《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案1.docx

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《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案1

《实验：

用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案

（1）

一、实验：

用双缝干涉测量光的波长实验题

1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。

已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。

（1）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Δx为________mm；

（2）波长的表达式λ＝________（用Δx、L、d表示）；

（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________（填“变大”、“不变”或“变小”）；

（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

2．我们用以下装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验：

（1）在本实验中，需要利用关系式

来求解某色光的波长，其中L和d一般为已知量，所以测量

是本实验的关键，观察下面的图像，你认为在实际操作中

应选下列图中的________图（填写“甲”、“乙”）更为合适？

（2）而在实际操作中，我们通常会通过测n条亮纹间的距离取平均值的方法来减小测量误差。

已知实验所用的测量头由分划板、滑块、目镜、手轮等构成，使用50分度的游标卡尺。

某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，具体操作如下：

从目镜中观察干涉图像同时调节手轮，总共测量了5条亮纹之间的距离，初末位置游标卡尺的示数如图所示，则相邻两条亮纹的间距

________mm。

（3）若在实验当中，某同学观察到以下图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。

若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差，所以需要对仪器进行调整，使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上。

下面操作中可行的有________。

A．调节拨杆方向

B．其他不动，测量头旋转一个较小角度

C．其他不动，遮光筒旋转一个较小角度

D．将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度

（4）在写实验报告时，实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时的所观察到的初末两个视场区，你觉得__________的图像存在造假现象。

3．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、透镜、　M　、　N　、　P　、遮光筒、毛玻璃、放大镜，如图所示。

（1）M、N、P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）对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取的方法有____；

A．减小双缝间距离B．增大双缝间距离

C．减小双缝到屏的距离D．增大双缝到屏的距离

（3）如果测得双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，相邻两条亮纹中心间的距离为

，写出计算波长λ的表达式为________。

4．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

5．

（1）利用如图所示的实验装置探究相关的力学实验，下列说法错误的是（________）

A．“探究速度随时间变化规律”的实验中，不需要平衡摩擦力

B．探究“功和速度变化关系”的实验中，只打出一条纸带不能进行探究

C．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量

D．利用该实验装置，只要平衡摩擦力，就可以用来“探究机械能守恒定律”实验

（2）在探究“加速度和力、质量的关系”实验中，打出了一条纸带，如图所示，已知打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为______m/s2（结果保留两位有效数字）。

（3）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图丙所示。

①小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变______（选填“滤镜”、“单缝”或“双缝”）的方向，成功观察到实验现象。

②小李同学已经测量出其中3个距离L1、L2、L3，分别为光源到单缝、单缝到双缝、双缝到毛玻璃的距离，又测出第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a，已知双缝间的距离d，则产生干涉条纹的光的波长为______（用题中所给字母表示）。

6．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）

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．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。

【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

1．8702.310变小A

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm×32.0=2.320mm；

图乙读数13.5mm+0.

解析：

8702.310

变小A

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]．图甲读数2mm+0.01mm×32.0=2.320mm；

图乙读数13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm；

则条纹间距

（2）[3]．根据

可得波长的表达式

（3）[4]．若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由

可知，得到的干涉条纹间距将变小；

（4）[5]．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

可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误。

故选A。

2．甲图BC甲同学

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则应选下列图中的甲图更为合适；

（2）[2]．由图可知，初末位置游标

解析：

甲图

BC甲同学

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则

应选下列图中的甲图更为合适；

（2）[2]．由图可知，初末位置游标卡尺的示数分别为0.570cm和1.380cm，则相邻两条亮纹的间距

。

（3）[3]．首先要明确各器件的作用，拨动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，因为已有清晰的干涉图样，所以不用调节；题中所说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，故应其他不动，测量头旋转一个较小角度；或者其他不动，遮光筒旋转一个较小角度。

故选BC。

（4）[4]．实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图像存在造假现象。

3．AAD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝和双缝；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

解析：

AAD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]这三个光学元件依次是滤光片、单缝和双缝；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，故选A；

（2）[2]根据波长

可知，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，应该减小双缝间距离d，增大双缝到屏的距离L，故选AD；

（3）[3]如果测得双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，相邻两条亮纹中心间的距离为

，由双缝干涉条纹间距公式

解得

4．DCACCD

【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：

DCACCD

【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

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。

5．BD0.8单缝

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A正确，不符合题意；

B．探究“功和速度变化关系

解析：

BD0.8单缝

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A正确，不符合题意；

B．探究“功和速度变化关系”的实验中，实验操作正确，打出一条纸带就能进行探究，故B错误，符合题意；

C．探究“加速度和力、质量的关系”实验中，物块的质量应远小于小车和砝码的总质量，才能保证小车受到的拉力等于物块的重力，故C正确，不符合题意；

D．虽然平衡了摩擦力，但摩擦力并没有消失，在物块运动的过程中有摩擦力做功，故系统机械能不守恒，所以不能用此装置验证系统机械能守恒。

故D错误，符合题意。

故选BD。

（2）[2]打点计时器的交变电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点计时点，故相邻两个计数点之间的时间间隔为

T=5×0.02s=0.1s

由逐差法求加速度

（3）[3]小李同学从放大镜中观察到条纹不够清晰，他通过左右调节拨杆，改变单缝的方向。

[4]第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心间的距离为a，则相邻两个亮条纹的间距

根据

得

6．A变小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，故A正确，BCD错误；

故选A；

（2）[2]根据知，当将红光滤光片换

解析：

A变小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，故A正确，BCD错误；

故选A；

（2）[2]根据

知，当将红光滤光片换为绿光滤光片时波长减小，则相邻亮纹（暗纹）间的距离变小；

（3）[3]条纹间距为

根据

得

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．AB480

【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：

AB480

【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

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

得