选修1高中物理高考物理实验：用双缝干涉测量光的波长试题经典

选修1高中物理高考物理实验：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．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，某同学安装实验装置如图甲所示，调试好后能观察到清晰的干涉条纹．

（1）根据实验装置知，②、③、④依次是______、______、______．

（2）某次实验时，该同学调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心，如图乙所示，此时螺旋测微器的读数为______mm．

（3）转动手轮，使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置，再次从螺旋测微器上读数．若实验测得4条亮纹中心间的距离为∆x1=0.960mm，已知双缝间距为d=1.5mm，双缝到屏的距离为L=1.00m，则对应的光波波长λ=______mm．

2．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．

(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CE________A．

(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2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，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm．

(3)为了增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以________．

A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离

C．将红色滤光片改为绿色滤光片 D．增大双缝之间的距离

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

4．(1)某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa和bb，O为直线AO与aa的交点。在直线OA上竖直地插上P1、B1两枚大头针。

①该同学接下来要完成的必要步骤有_____。（单选题）

A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像

B．插上大头针P3，使P3仅挡住P2和P1的像

C．入射角过大，在上表面可能发生全反射

D．入射角过大，在下表面可能发生全反射

②过P3、P4作直线交bb于O，过O作垂直于bb的直线NN，连接OO．测量图1中角a和的大小。则玻璃砖的折射率n=________。

③如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa和bb的间距画得过宽．若其他操作正确，则图2（甲）折射率的测量值____准确值；图2（乙）折射率的测量值准确________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

(2)现有毛玻璃屏A、双缝，B、白光光源，C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长。

①将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A。

②将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，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，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻充纹的间距x为______mm。

③已知双缝间距d为-42.010m，测得双缝到屏的距离L为0.700m，=_______m。

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．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 1x ＝________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 2x＝9.3mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是________ mm。

7．在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，从仪器注明的规格可知，双缝间距d=0.20mm．现测得像屏与双缝屏间的距离L=60.0cm．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（mm），游标尺上有50个分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，映入眼帘的干涉条纹如图所示，他将分划板上的三条竖线对准a条纹，此时游标尺上的读数为x1=3.60mm；接着再转动手轮，将分划板上的三条竖线对准b条纹，此时游标尺上的读数如左图，则x2=_________mm．

（2）两个相邻亮纹（或暗纹）间距离的表达式为Δx=_________（用x1、x2表示）；这种色光的波长的表达式λ=____________（用Δx、L、d表示）．利用上述测量结果，代入数据经计算可得=_____________m（保留三位有效数字）．

8．“用双缝干涉测光波长”实验中，实验装置如图甲所示:

为了观察红光的干涉图样，现有毛玻璃屏A 、双缝B、白光光源C 、透镜D、单缝E、红色滤光片F等光学元件，

（1）为了保证实验能正常进行，需要依次放置光学元件，那么从左往右，表示各光学元件字母的正确排列顺序为:C、D、____、A．

（2）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节：___

A．仅左右转动透镜

B．仅调节拨杆

C．仅旋转双缝

D．仅旋转测量头

（3）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其它条件不变情况下，以下做法合适的是__

A．增大单缝与双缝间距

B．增大双缝与毛玻璃屏间距

C．增大两双缝间距离

D．增强光源亮度

【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．单缝 双缝 遮光筒 1.680 4.8×10﹣4

【解析】

【详解】

（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

解析：单缝 双缝 遮光筒 1.680 4.8×10﹣4

【解析】

【详解】

（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．根据∆x=Ldλ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．

（2）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为0.01×18.0 mm=0.180 mm，所以最终读数为1.680 mm．

（3）由题意可知，相邻条纹间距为∆x=13x=0.32 mm，根据∆x=Ldλ得，

λ=xdL=31.50.320110 mm=4.8×10﹣4 mm．

【点睛】

解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式∆x=Ldλ．

2．DB； 13.870； 2.310； B

【解析】

(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；

(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻

解析：DB； 13.870； 2.310； B

【解析】

(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；

(2)图3螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加为13.870mm

同理：图2的读数为：2.320mm

所以13.8702.3202.3105xmmmm；

(3) 依据双缝干涉条纹间距规律Lxd可知：

A项：x 与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A错误；

B项：增大双缝与光屏之间的距离L，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B正确；

C项：绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；

D项：增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误．

点晴：为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．

3．CD 13.870 1.320

【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：CD 13.870 1.320 76.610

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据Lxd，d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。