河南省鹤壁市淇县第一中学高考物理实验用双缝干涉测量光的波长试题经典.docx

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河南省鹤壁市淇县第一中学高考物理实验用双缝干涉测量光的波长试题经典

河南省鹤壁市淇县第一中学高考物理实验：

用双缝干涉测量光的波长试题经典

一、实验：

用双缝干涉测量光的波长实验题

1．

（一）在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验（如图）后，某同学得出下列几种结论中，说法正确的是_______________

A．玻璃砖的宽度适当选大些

B．入射角应尽量小些，防止在另一侧面发生全反射

C．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些

D．入射角越大越好，这样测量误差能尽可能的减小

E.玻璃砖的折射率与入射角有关，入射角越大，测得折射率越大

F.玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数

G.玻璃砖的折射率与入射角无关，入射角越大，折射角越大，但是入射角与折射角的比值是一个常数

（二）做“用双缝干涉测光的波长”实验中，使用的双缝间距d＝0.20mm，双缝到光屏的距离L＝600mm，观察到的干涉条纹如图所示．

（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1＝________mm，x2＝________mm；

（2）相邻亮纹的间距△x________mm；

（3）计算单色光的波长的公式λ＝________（用L、d、x1、x2表示）；

（4）代入数据计算单色光的波长λ＝_______m（结果保留两位有效数字）．

2．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”）。

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．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）

。

5．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对齐A条纹中心时（图1）,游标卡尺的示数如图2所示,第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图3）,游标卡尺的示数如图4所示,已知双缝间距离为0.05mm双缝到屏的距离为1m,则图2中游标卡尺的读数为_________mm,则图4中游标卡尺的读数为________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）

6．

（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

。

7．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

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．ACF2.190（±0.02）7.868（±0.02）1.420（±0.02）4.7×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．A、为了减

解析：

ACF2.190（±0.02）7.868（±0.02）1.420（±0.02）

4.7×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．A、为了减小测量的误差，玻璃砖的宽度适当大一些，故A正确．B、D、为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，B，D均错误．C、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些；C正确．E、F、G、玻璃砖的折射率是由玻璃本身的材料决定，与光的入射角和折射角无光，根据折射定律知折射率等于入射角的正弦与折射角的正弦之比，故E、G错误，F正确．故选ACF．

（2）[2][3]．螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.01×19.0=0.190mm，两者相加为2.190mm（2.188~2.192）．

螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.01×36.8=0.368mm，两者相加为7.868mm（7.866~7.870）．

[4]．根据条纹图可知

（3）[5][6]．根据干涉的条纹公式

，可得

，

代入数据可得

.

【点睛】

测定玻璃折射率的实验关键掌握实验原理折射定律；研究双缝干涉实验的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及双缝干涉条纹的间距公式

.

2．115.60.75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。

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．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

5．415.7减小测量的绝对误差（或提高测量的精确度）

【解析】

【分析】

【详解】

[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：

11

解析：

415.7减小测量的绝对误差（或提高测量的精确度）

【解析】

【分析】

【详解】

[1]游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数；图2中主尺读出固定刻度读数为：

11mm，游标尺第4刻线与主尺刻线对齐为：

，故读数为：

[2]同理图4中游标尺第7刻线与主尺刻线对齐，故读数为：

故由图可知条纹间距为：

[3]实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的绝对误差（或提高测量的精确度）.

[4]根据双缝干涉的条纹间距公式：

计算得出：

6．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

7．

（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．

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