选修1高中物理高考物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题经典

选修1高中物理高考物理实验：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．用双缝干涉测光的波长。实验装置如图所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。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。

（1）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，手轮上的读数如图所示，则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm

（2）写出计算波长λ的表达式，λ=_________（用符号表示），λ=_____mm(保留三位有效数字)

2．双缝干涉实验装置如图所示．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量光的波长．

(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)若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm，双缝间距d=0. 30

mm，双缝到屏的距离1=1. 000 m，则对应的光波波长= ______ m；（计算结果保留两位有效数字）

(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，在距双缝相同距离的屏上分别得到右图所示的干涉图样，由图样可判定______（填“甲”或“乙”）是由红光得到的图样．

3．某同学设计一个测定激光波长的实验，装置如甲图所示. 激光器发出的直径很小的红色激光进入一个一端装有双孔、另一端装有感光片的遮光筒，感光片上出现一排等距的亮点.

①这个现象说明激光具有____性.（选填“波动”或“粒子”）.

②通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长.设双孔间距离为a=0.22mm，双孔到感光片的距离为L=1.0000m，用带10分度游标的卡尺测量感光片上的点的距离时，第1个光点到第4个光点的距离如乙图所示，相邻光点间的距离是_____mm.该激光的波长=___m.（保留2位有效数字）

4．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得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，该同学可_____。

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条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为∆x，则单色光的波长λ=_____。

(3)本实验用到了干涉条纹间距公式，请利用图乙（图中d≪l）证明之________。

5．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，如图甲所示，将双缝干涉实验仪器按要求安装

在光具座上，并选用缝间距 d=0.25mm 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，单缝与双缝之间的距离为5.00cm，光屏与双缝屏间的距离L=60.00cm。接通电源使光源正常工作。

（1）在图甲中，要使单缝与双缝相互平行，干涉条纹更加清晰明亮，以下操作最合理的是______ ；

A．移动光源 B．转动双缝 C．调节拨杆 D．转动遮光筒

（2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______ ；

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

（3）某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第 1 次看到的干涉条纹如图乙所示，图

乙中的数字是该同学给各暗纹的编号，分划板中心刻线对准 1、2 间的亮纹中心，此时游标尺的读数 x1=9.30 mm；接着再转动手轮，看到的的干涉条纹如图丙所示，此时游标卡 尺读数如图丁所示，则读数x2=_____mm；利用上述测量结果，经计算可得这种色光的波长

λ=____ nm（计算结果保留三位有效数字）。

6．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________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

7．如图，在“用双缝干涉测光的波长”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_____；(填正确答案的标号)

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)如果实验时将红光滤光片换为绿光滤光片，则相邻亮纹(暗纹)间的距离_____；(选填“变大”或“变小”)

(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.200mm，测得屏与双缝间的距离为1.40m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm，则所测单色光的波长λ为______m。(结果保留3位有效数字)

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，S1、S2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

1．190或2.191 7.869或7.870 6.76×10-4

【解析】

【详解】

（1）[1]．测第1条时固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×19.1=0.1

解析：190或2.191 7.869或7.870 2123dxxL 6.76×10-4

【解析】

【详解】

（1）[1]．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．

[2]．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．

（2）[3][4]．根据双缝干涉条纹的间距公式Lxd，知

1224()3dxxxdLL．

代入数据得：

40.25(7.8692.191)mm6.7610mm3700．

2．EDB 6.9×10-7 甲

【解析】

【分析】

【详解】

(1)为获取单色线光的双缝干涉图样，白光光源后先放滤光片，再放单缝、双缝，最后放毛玻璃片．故答案为EDB．

(2) 若

解析：EDB 6.9×10-7 甲

【解析】

【分析】

【详解】

(1)为获取单色线光的双缝干涉图样，白光光源后先放滤光片，再放单缝、双缝，最后放毛玻璃片．故答案为EDB．

(2) 若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm，则3lxd，整理得：3376.930100.30106.910331.000xdmml

(3)红光波长比绿光波长长，在距双缝相同距离的屏上得到红光干涉图样的相邻亮条纹间距大，则图甲是由红光得到的图样．

3．波动性 2.87mm

【解析】

【详解】

①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性;

②[2] 主尺读数为8mm，游标读数为0.1×6=0

解析：波动性 2.87mm 76.310m

【解析】

【详解】

①[1]这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性;

②[2] 主尺读数为8mm，游标读数为0.1×6=0.6mm，所以第一个光点到第四个光点的距离是8.6mm．第1到第4个光点的距离是8.6mm．

相邻光点间的距离是

8.5mm2.87mm3x

[3] 根据

Lxd

可知

xdL=6.3ⅹ10-7m

4．B 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（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距

解析：B 1xdnl 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Lxd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