河南省信阳市第一高级中学 实验用双缝干涉测量光的波长单元测试题.docx

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河南省信阳市第一高级中学实验用双缝干涉测量光的波长单元测试题

河南省信阳市第一高级中学实验：

用双缝干涉测量光的波长单元测试题

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，

①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

②下列图示中条纹间距表示正确是________．

2．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_____．

3．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）

4．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得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，该同学可_____。

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条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为∆x，则单色光的波长λ=_____。

（3）本实验用到了干涉条纹间距公式，请利用图乙（图中d≪l）证明之________。

5．某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

回答下列问题：

（1）若想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，该同学可__；

A．将单缝向双缝靠近

B．将屏向远离双缝的方向移动

C．使用间距更大的双缝

（2）某次测量时，分划板在

位置的示数如图乙所示，此时示数为__cm；若分划板在如图乙所示的

位置的示数为2.59cm，则相邻条纹的间距为__cm；

（3）该次测量时，选用的双缝的间距为0.400mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，则所测单色光的波长为__nm（结果保留三位有效数字）。

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，并选用双缝间距d=0.20mm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=700mm。

接通电源使光源正常工作。

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。

某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。

利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的单色光的波长λ=________m（保留2位有效数字）。

②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。

以下改动可能实现这个效果的是________。

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间

B．仅将单缝与双缝的位置互换

C．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片

7．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，单缝保持竖直方向，滤光片为绿色滤光片（只能透过绿光）。

接通电源使光源正常工作。

（1）组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为________

A．a代表双缝，b代表单缝

B．a代表单缝，b代表双缝

C．二者相互平行放置

D．二者相互垂直放置

（2）将绿色滤光片改为红色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则_________。

A．条纹为竖条纹

B．条纹为横条纹

C．与绿光相比相邻条纹间距变窄

D．与绿光相比相邻条纹间距变宽

（3）在实验中，先取下滤光片，然后在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时在毛玻璃屏上可以看到的是________。

A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在

C．任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

（4）目镜部分的实验测量装置如图所示，两次将标志线分别对准第1、第4暗条纹中央后，测量结果如图所示，此次测量的相邻条纹间距为________mm。

8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝屏。

从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。

接通电源使光源正常工作。

（1）组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为____________。

A．a代表单缝，b代表双缝

B．a代表双缝，b代表单缝

C．二者相互平行放置

D．二者相互垂直放置

（2）将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则_________。

A．条纹为横条纹

B．条纹为竖条纹

C．与红光相比条纹间距变窄

D．与红光相比条纹间距变宽

（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。

（4）图为上述实验装置示意图。

S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。

若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹________。

A．向上移动B．向下移动C．间距变大D．间距变小

【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．ABCC

【解析】

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装上单缝和双缝及测量头，故A正确；

B、要

解析：

ABCC

【解析】

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装上单缝和双缝及测量头，故A正确；

B、要小灯泡发光，则接通电源前把输出电压调到小于或等于小灯泡额定的电压，故B错误；

C、观察到条纹比较模糊，可能是单缝和双缝不平行，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；

故选ABC．

（2）干涉条纹的宽度是一个明条纹与一个暗纹之间的宽度的和，为两个相邻的明（或暗纹）条纹中心之间的距离，故C图是正确的．

【点睛】知道实验步骤和注意事项；条纹宽度是相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离．

2．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．

3．415.7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：

4．B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

解析：

B

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]在线段P1S2上作P1M=PS1，则

S2M=r2－r1

因d

l，三角形S1S2M可看做直角三角形，有

另有

得

若P1处为亮纹，则

（k=0、1、2……）

解得

（k=0、1、2……）

所以相邻两亮纹或暗纹的中心间距为

5．C1.120.21700

【解析】

【分析】

（1）根据双缝干涉条纹间距公式：

分析答题；

（2）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。

读出分划板在A位置

解析：

C1.120.21700

【解析】

【分析】

（1）根据双缝干涉条纹间距公式：

分析答题；

（2）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。

读出分划板在A位置的示数，即可求得相邻条纹的间距；

（3）将数据代入公式：

，求出该单色光的波长。

【详解】

（1）[1]根据双缝干涉条纹间距公式

，可知想减小从目镜中观察到的相邻条纹的间距，可将屏向靠近双缝的方向移动，即减小

，或使用间距更大的双缝，即增大

，与单缝到双缝的距离没有关系，故A、B错误，C正确。

故选C。

（2）[2][3]分划板在A位置时，游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.2mm所以最终读数为

分划板在如图乙所示的

位置的示数为

则相邻条纹的间距为

（3）[4]双缝的间距为

屏与双缝间的距离为

根据双缝干涉条纹间距公式

，解得

【点评】

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；要掌握双缝干涉条纹间距公式

，要知道公式中各个量的准确含义。

6．35C

【解析】

【分析】

【详解】

①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：

0mm+0.05×7=0.

解析：

35

C

【解析】

【分析】

【详解】

①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：

0mm+0.05×7=0.35mm；

[2]．A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则

根据公式

得

②[3]．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，可知各条纹的宽度减小。

由公式

，则有：

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则△x不变，故A错误；

B．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故B错误；

C．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则△x减小，故C正确。

故选C。

7．ACADC1.893

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]AB．因为该实验是双缝干涉实验，故b是双缝，为了使双缝得到的光更具有相干性，所以在双缝前加一个单缝，所

解析：

ACADC1.893

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]AB．因为该实验是双缝干涉实验，故b是双缝，为了使双缝得到的光更具有相干性，所以在双缝前加一个单缝，所以a是单缝，选项A正确，B错误；

CD．若单缝是竖直放置，则双缝也需要竖直放置，故二者相互平行放置，选项C正确，D错误；

故选AC。

（2）[2]AB．由于单缝是竖直的，故屏上的条纹是竖条纹，选项A正确，B错误；

CD．将绿色滤光片改为红色滤光片后，光的波长变大，故看到的条纹间距也应该变宽，选项C错误，D正确。

故选AD。

（3）[3]在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），由于绿光和红光的频率不同，则不能发生干涉，但屏上仍有光亮。

选项C正确，ABD错误。

故选C。

（4）[5]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。

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。

则此次测量的相邻条纹间距为

8．ACBCA

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]AB．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，故A正确，B错误；

CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观

解析：

ACBC

A

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]AB．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，故A正确，B错误；

CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，故C正确，D错误。

故选AC。

（2）[2]AB．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，故B正确，A错误；

CD．根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，故C正确，D错误。

故选BC。

（3）[3]由图可知，两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

可得波长表达式

（4）[4]若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，由

可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误。

故选A。