《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．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．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____。
3．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件（其中双缝和光屏连在遮光筒上）：
A．白炽灯 B．单缝片 C．光屏 D．双缝 E．滤光片
（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：
________；
（2）在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比，△x1________△x2（填“＞”、“=”或“＜”）．若实验中红光的波长为630nm，双缝与屏幕的距离为1.00m，测得第l条到第6条亮条纹中心问的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为________mm．
4．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________________。
5．用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：
A．白炽灯 B．单缝片 C．光屏 D．双缝
E、遮光筒 F、滤光片（其中双缝和光屏连在遮光筒上）
（1）把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：
_______________．
（2）正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其它条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a__b．（填“大于”、“小于”、或“等于”）
（3）在双缝干涉实验中，滤光片的作用是_____，单缝的作用是_____，双缝的作用是_____．
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，并选用缝间距d=0.4mm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=0.5m。
然后，接通电源使光源正常工作。
（1）由理论分析可知，波长为λ的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹，其相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=_____（字母表达式）；
（2）用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板处于B位置时游标卡尺读数如图中所给出，则分划板在图中B位置时游标卡尺读数为xB=_____mm；
（3）若已知分划板处于A位置时，刻度为11.1mm，该单色光的波长λ=_____m（结果保留2位有效数字）；
（4）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．仅将单缝远离双缝移动少许
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
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．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）
【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2.1917.869或7.8706.76×10-4
【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2.1917.869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=0.191mm，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
，知
．
代入数据得：
2．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．
3．AEBDC＞0.3
【解析】
【分析】
（1）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样；
（2）首先判断红光和绿光的波长关
解析：
AEBDC＞0.3
【解析】
【分析】
（1）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样；
（2）首先判断红光和绿光的波长关系，结合公式
，即可得知红光的干涉条纹间距
与绿光的干涉条纹间距
之间的关系，对题干中的数据先进行单位换算，利用公式
即可计算出双缝间的距离．
【详解】
（1）在光具座上从左向右，应该是光源、滤光片、单缝、双缝、光屏，
故自光源起合理的顺序是：
AEBDC．
（2）红光的波长大于绿光的波长，由公式
，可知红光的干涉条纹间距
与绿光的干涉条纹间距
相比，
>
，因
=630nm=6.3×10-7m，x=10.5mm=1.05×10-2m由公式
得：
=0.3mm
【点睛】
对于该题，要熟练的掌握七种颜色的光之间的频率关系和波长的关系，了解公式
物理量的含义，会应用该公式进行相关的计算和定性的分析，解答问题时，要注意单位的换算．
4．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。
5．AFBDEC大于获得单色光形成线光源形成相干光源
【解析】
【分析】
为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉
解析：
AFBDEC大于获得单色光形成线光源形成相干光源
【解析】
【分析】
为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样．
【详解】
（1）双缝干涉实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以元件安装在光具座正确顺序是AFBDEC．
（2）根据
知条纹间距与波长成正比，故红光的条纹间距大于绿光的条纹间距；（3）滤光片的作用是获取单色光．单缝的作用是提供线状光源，双缝的作用是提供干涉光源．
【点睛】
本题考查了实验装置、条纹间距公式的应用，知道双缝干涉实验的原理、熟练应用双缝干涉条纹距公式
即可正确解题．
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有
（2）[2]图中B位置时游标卡尺读数为
（3）[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
解析：
D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理，则有
（2）[2]图中B位置时游标卡尺读数为
（3）[3]条纹的间距
根据
得该单色光的波长
（4）[4]A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，
、
与d都不变，则
不变，条纹数目不变，A错误；
B．仅将单缝远离双缝移动少许，
、
与d都不变，则
不变，条纹数目不变，B错误；
C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，C错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，
减小，
与d都不变，则
减小，条纹数目将有所增加，D正确。
故选D。
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．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
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