大同市实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案.docx

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大同市实验用双缝干涉测量光的波长试题含答案

大同市实验：

用双缝干涉测量光的波长试题（含答案）

一、实验：

用双缝干涉测量光的波长实验题

1．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：

（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=______mm，xB=______mm，相邻两条纹间距Δx=______mm；

（2）该单色光的波长λ=_______m；

（3）若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将_______（填“变大”“不变”或“变小”）；若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。

2．利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。

放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样，在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。

用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮（或暗）纹间的距离

，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。

（1）关于该实验，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。

A．增大单缝到双缝的距离。

干涉条纹间距变窄

B．将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄

C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

D．去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹

（2）实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。

已知双缝的间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图乙中螺旋测微器的示数是_______mm，求得相邻亮纹的间距

为________mm，所测光波的波长为_______m（结果保留两位有效数字）。

3．同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源（灯泡）正常发光，调整仪器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，下列操作可行的是__________；

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条亮纹中央到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长

_________；

（3）若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_________；

A.屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹

B.屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹

C.屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹

D.屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹

（4）随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。

现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_________（选填“可以”或“不可以”）预测；

②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。

请说明你的观点及依据________________。

4．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。

5．下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．

（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好____________________．

（2）在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：

将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______________（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）．

（3）研究双缝干涉现象时，如图1所示，调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心A，示数如图2所示，其读数为__________mm．移动手轮至另一条亮条纹中心B，读出其读数为27.6mm．已知双缝片与光屏间距为0.6m，所用双缝相距0.2mm，则所测单色光波长为_________m．

图1图2

6．如图是“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置图：

（1）备有下列仪器：

A．白炽灯　　　　B．双缝　　　C．滤光片　　D．单缝　　　E.白色光屏

把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：

A--____---_____---_____--E（填写字母代号）。

（2）

表示相邻亮条纹中心距离，d表示双缝间的距离，L表示双缝到光屏的距离，则计算波长的公式：

_________。

（3）已知双缝到光屏之间的距离L＝500mm，双缝之间的距离d＝0.50mm，单缝到双缝之间的距离s＝100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。

则入射光的波长λ＝________m（结果保留两位有效数字）。

（3）实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________。

A．改用波长较长的光（如红光）作为入射光

B．增大双缝间距

C．增大双缝到单缝的距离

D．增大双缝到屏的距离

7．某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时（如图甲中的A），游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时（如图丙中的B），游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d=0.5mm，双缝到屏的距离l=1m，则：

图乙中游标卡尺的示数为__mm．图丁中游标卡尺的示数为__mm，所测光波的波长为__m（保留两位有效数字）．

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

1．115.60.75变小变小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A位置读数为

[2]B位置读数为

[3]相邻两条纹间距为

。

（2）[4]由

解析：

115.60.75

变小变小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A位置读数为

[2]B位置读数为

[3]相邻两条纹间距为

。

（2）[4]由

得

（3）[5]由

可知，其他条件保持不变时，双缝间距

变大，则条纹间距

变小。

[6]根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长

越小，所以其他条件保持不变时，改用频率较高的单色光照射，则条纹间距

变小。

2．CD13.8701.320

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据，为双缝间距，L为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A错误；将蓝色滤

解析：

CD13.8701.320

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据

，

为双缝间距，L为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A错误；将蓝色滤光片换成红色滤光片，由于红光的波长比蓝光长，干涉条纹间距变宽，B错误；换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，C正确；去掉滤光片后，将观察到白光彩色的干涉条纹，D正确。

（2）[1][2][3]．根据螺旋测微器的读数规则可知读数为13.870mm，第1条亮纹中心与第10条亮纹中心有9个间距，故

把数据代入

求得

3．BD不可以见解析

【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

解析：

B

D不可以见解析

【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，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B正确，ACD错误。

故选B。

（2）[2]第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为：

则单色光的波长为：

（3）[3]如果没有插滤光片，各种颜色的光都会发生干涉，在光屏的中央出现白色条纹，两边是彩色条纹，故D正确，ABC错误。

故选D。

（4）①[4]在光的双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上的落点不可以预测，但大量光子打在光屏上将形成明暗相间的干涉条纹，这说明光子落在各点的概率是不一样的，光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小，光子在空间出现的概率遵循波动规律，所以光波是一种概率波；

②[5]只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能。

根据爱因斯坦的光电效应方程

，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关。

因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变。

4．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。

5．

（1）如图；

（2）向右偏（3）19.46.8×10-7

【解析】

（1）连接电路时应组成两个回路：

将大线圈和电流计串联形成一个回路；将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串

解析：

（1）如图；

（2）向右偏（3）19.46.8×10-7

【解析】

（1）连接电路时应组成两个回路：

将大线圈和电流计串联形成一个回路；将电键、滑动变阻器、电源、小线圈串联形成另一个回路即可，实物图如下图所示：

（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计的指针向右偏，合上开关后，将原线圈迅速从副线圈中插入时，穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏；

（3）测量头工具为10分度的游标卡尺，故读数为：

19mm+4×0.1mm=19.4mm；根据条纹间距公式

可知，

，其中

，d=0.2mm，l=0.6m，代入数据得：

=6.8×10-7m

【点睛】

（1）注意在该实验中有两个回路，一个由大线圈和电流计串联而成，另一个由电键、电源、小线圈串联而成；

（2）根据题意应用楞次定律分析答题；

（3）利用光的干涉实验测量波长的实验原理为：

，即：

，读出第一条手轮读数a1和第二条条纹手轮读数a2，再利用

求相邻条纹间距

，代入数据便可求解波长．

6．CDB6.4×10－7AD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过

解析：

CDB

6.4×10－7AD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2][3]双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝，正确的排列顺序应该是ACDBE

（2）[4]根据双缝干涉条纹的间距公式

可得计算波长的公式

（3）[5]10刻度的游标卡尺的最小分度为0.1mm，A图读出主尺的刻度为1.1cm，游标尺上的第一刻度与上面对齐，所以读数为：

0.1×1=0.1mm，总读数为：

1.1cm+0.1mm=11.1mm；B图读出主尺的刻度为1.5cm，游标尺上的第6刻度与上面对齐，所以读数为：

0.1×6=0.6mm，总读数为：

1.5cm+0.6mm=15.6mm；A与B之间的间隔是7个条纹，所以干涉条纹的宽度

根据

代入数据得

（4）[6]根据

可知，实验中发现条纹太密，可以通过增大双缝到屏的距离，增大波长，和减小双缝间距，故AD正确，BC错误。

故选AD。

7．5018.006.6×10﹣7

【解析】

（1）游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第10个刻度游标读数为，所以最终读数为：

；

（2）游标卡尺的固定刻度读数为，游标尺上第0个

解析：

5018.006.6×10﹣7

【解析】

（1）游标卡尺的固定刻度读数为

，游标尺上第10个刻度游标读数为

，所以最终读数为：

；

（2）游标卡尺的固定刻度读数为

，游标尺上第0个刻度游标读数为0，所以最终读数为：

；

（3）

，根据

，得：

．

点睛：

游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，知道条纹间距的公式

．

8．ACBCA

【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，故A正确，B错误；

CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观

解析：

ACBC

A

【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，故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，故C正确，D错误。

故选AC。

（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，故B正确，A错误；

CD．根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

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，故C正确，D错误。

故选BC。

（3）[3]由图可知，两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

可得波长表达式

（4）[4]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。