《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案

《实验：用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案

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．某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。双缝间距d = 0.20mm，测得屏与双缝间的距离L = 500mm。然后，接通电源使光源正常工作：

(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________cm；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的________cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ=_________m；

(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有_________________（至少写一条）。

3．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20.00mm。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3.00mm，求得相邻亮纹的间距x________mm。

④已知双缝间距0.200mmd，测得双缝到光屏的距离700mmL，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）nm。

4．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)

5．(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1x=_______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2x=_______cm；利用上述测量结果，该同学经计算得该红光的波长=660nm，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）。

6．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

7．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)x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

8．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C、______、______、______、A。

（2）本实验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；

②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用刻度尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。在操作步骤②时还应注意______和______。

（3）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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距x为______mm。

（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ=______。求得所测红光波长为______mm。

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一、实验：用双缝干涉测量光的波长 实验题

1．190或2.191 7.869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=0.1

解析：190或2.191 7.869或7.870 2123dxxL 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Lxd，知

1224()3dxxxdLL．

代入数据得：

40.25(7.8692.191)mm6.7610mm3700．

2．11 2.3 减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]．游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm；若游

解析：11 2.3 73.210 减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]．游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm；若游标卡尺的读数为1.67cm，此时主尺上的2.3cm刻度与游标尺上某条刻度线对齐；

[3]．条纹间距

1.671.11cm=0.08cm7x

则根据Lxd可得

2370.08100.210=m3.210m0.5xdL

(2)[4]．若实验中发现条纹太密，即条纹间距太小，根据Lxd可采取的改善办法有：减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L。

3．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

解析：相互平行 凸透镜 滤光片 偏右 2.125 dxL 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。