陕西省榆林市第二中学选修1高中物理(完整版)实验：用双缝干涉测量光的波长单元测试题

陕西省榆林市第二中学选修1高中物理(完整版)实验：用双缝干涉测量光的波
长单元测试题
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．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示.
（1）以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置
B．干涉条纹与双缝垂直
C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关
D．干涉条纹间距与光的波长有关
以上几点中你认为正确的是______________.
（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图甲该读数为
_____________mm.
（3）如果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.则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值____________实际值.（填“大于”、“小于”或“等于”）
3．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．二者相互垂直放置
D．二者相互平行放置
(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．条纹为竖条纹 B．条纹为横条纹
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)经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为Δx，则这种色光的波长表达式为
λ=_____（用题中所给字母表示）。

4．如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，现要利用这套装置来测量某种单色光的波长。

(1)装置示意图中有三个电学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是_____。

A．①是双缝，③是滤光片
B．②是双缝，③是单缝
C．②是单缝，③是双缝
(2)用20分度的游标卡尺测量双缝间距如图乙所示，双缝间距d=_____mm。

(3)图丙为实验得到的干涉条纹，用测量头测出了第1条和第6条亮纹中心间的距离为
x∆，已知双缝到光屏的距离为l，则所测单色光波长的计算式为λ=_____（用题中所给的字母表示）。

5．小沈同学进行“用双缝干涉测波长”的实验，
(1)其中部分器材如下：
A．白炽灯 B．凸透镜 C．单缝片
D．滤光片 E. 测量头 F。

双缝片
将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是（填字母）：
A、B、___________、___________、F、E
(2)某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是___________
A．增加光源的功率 B．将毛玻璃换成透明玻璃
C．换一个面积更大的凸透镜 D．调节测量头的位置
(3)下列图示中条纹间距表示正确的是___________。

A． B． C。

D．
(4)如图所示是小沈同学改为参考课本上”用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。

比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中的___________
A．单缝与双缝的缝距一定较大
B．光强度较小
C．光源离双缝的距离较大
D．双缝离光传感器的距离可能较小
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
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、______、______、______、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 。

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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．（1）ACD （2）0.702（0.701---0.703都给分） （3）大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1) A 项：实验中，灯丝和单缝及双缝必须平行放置，故A 正确；
B 项
解析：（1）ACD （2）0.702（0.701---0.703都给分） （3）大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1) A 项：实验中，灯丝和单缝及双缝必须平行放置，故A 正确；
B 项：干涉条纹与双缝平行，故B 错误；
C 、
D 项：根据干涉条纹的间距公式
知，干涉条纹疏密程度与双缝宽度、波长有关，故C 、D 正确；
(2) 螺旋测微器的读数为：0.5mm+0.01mm×20.2mm=0.702mm ；
(3) 如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大，根据双缝干涉条纹的间距公式
，待测光的波长测量值也是偏大． 【点晴】
根据干涉条纹的间距公式分析间距与哪些因素有关，螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大；根据干涉条纹的间距公式
分
析． 3．AD AC
【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，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
解析：AD AC
d x L
∆ 【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，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，C 错误，D 正确。

故选AD 。

(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，A 正确，B 错误； CD ．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，C 正确，D 错误。

故选AC 。

(3)[3]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
d x L
λ=∆ 4．C 2.05
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为获取单色线光源，光源后面要有滤光片、单缝、双缝，则①是滤光片，
②是单缝，③是双缝，故AB 错误，C 正确。

故选C
(2)
解析：C 2.05 5d x l λ∆=
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为获取单色线光源，光源后面要有滤光片、单缝、双缝，则①是滤光片，②是单缝，③是双缝，故AB 错误，C 正确。

故选C
(2)[2]游标卡尺读数0.2cm 10.05mm 2mm 0.05mm 2.05mm d =+⨯=+=
(3)[3]相邻两亮条纹间距为5
x ∆，由干涉条纹与波长间的关系可知
5x l d
λ∆= 得
5d x l
λ∆= 5．D C AC C D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] ．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依
次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单
解析：D C AC C D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] ．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头．将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是：A 、B 、D 、C 、F 、E ；
(2)[2]．为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的光子数目增多； A ．当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A 正确；
B ．将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B 错误；
C ．将放大镜A 换一个面积更大的放大镜，则光的强度的增强，导致亮度增加，故C 正确；
D ．调节测量头的位置，亮度不变，故D 错误。

故选AC 。

(3) [3]．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．
故选C 。

(4)[4]．由图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据l x d
λ∆=
可知： A. 单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响，选项A 错误；
B. 光强度对条纹间距无影响，选项B 错误；
C. 光源离双缝的距离对条纹间距无影响，选项C 错误；
D. 双缝离光传感器的距离l 较小，则条纹间距较小，选项D 正确；
故选D 。

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．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；
故选D ；
(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 。

8．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 2.320mm=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--⨯⨯=⨯。