物理选择性必修 第一册5 实验：用双缝干涉测量光的波长同步达标检测题

5. 实验：用双缝干涉测量光的波长

一、单选题

1．如图所示为一双缝干涉实验的装置图，其中光源为白炽灯泡，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清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　）

A．若取下滤光片，光屏上将出现彩色的干涉条纹

B．将单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离减小

C．将双缝间的距离增大，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大

D．将红色滤光片换成绿色滤光片，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大

2．用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（　　）

A．相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距相等

B．中央亮条纹宽度是两边亮条纹宽度的2倍

C．屏与双缝之间的距离减小，则屏上条纹间的距离增大

D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距

二、多选题

3．图示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，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．先放上单缝和双缝，调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心

D．若双缝的间距为d，④与光屏的间距为l，用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则该红光的波长

E.假若把此装置置于某液体中测量某单色光的波长，测得结果要比在真空中测得该光的波长短

4．下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是（　　）

A．单缝的作用是获得一个线光源

B．双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源

C．频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象

D．照射单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹宽度越宽

5．某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功，若他在此基础上对仪器的安装作如下改动，但还能使实验成功的是(　　)

A．将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动

B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动

C．将单缝向双缝移动少许，其他不动

D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动

三、实验题

6．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，测量了第1条至第7条亮纹之间的距离，游标卡尺的示数如图乙所示

（1）分划板在第7条亮纹位置时游标卡尺读数x=______mm；

（2）相邻两条亮纹间距______mm（保留三个有效数字）

（3）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

（4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值______实际值。（填“大于”“小于”或“等于”）

7．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图丙所示。

①某次测量，测量头上的主尺和游标尺的示数如图丁所示，则此示数为___________mm。

②在观察到清晰条纹基础上，要增加观察到的条纹数目，下列操作能实现的是___________

A．仅将透镜向光源移近

B．仅将双缝向单缝移近

C．仅换一个间距更大的双缝

D．仅减小双缝到毛玻璃的距离

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1），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，发出白光。

（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则______。

A．可观察到水平方向的干涉条纹B．可观察到竖直方向的干涉条纹

C．看不到干涉现象

（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中__________。

A．观察不到干涉条纹B．可观察到明暗相向的白条纹

C．可观察到彩色条纹

（3）分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示，则其读数为__________mm。

9．如图甲所示，为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置。

（1）如图乙为拨杆，下列安装和操作都正确的是______；

A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝

B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的左右拔动来调节A丫字叉套住的单缝

C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝

（2）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．使用两缝之间间距更小的双缝

10．如图是双缝干涉测光的波长的实验装置示意图，某次实验选用的双缝间的间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。

（1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是_______；

（2）若实验测得相邻亮纹中心间的距离为x，则所测单色光波长的计算式λ = ________（用题中所给的字母表示）。

（3）小光同学在实验中将中心刻线分别对准第1和第5条亮条纹中央时，测量头游标尺读数分别如下图所示，则两游标尺读数分别为________mm和________mm（游标刻度对齐处已用箭头标注），如果已经测得双缝的间距d = 0.30mm、双缝和毛玻璃屏之间的距离是L = 900mm，则待测光的波长是________（计算结果保留三位有效数字）。

11．如图所示，在双缝干涉测波长的实验中，已知两缝间的距离为0.3 mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2 m远的光屏上，将测量头的分划板中心刻线与O处亮条纹的中心对齐，并将其定义为第0条亮条纹，测得第1条亮纹到第10条亮纹中心间的距离为22.78 mm，则该单色光的波长为λ=___________m，双缝到第10条亮纹中心的光程差为s=___________m，若换用频率更大的单色光照射双缝，则其形成的干涉条纹的间距将___________（选填“变小”“不变”或“变大”）。（计算结果均保留两位有效数字）

参考答案

1．A

【详解】取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，故A正确；若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，故B错误；根据，知将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距根据知红色滤光片换成绿色滤光片，光的波长变小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小，故D错误。故选A。

2．A

【详解】因为相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距，其中d为双缝间的距离，l为双缝到屏的距离，λ为光波波长，可见相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离相等，故A正确，B错误；由公式，可知l减小，屏上条纹间距减小，故C错误；因为λ红>λ蓝，所以Δx红>Δx蓝，故D错误。故选A。

3．BDE

【详解】光源产生的光经滤光片变成单色光，通过单缝成为线光源，经过双缝获得相干波源，③、④分别是单缝、双缝，A错误；由可知，要增大相邻暗条纹间的距离，可减小双缝之间的距离d或增大双缝到屏的距离l，B正确；先不放单缝和双缝，调节光源高度使光沿遮光筒轴线照在屏中心，然后再放单缝和双缝，调节其位置使光屏上出现干涉条纹，C错误；相邻两条红色条纹间的距离为，再根据可得，D正确；

假若把此装置置于某种液体中，由于液体的折射率大于1，所以结果将比在真空中测得光的波长短，E正确。故选BDE。
4．AC

【详解】双缝干涉实验中，单缝的作用是获得一个线光源，双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，故A正确，B错误；频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象，故C正确；由可得，频率越高，波长越短，条纹间距越窄，故D错误。故选AC。

5．ABC

【详解】由知：改变双缝到屏的距离L仍能得到清晰条纹，只不过条纹间距发生变化，故选项A正确；滤光片的作用是得到相干单色光，在单缝前还是在单、双缝之间不影响干涉，故选项B正确；单缝与双缝之间的距离移动少许对干涉无影响，故选项C正确；

双缝发生干涉，而单缝发生衍射，故选项D错误。故选ABC。

6．15.5    0.733    B    大于   

【详解】

(1)第7条亮纹游标卡尺主尺读数为15mm，游标读数为0.1×5mm=0.5mm，所以，最终读数为15mm+0.5mm=15.5mm。

(2)第1条亮纹游标卡尺主尺读数为11mm，游标读数为0.1×1mm=0.1mm，所以，最终读数为11mm+0.1mm=11.1mm，根据公式可得。

(3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，由相邻两个亮条纹或暗条纹的间距公式，

可知减小相邻两个亮条纹或暗条纹的间距离，以增加条纹个数，可增大双缝间距d，或减小双缝到屏的距离l，故ACD错误，B正确。故选B。

(4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，由于条纹是倾斜的，所以测量值大于实际值。

7．10.7    CD/DC   

【详解】①游标卡尺的主尺示数为1cm，游标尺是10分度的，游标尺的第7条刻线与主尺的某刻线对齐，则示数为0.1mm×7=0.7mm，则游标卡尺的示数为10mm+0.7mm=10.7mm。

②由条纹间距公式可知，若要增加观察到的条纹数目，即要减小条纹间距，仅换一个间距更大的双缝，即增大d，或者仅减小双缝到毛玻璃的距离l，所以AB错误，CD正确。

故选CD。

8．B    C    31.85   

【详解】(1)因为该实验是双缝干涉实验，是单缝，是双缝，单缝是竖直放置，则双缝也需要竖直放置，观察到的是竖直方向的干涉条纹。故选B。

(2)若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的。故选C。

(3)此游标卡尺精度值为0.05mm，读数等于可动刻度读数与游标尺读数之和；故有

。

9．B    B   

【详解】

(1)亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需要使单缝与双缝相互平行，转动测量头，将图中的分划板调到竖直方向并与干涉条纹平行，故AC错误，B正确。

(2) 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小干涉条纹间距，根据，可知，可增大双缝间距或减小双缝到屏的距离，故B正确，ACD错误。故选B。

10．单缝        10.00    16.48       

【详解】

（1）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，M处的实验器材是单缝。

（2）根据

得，单色光波长的表达式

（3）由于游标尺第0格对齐，则根据游标卡尺的读数规则，读出图中读数为10.00mm。

根据游标卡尺的读数规则有

1.6cm + 24 × mm = 16.48mm

 则四个亮条纹之间的距离为

则相邻两条亮条纹的条纹间距

由公式得

m = 5.40 × 10 - 7m

11．6.3×10-7    6.3×10-6    变小   

【详解】

由

Δx=λ

可得

λ=Δx

其中

代入数据计算可得

λ=6.3×10-7 m

双缝到第10条亮纹中心的光程差为

s=10λ

即

s=6.3×10-6 m

若换用频率更大的单色光照射时，其波长变短，则由

Δx=λ

可知，干涉条纹的间距将变小。