鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 科学测量:用双缝干涉测光的波长巩固练习

5.2科学测量：用双缝干涉测光的波长同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共12题）

1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中（实验装置如图），下列说法正确的是（     ）

A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距

C．测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐

D．将滤光片放在单缝与双缝之间将改变实验结果

2．利用双缝干涉测量光的波长，装置如图。下列说法中正确的是（　　）

A．图中分别为滤光片、双缝和单缝，且双缝和单缝应平行放置

B．调节光源高度，使光束沿着遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

C．仅将光屏稍向右移，则条纹的间距减小

D．实验中将4个条纹间距误数成5个，测得的波长值偏小

3．图为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。从左到右依次放置①光源、②红色滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（　　）

A．③、④分别是双缝、单缝

B．减小双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离

C．应先放上单缝和双缝，再调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心

D．测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为

4．如图所示，某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后，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．仅将单缝远离双缝移动少许

C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片

5．在利用测量头测量条纹宽度时，应使分划板中心刻线（　　）

A．与亮条纹的边缘对齐 B．与暗条纹的边缘对齐

C．与亮条纹的中心位置对齐 D．与暗条纹的中心位置对齐

6．如图甲所示，是一双缝干涉实验的装置示意图，在空气里完成该实验得到如图乙的实验现象，在不调整实验装置的情况下，仅把该装置放在另一种透明介质里得到不同的现象则（　　）

A．空气中毛玻璃上显示的条纹数目多

B．介质中毛玻璃上显示的条纹数目多

C．空气和介质中毛玻璃上显示的条纹数目一样多

D．条纹数目多少无法确定

7．“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图甲所示，某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图乙所示。下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是（　　）

A．仅转动透镜 B．仅转动双缝 C．仅转动手轮 D．仅转动测量头

8．下面关于双缝干涉现象的几种说法正确的是（　　）

A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽

B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽

9．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是（　　）

A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源

B．用红光和绿光分别做双缝干涉实验（λ红>λ绿），绿光干涉图样的条纹间距比红光大

C．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源

D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生

10．下列四幅示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是（　　）

A． B．

C． D．

11．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏的距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　)

A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m

B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm

C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m

D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m

12．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，小张同学通过测量头的目镜观察红光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图所示，若要使两者对齐，小张同学应如何调节（）

A．仅顺时针旋转单缝

B．仅顺时针旋转双缝

C．仅逆时针旋转测量头

D．仅逆时针旋转整个遮光筒

二、填空题（共4题）

13．如图所示为双缝干涉实验的原理图，光源S到缝、的距离相等，为、连线中垂线与光屏的交点。用波长为500nm的光实验时，光屏中央处呈现中央亮条纹（记为第0条亮条纹），P处呈现第2条亮条纹。当改用波长为400nm的光实验时，P处呈现第___________条__________（填“明条纹”或“暗条纹”）。为使P处呈现第2条亮条纹，可把光屏适当________（填“向左平移”或“向右平移”）。

14．在某次双缝干涉实验中，如图所示，Q处是中央亮纹P往上数的第二条暗纹，已知从双缝S1和S2发出的两束相干光到Q点的路程差是9×10-7m，则实验所使用的单色光源发出光的频率是______．

15．（某同学用如图甲所示的装置测量激光的波长。将一束激光照在双缝上，在光屏上观察到如图乙所示平行且等宽的明暗相间的条纹。该同学测得双缝间距为d（每个缝的宽度很窄可忽略），光屏到双缝的距离为L，经测量得出5条亮条纹中心之间的距离为a，图乙中的条纹是因为激光发生了______（填“干涉”、“衍射”）现象而产生的，经计算该激光的波长为______。

16．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。

（1）如图1所示，其中干涉图样是___________（选填“甲” 或“乙”）。

（2）将下表中的光学元件放在图2所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置，并用此装置测量红光的波长。

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，各光学元件的排列顺序应为___________（填写元件代号）。

（3）已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离l=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图3中（a）所示，分划板在图中A位置时游标卡尺示数如图3中（b）所示，在B位置时游标卡尺示数如图3中（c）所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________m。（结果保留3位有效数字）

三、综合题（共4题）

17．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得了成功，若他在此基础上将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动，实验仍能成功吗？为什么？

18．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为，以某种单色光照射双缝时，在离双缝远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先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，此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少？

19．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（如图甲所示），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4条条纹，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，求：

(1)图丙中游标卡尺的示数为多少毫米?

(2)图丁中游标卡尺的示数为多少毫米?

(3)所测光波的波长为多少米?（保留两位有效数字）

20．如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源，单缝、双缝应平行放置。

（1）若将单缝绕中心轴旋转（不超过90°），条纹将发生什么变化？

（2）若将双缝绕中心轴旋转（不超过90°），条纹将发生什么变化？

参考答案：

1．C

2．D

3．B

4．D

5．C

6．B

7．D

8．B

9．C

10．C

11．D

12．C

13．     3     暗条纹     向右平移

14．5×1014

15．     干涉    

16．     甲     EDBA    

17．能，

实验仍能成功，因为干涉条纹是双缝发出的光叠加的结果，双缝后面的区域处处存在叠加，遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许时，根据

L变小、d、λ均没变，只是条纹间距变小

18．6.725×10-7m

19．(1)11.6mm   (2)16.6mm   (3)

20．

（1）在双缝干涉实验中，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成振动情况相同的相干光源，当单缝旋转时，双缝被照亮的面积减小，双缝虽然仍能形成相干光源，但由于通过双缝的光能量减少，所以屏上仍能产生干涉条纹，但条纹变暗。

（2）当双缝旋转时，同样会导致干涉条纹变暗。同时，干涉条纹保持与双缝平行，也随双缝的旋转而旋转。