移
D．测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移
2．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。

3．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
x＝
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
2
9.3mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________ mm。

4．如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图
（1）下图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的④是________。

（2）以下哪些操作能够增大光屏上和相邻两条纹之间的距离_________（填字母）
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
（3）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如图a所示.然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹中心，这时手轮上的示数如图b所示，图b中示数____mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为____m.（计算波长结果保留二位有效数字）
5．“用双缝干涉测光波长”实验中，实验装置如图甲所示:
为了观察红光的干涉图样，现有毛玻璃屏A 、双缝B、白光光源C 、透镜D、单缝E、红色滤光片F等光学元件，
（1）为了保证实验能正常进行，需要依次放置光学元件，那么从左往右，表示各光学元件字母的正确排列顺序为:C、D、____、A．
（2）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节：___
A．仅左右转动透镜
B．仅调节拨杆
C．仅旋转双缝
D．仅旋转测量头
（3）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其它条件不变情况下，以下做法合适的是__ A．增大单缝与双缝间距
B．增大双缝与毛玻璃屏间距
C．增大两双缝间距离
D．增强光源亮度
6．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，单缝保持竖直方向，滤光片为绿色滤光片（只能透过绿光）。

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代表双缝，b代表单缝
B．a代表单缝，b代表双缝
C．二者相互平行放置
D．二者相互垂直放置
(2)将绿色滤光片改为红色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则_________。

A．条纹为竖条纹
B．条纹为横条纹
C．与绿光相比相邻条纹间距变窄
D．与绿光相比相邻条纹间距变宽
(3)在实验中，先取下滤光片，然后在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时在毛玻璃屏上可以看到的是________。

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在
C．任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D．屏上无任何光亮
(4)目镜部分的实验测量装置如图所示，两次将标志线分别对准第1、第4暗条纹中央后，测量结果如图所示，此次测量的相邻条纹间距为________mm。

7．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。

8．（1）用双缝干涉测光的波长，实验装置如图1所示，已知单缝与双缝间的距离为L1，双缝与屏的距离为L2，双缝间距为d，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2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．
（a）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3所示，则对准第1条时的读数x1=_________mm，对准第4条时的读数x2=__________mm；（b）计算波长λ的表达式为λ=_______（用符号表示）
（2）用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验时：
①甲同学在纸上正确画出矩形玻璃砖的两个分界面ab和cd，因不慎碰动了玻璃砖，使它向ab方向平移了一点，如图甲所示，以后的操作都正确无误，但在画光路图时仍以ab和cd为分界面，则测得的折射率n的值将不受影响；
②乙同学为了避免笔尖触划玻璃面，画出的a’b’和c’d’都比实际的分界面向外侧平移了一些，如图所示，后来的操作都正确，但在画光路图时仍以a’b’和c’d’为分界面，则测得的折射率n的值将偏小；
③丙同学的操作和所画的光路图都正确无误，但所用玻璃砖的两个折射界面并不平行，如图丙所示，则测得的折射率n的值将偏大；
上述说法中正确的是（_____）
A．①和② B．①和③ C．②和③ D．③
【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
1．019 4 1.8×10－3 6×10－7 D
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺读数＝主尺刻度读数＋游标尺读数；故B图读数为：
19 mm＋4×0.1 mm＝19.
解析：019 4 1.8×10－3 6×10－7D
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺读数＝主尺刻度读数＋游标尺读数；故B图读数为：
19 mm＋4×0.1 mm＝19.4 mm＝0.0194m [2]C图读数为：
28 mm＋0.1 mm×4＝28.4 mm＝0.0284m [3]故条纹间距为：
Δx＝0.02840.0194
5
-
＝1.8×10－3 m
条纹间距公式
Δx＝L d λ
波长为：
λ＝
x d
L
∆⋅
＝
34
1.810210
0.6
--
⨯⨯⨯
m＝6×10－7 m．
(2)[4]屏幕中右侧有一部分为空白，可知测量头太过靠右，向左平移即可，D正确．2．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
12mm32.00.01mm 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---∆⨯⨯⨯===⨯= 3．3
【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
4219.30.30.210mm 6.010(m 440)(.75
)m x x d x d L L λ---⋅-⨯⨯====⨯⨯ 4．双缝 B 10.294
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的④是双缝；
（2）[2]．依据条纹间距公式知：
A ．△x 与单缝和双缝
解析：双缝 B 10.294 -75.310⨯
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]．图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的④是双缝；
（2）[2]．依据条纹间距公式l x d
λ=知：
A ．△x 与单缝和双缝间的距离无关，故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A 错误；
B ．增大④和⑤之间的距离l ，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B 正确；
C ．绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C 错误；
D ．增大双缝之间的距离d ，干涉条纹的间距减小，故D 错误。

故选B 。

（3）[3][4]．图a 的示数：主尺刻度0.5mm ，螺旋分尺刻度：0.01mm×14.2=0.142mm ，所以图a 的示数为0.642mm （0.640-0.643）；
图b 主尺刻度：10mm ，螺旋分尺刻度：0.01mm×29.4=0.294mm ，所以图乙的示数为10.294mm （10.293-10.295）；
根据题意可知，亮纹间距
3310.2940.64210m 1.60910m 71x ---=⨯=⨯- 根据L x d
λ=可得 373
31.609100.210m 5.310m 60010
xd L λ----⨯⨯⨯===⨯⨯ 5．F 、E 、B D B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面放一个透镜把光会聚（实验过程中
可以不加），滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝
解析：F 、E 、B D B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面放一个透镜把光会聚（实验过程中可以不
加），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，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此，由左至右，各光学元件排列顺序应为白光光源C 、透镜D 、透红光的滤光片F 、单缝E 、双缝B 、毛玻璃屏A ，故为F 、E 、B ．
（2）[2] 发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头，故ABC 错误，D 正确．
（3）[3]依据双缝干涉条纹间距规律：L x d
λ∆=，要使△x 增大，可以增大双缝与毛玻璃屏间距L ，或减小两双缝间距离d ，还可以增大λ，干涉条纹间距与单缝与双缝间距，及光的强度无关，故B 正确，ACD 错误．
6．AC AD C 1.893
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB ．因为该实验是双缝干涉实验，故b 是双缝，为了使双缝得到的光更具有相干性，所以在双缝前加一个单缝，所
解析：AC AD C 1.893
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]AB ．因为该实验是双缝干涉实验，故b 是双缝，为了使双缝得到的光更具有相干性，所以在双缝前加一个单缝，所以a 是单缝，选项A 正确，B 错误；
CD ．若单缝是竖直放置，则双缝也需要竖直放置，故二者相互平行放置，选项C 正确，D 错误；
故选AC 。

(2)[2]AB ．由于单缝是竖直的，故屏上的条纹是竖条纹，选项A 正确，B 错误；
CD ．将绿色滤光片改为红色滤光片后，光的波长变大，故看到的条纹间距也应该变宽，选项C 错误，D 正确。

故选AD 。

(3)[3]在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），由于绿光和红光的频率不同，则不能发生干涉，但屏上仍有光亮。

选项C 正确，ABD 错误。

故选C 。

(4)[5]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 。

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 。

则此次测量的相邻条纹间距为
217.869 2.191mm 1.893mm 33
x x x --∆=== 7．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---∆⋅⨯⨯⨯===⨯=⨯ 8．190 7.868 A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）（a ）[1]由图3所示可知，对准第1条时读数为：
；
[2]对准第4条时读数为：
；
（b ）[3]相邻条纹间距
解析：190 7.868
()2123d x x L - A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）（a ）[1]由图3所示可知，对准第1条时读数为： 12mm 19.00.01mm 2.190mm x =+⨯=；
[2]对准第4条时读数为：
2
7.5mm 36.90.01mm 7.86mm 9x =+⨯=
；
（b ）[3]相邻条纹间距为：
213
x x x -∆= 由条纹间距公式L x d λ∆=
可知波长为： 212
()3d x x L λ-=； （2）[4] ①如图1所示：
实线表示玻璃砖向上平移后实际的光路图，虚线表示作图光路图，由图看出，画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等，由折射定律可知，测出的折射率不变，故①正确；
②如图2所示：
乙同学画出的ab 和cd 都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab 、cd 上，如图，实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，可风，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n 将偏小，故②正确；
③丙同学的操作和所画的光路图都正确无误，所用玻璃砖的两个折射界面不平行，但不影响测量结果，故③错误；
故选项A 正确。