台州市 《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案.docx

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台州市《实验用双缝干涉测量光的波长》单元测试题含答案

台州市《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．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线对齐A条纹中心时（如图甲），游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时（如图乙），游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为____________mm．图丁中游标卡尺的示数为__________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）

2．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________________。

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：

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_____．

4．小沈同学进行“用双缝干涉测波长”的实验，

（1）其中部分器材如下：

A．白炽灯B．凸透镜C．单缝片

D．滤光片E.测量头F。

双缝片

将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是（填字母）：

A、B、___________、___________、F、E

（2）某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是___________

A．增加光源的功率B．将毛玻璃换成透明玻璃

C．换一个面积更大的凸透镜D．调节测量头的位置

（3）下列图示中条纹间距表示正确的是___________。

A．

B．

C。

D．

（4）如图所示是小沈同学改为参考课本上”用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。

比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中的___________

A．单缝与双缝的缝距一定较大

B．光强度较小

C．光源离双缝的距离较大

D．双缝离光传感器的距离可能较小

5．如图（甲）是用“双缝干涉测量光的波长”实验设备实物图．

（1）已知单缝与双缝间的距离

双缝与屏的距离

双缝间距

．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第1条亮纹的中心（如图（乙）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第4条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数，如图（丙）所示．则该光被的波长为_____

．（保留两位有效数字）

（2）若在调节过程中观察到如右图（丁）所示的千涉条纹,则出现这种现象的原因是______

A．单缝与双缝不平行

B．单缝与双缝的距离太近

C．设备安装时,没有调节光源的高度,使光线把整个光屏都照亮

6．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,装置如图所示．双缝间的距离d=3mm．

（1）若测定红光的波长,应选用___色的滤光片．实验时需要测定的物理量有___和____．

（2）若测得双缝与屏之间距离为0.70m,通过测量头（与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm）观察到第1条亮纹的位置如图（a）所示,观察到第5条亮纹的位置如图（b）所示．则可求出红光的波长λ=____m．（保留一位有效数字） 

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．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、E、D、B、A。

（2）本实验的实验步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理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用米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时还应注意单缝与双缝的间距为5~10cm和使单缝与双缝相互平行。

（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，记下此时图乙中手轮上的示数_________mm，求得相邻亮纹的间距

为_________mm。

（4）已知双缝间距d为

，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算公式

__________，求得所测红光波长为_________mm（结果保留2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

1．616.6减小误差6.3×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2][3][4]图丙读数为

图丁读数为

实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的

解析：

616.6减小误差6.3×10-7

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2][3][4]图丙读数为

图丁读数为

实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据

求得

2．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。

3．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．

4．DCACCD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：

白色光源、凸透镜、滤光片、单

解析：

DCACCD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]．根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的位置可知，从左向右依次为：

白色光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、测量头．将以上器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是：

A、B、D、C、F、E；

（2）[2]．为了便于测量，要使条纹亮度增加，即使得单位时间内的光子数目增多；

A．当增加光源的功率，导致单位时间内的光子数目增多，故A正确；

B．将毛玻璃换成透明玻璃，不会看到亮条纹，故B错误；

C．将放大镜A换一个面积更大的放大镜，则光的强度的增强，导致亮度增加，故C正确；

D．调节测量头的位置，亮度不变，故D错误。

故选AC。

（3）[3]．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．

故选C。

（4）[4]．由图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据

可知：

A.单缝与双缝的缝距对条纹间距无影响，选项A错误；

B.光强度对条纹间距无影响，选项B错误；

C.光源离双缝的距离对条纹间距无影响，选项C错误；

D.双缝离光传感器的距离l较小，则条纹间距较小，选项D正确；

故选D。

5．【解析】

【详解】

（1）手轮测量装置为螺旋测微器，第一条读数为2mm+19.2×0.01mm=2.192mm，第4条读数为7.5mm+37.0×0.01mm=7.870m

解析：

【解析】

【详解】

（1）手轮测量装置为螺旋测微器，第一条读数为2mm+19.2×0.01mm=2.192mm，第4条读数为7.5mm+37.0×0.01mm=7.870mm．根据

，

，代入数据得：

m

（2）分析可知，出现丁图原因为光路调节中，没有调节好光源得高度，导致光路不正．故C正确，AB错误。

6．红双缝到屏的距离ln条亮（或暗）纹间距离a7×10－7

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2][3]测红光波长选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光．据知

解析：

红双缝到屏的距离ln条亮（或暗）纹间距离a7×10－7

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2][3]测红光波长选红色滤光片，因为红色滤光片能透过红光．据

知需测双缝到屏的距离l和n条条纹间的距离a．

（2）[4]第1条亮纹的位置在0处，第5条亮纹的位置0.640mm，则

由条纹间距离

，代入数据，解得：

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

8．8702.310

【解析】

【分析】

【详解】

（3）[1][2]螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为

因此螺旋测微器的读数为

同理可得图甲的读数为，因此

解析：

8702.310

【解析】

【分析】

【详解】

（3）[1][2]螺旋测微器固定刻度读数为

，可动刻度读数为

因此螺旋测微器的读数为

同理可得图甲的读数为

，因此

（4）[3][4]根据

可知

代入数据解得