《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题含答案.docx

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《实验用双缝干涉测量光的波长》测试题含答案

《实验：

用双缝干涉测量光的波长》测试题（含答案）

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”的实验中,用图甲装置测量红光的波长:

（1）图甲中标示的器材“A”应为_______; 

（2）图乙中测量头的读数为____mm; 

（3）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

（4）下列图示中条纹间距表示正确是____。

2．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（如图甲），游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时（如图乙），游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为____________mm．图丁中游标卡尺的示数为__________mm．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________，所测光波的波长为________m．（保留两位有效数字）

3．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）。

4．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）

5．小明和小强两位同学根据老师的要求到实验室想利用双缝干涉实验仪测量光的波长，实验老师给他提供（如图甲所示的）实验仪器。

接通电源使光源正常发光。

回答下列问题：

①一开始小明和小强同学按图甲所示将仪器安装在光具座上之后，在目镜中什么也看不到，两人看了说明之后，相互配合做了如下调节。

一是调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，二是调节单缝与双缝________，使缝的中点位于遮光筒轴线上，但是这次小明同学在目镜中看到了模糊不清的条纹，为了得到清晰的条纹，因仪器装置较长，一人无法完成操作，两人开始分工，小明在目镜中观察，小强必须前后微调________（填写图中所给的仪器名称）才能看到清晰的干涉条纹。

②经过认真、正确地调节，小明和小强看到了彩色干涉条纹，说明在实验装置当中缺少了________，小明和小强认为同样可以测出彩色条纹间距，从而测出小灯泡发出的光的波长，因此调节出如图乙、丙、丁所示的三个彩色条纹图样，请问观察到图乙情景时目镜中心相对于遮光筒轴线是________（填“偏左”或“偏右”）的。

③观察到图乙时，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，此时手轮上的示数为

。

然后转动测量头，使分划板中心刻线与第9条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数为

，求得相邻亮纹的间距

________

。

④已知双缝间距

，测得双缝到光屏的距离

，由计算表达式

________，求得所测灯泡发出光的波长为________（结果保留三位有效数字）

。

6．英国物理学家托马斯·杨第一次在实验室用图1所示的实验装置观察到光的干涉现象．图中M为光源，N是有一个小孔的屏，O是有两个非常靠近大小相同的小孔屏，两小孔与N上小孔的距离相同；P为像屏．

（1）该实验设置O屏的目的是____________________；

（2）呈现在P屏上的光的干涉图样应该是图2中的________（填“甲”或“乙”）．

7．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离 d ＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为 L ＝75.0cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数 

 ＝________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时游标卡尺的读数 

＝9.3mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________mm。

8．

（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）。

【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．红光滤色片（写滤光片也对）（10.34~10.40）mmABCC

【解析】

【详解】

（1）[1].图甲中标示的器材“A”应为红光滤色片；

（2）[2].图乙中测

解析：

红光滤色片（写滤光片也对）（10.34~10.40）mmABCC

【解析】

【详解】

（1）[1].图甲中标示的器材“A”应为红光滤色片；

（2）[2].图乙中测量头的读数为：

10mm+18×0.02mm=10.36mm; 

（3）[3].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安装单缝、双缝以及装上测量头，故A正确；

B.若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压，故B正确；

C.观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，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．

（4）[4].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．

2．616.6减小误差6.3×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2][3][4]图丙读数为

图丁读数为

实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的

解析：

616.6减小误差6.3×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2][3][4]图丙读数为

图丁读数为

实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据

求得

3．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

4．

（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。

5．相互平行凸透镜滤光片偏右2.125607

【解析】

【详解】

①[1]调节单缝与双缝相互平行是干涉条纹是否清晰的前提条件，所以必须调节单缝与双

解析：

相互平行凸透镜滤光片偏右2.125

607

【解析】

【详解】

①[1]调节单缝与双缝相互平行是干涉条纹是否清晰的前提条件，所以必须调节单缝与双缝相互平行；

[2]在调节光源、凸透镜、遮光筒轴线在同一高度上，单缝与双缝相互平行后，还必须认真前后微调凸透镜才能使光屏上得到清晰的干涉条纹的图样。

②[3][4]不加滤光片，观察到的是复色光的彩色条纹；根据实际操作易知图乙情景时目镜中心相对于遮光筒轴线是偏右的。

③[5]根据

得相邻亮纹的间距为2.2125mm

④[6]由

知表达式为

带入数据

6．

（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光）

（2）乙

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在干涉实验中，两光的频率需相同，则O屏的作用是得到相干光源．

（2）因为干涉图样应与双孔平行

解析：

（1）获得相干光源（或产生频率相同的两束光）

（2）乙

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在干涉实验中，两光的频率需相同，则O屏的作用是得到相干光源．

（2）因为干涉图样应与双孔平行，则乙图样是正确的．

7．3

【解析】

【详解】

[1]．图戊的示数主尺为：

0mm；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为0.1×3mm=0.3mm，总读数为0.3mm；

[2]．根据得：

解析：

3

【解析】

【详解】

[1]．图戊的示数主尺为：

0mm；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为0.1×3mm=0.3mm，总读数为0.3mm；

[2]．根据

得：

8．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