《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题.docx

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《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题

《实验：

用双缝干涉测量光的波长》测试题

一、实验：

用双缝干涉测量光的波长实验题

1．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）。

2．用双缝干涉测光的波长实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L，双缝间距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（如图乙所示），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，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1=______mm（允许误差）、对准第4条时读数x2=______mm（允许误差）

（2）写出计算波长

的表达式，

______（用x1、x2、L、d表示，不用计算）．

（3）在屏上观察到了干涉条纹如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变______；（选大或小）

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．

（1）如图（a）是小金同学在实验室用红光做“用双缝干涉测量光的波长”实验的器材，观到如图（b）所示的干涉条纹，图中灰色部分表示暗条纹，于是他使分划板中心刻线与暗条纹中心对齐，移动测量头进行测量，下列说法正确的是_______。

A．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻线与亮条纹中心对齐

B．在实验过程中拿掉双缝，将观察不到明暗相间的干涉条纹

C．该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果

D．若需得到竖直的条纹与分划板刻线平行只需要逆时针转动测量头即可

（2）小金进行必要的实验操作后，得到竖直的条纹与分划板刻线平行。

已知测量头是50分度的游标卡尺，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图（a）所示，图（a）中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时图（b）中游标尺上的读数

=_______cm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图（c）所示，此时图（d）中游标尺上的读数

=_______cm；利用上述测量结果，该同学经计算得该红光的波长

，已知双缝到屏的距离L=700mm，则该同学选用的双缝的缝间距d=___mm（此空计算结果保留两位有效数字

。

5．

（1）如图1所示，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光源、滤光片、________（填写相应的器材）、双缝、遮光筒、光屏。

某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是_________。

A．换用紫色的滤光片

B．换用红色的滤光片

C．使光源离双缝距离近一些

D．使光屏离双缝距离远一些

（2）选用缝间距为d的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离为L。

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，副尺上有50分度。

某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2（a）所示，图2（a）中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2（b）中游标尺上的读数

；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3（a）所示，此时图3（b）中游标尺上的读数

______________；

②观察图2、图3，

为__________个暗条纹的宽度。

③在已知条纹间距为

，双缝间距d，像屏与双缝屏间的距离为L的情况下，这种色光的波长

_____________（用所给字母表示）。

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

7．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。

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②B．①和③C．②和③D．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．ADAC

【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：

ADAC

【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

可得波长表达式

2．

（1）2.190mm7.869

（2）（3）小

【解析】

【详解】

（1）对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm，可动读数为0.01×36.9=0.369mm，所以最

解析：

（1）2.190mm7.869

（2）

（3）小

【解析】

【详解】

（1）对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm，可动读数为0.01×36.9=0.369mm，所以最终读数为7.869mm.

（2）根据

，可得：

。

（3）根据

知双缝间距d增大时条纹间距变小。

3．ABCC

【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：

ABCC

【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．BC0.1161.5020.20

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻度线与亮条纹中心重合，故A错误；

B．在实验过程中

解析：

BC0.1161.5020.20

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A．该同学测条纹间距时必须将分划板中心刻度线与亮条纹中心重合，故A错误；

B．在实验过程中拿掉双缝，将出现明暗相间衍射条纹，将观察不到明暗相间的干涉条纹，故B正确；

C．该干涉条纹虽然倾斜，但测得的该波长值仍正确，故C正确；

D．若需得到竖直的条纹与分划板刻度线平行只需顺时针转动测量头即可，故D错误；

故选BC；

（2）[2]游标卡尺的主尺读数为1mm，游标读数为0.02×8mm=0.16mm，所以最终读数为1.16mm，即0.116cm；

[3]游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.02×1mm=0.02mm，所以最终读数为15.02mm，即1.502cm；

[4]相邻亮条纹的间距为

根据

可得

代入数据可得

5．单缝BD15.026

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据实验原理，即可确定，再依据双缝干涉条纹间距公式，若要增加条纹宽度，则分析即。

（2）根据可知要求

解析：

单缝BD15.026

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据实验原理，即可确定，再依据双缝干涉条纹间距公式

，若要增加条纹宽度，则分析即。

（2）根据

可知要求波长

，已知L和d，则必需知道条纹间距

，根据图2（a）指示的为第0条亮条纹中央所在的位置，而图3（a）指示的为第6条亮条纹中间所在的位置。

故图2（a）中亮条纹与图3（a）中亮纹间的间隔为6个，从而求出

，最后求出

。

本题关键根据双缝干涉条纹间距公式

列式分析，要明确公式中的各个物理量的含义。

【解答】

（1）[1]该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。

注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上。

[2]根据

知，增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距，可以增加相邻亮纹

暗纹

间的距离，若将黄色滤光片改成红色滤光片，则

变大，故条纹间距变大。

选项BD正确，AC错误。

故选BD。

（2）①[3]由3（b）知

②[4]观察图2、图3，很容易得到图中暗纹2（a）与图3（a）中暗纹间的间隔为6个；

③[5]由

得

6．35C

【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

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

根据公式

得

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

，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。

7．ACADC1.893

【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：

ACADC1.893

【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

8．1907.868A

【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：

1907.868

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]相邻条纹间距为：

由条纹间距公式

可知波长为：

；

（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。