实验特训02 用双缝干涉实验测量光的波长（解析版）-2025高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

这是一份实验特训02 用双缝干涉实验测量光的波长（解析版）-2025高考物理一轮新题型综合特训（上海专用），共15页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。

一、实验题
1．小鹏同学用如图所示双缝干涉实验装置来测量某单色光的波长。

（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互 放置（选填“垂直”或“平行”）。
（2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。小李同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图所示，则读数为 mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离，所测光的波长 nm（保留3位有效数字）。

（3）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有 。
A．探究《两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量
B．《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量
C．《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量
D．《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
【答案】 平行 15.02 495 CD/DC
【详解】（1）[1]只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹；
（2）[2]读数为
15 mm +0.021 mm =15.02 mm
[3]由于第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数1.16mm；第8条亮纹中心对齐，测量头的读数15.02 mm ，所以
根据
得
（3）[4]先测量n个条纹的间距再求出△x，属于放大测量取平均值，用的是累积法；
A．《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；
B．《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量，属于测多次取平均值，故B错误；
C．《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确；
D．《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，属于放大测量取平均值，故D正确；
故选CD。
2．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是 ；
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（2）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，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。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为 mm；

（3）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为 m（结果保留三位有效数字）；
【答案】 BC/CB 13.870
【详解】（1）[1] A．干涉条纹与双缝平行，A错误；
B．单缝和双缝应相互平行放置，B正确；
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样，C正确；
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，则要条纹间距减小，由相邻两条纹间距公式可知，可以将双缝的距离d增大，或减小双缝到屏的距离L，或用波长小的光做实验，若将单缝向双缝靠近，不会改变条纹的间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，D错误。
故选BC。
（2）[2]由图乙可知，螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度的读数为
0.01×37.0mm=0.370mm
则有手轮上的示数为
x2=13.5mm+0.370mm=13.870mm
（3）[3]由图甲可知，螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度的读数为
0.01×32.0mm=0.320mm
则有手轮上的示数为
x1=2mm+0.320mm=2.320mm
则有两相邻亮条纹间距为
由，可得所测量光的波长为
3．做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。

（1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于、位置时，对应的示数如图乙所示；则相邻亮纹的间距△x= mm（结果保留3位小数）
（2）计算单色光的波长的公式λ= （用L、d、、表示）
（3）代入数据计算单色光的波长λ= m（结果保留两位有效数字）
（4）图丙为实验装置示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向右微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹( )
A．向左移动 B． 向右移动 C． 间距变大 D． 间距变小
【答案】 1.419/1.420/1.421 A
【详解】（1）[1] 螺旋测微器读数为
则相邻亮纹的间距
（2）[2]根据干涉条纹公式
可得
（3）[3]带入数据可得
（4）[4]根据
可知，实验时单缝偏离光轴，向右微微移动，因双缝间距、双缝到光屏的距离、波长都不变，所以间距不变，由于主光轴变的倾斜，可以观察到O点处的干涉条纹向左移动。
故选A。
4．在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示

（1）双缝、光屏、单缝，依次是图中的 （填图中的字母）。

（2）①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片，根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距 （填“相等”或“不相等”）。
（3）在某次测量中，观察分划板中心线与乙图亮条纹中心对齐时的情形，如图②所示。然后转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的 。
（4）已知单缝与光屏间距，双缝与光屏的间距，单缝与双缝间距为，双缝间距，图①中分划板中心线与亮条纹中心对齐时手轮读数为，与亮条纹中心对齐时手轮读数为，则实验测得该光的波长的表达式为 。
【答案】 DFC 相等 A
【详解】（1）[1]双缝干涉测光的波长的实验中，设备依次摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏，双缝、光屏、单缝，依次是图中的D、F、C；
（2）[2]①图可判断双缝干涉的亮条纹间距相等；
（3）[3]转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的A；
（4）[4]由
得
5．（1）图甲所示是用双缝干涉测光的波长的实验装置图。针对、、、四个位置或部件，回答问题：

①双缝应安装在 位置（填字母代号）．
②某次实验中，双缝到光屏的距离和双缝的间距固定不变，用两种不同波长的单色光得到乙、丙两幅干涉图样，则 图入射光的波长更长．

（2）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动规律。实验装置为完全相同的倾斜轨道与长度不同的水平轨道平滑连接，并将轨道固定在同一竖直面内的不同高度处。实验时，将两小球、（均可视为质点）同时从两倾斜轨道上自由释放，释放位置距各自的水平轨道的高度相同。两球运动过程中，用频闪照相的方式记录两小球的位置（在图中已标出）。忽略一切阻力，已知频闪照相机的频闪周期为。
①小球、在运动过程中的任意时刻都在同一竖直线上，这说明 。（选填正确答案标号）

A．小球在水平方向做匀速直线运动
B．小球在竖直方向做自由落体运动
C．小球的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
②小球做平抛运动后，利用频闪照片测量出两小球连续三个位置的高度差分别为、、，则重力加速度 。（用题中所给字母表示）
【答案】 c 乙 A
【详解】（1）①[1]根据实验操作步骤，双缝应安装在位置。
②[2]根据双缝干涉条纹间距公式可知，干涉条纹的间距越大，波长越大，乙图入射光的波长大。
（2）①[3]根据题述小球、在运动过程中的任意时刻都在同一竖直线上，可知两小球在水平方向的运动情况相同，这说明小球在水平方向做匀速直线运动，A项正确。BC错误。
故选A。
②[4]两小球连续三个位置的高度差分别为、、，小球在相邻相等时间内下落的高度分别为和，根据，可得
解得
6．（1）方同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连接一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器的电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰粘在一起，继续做匀速直线运动。电火花计时器的电源频率为，得到的纸带如图乙所示，每五个点选一个计数点，已将各计数点之间的距离标在图乙上。
①为完成此实验，还需要的器材是
A．秒表、托盘天平、交流电源
B．天平、毫米刻度尺、交流电源
C．秒表、毫米刻度尺、交流电源
②实验前，必须完成的一项重要实验步骤是 ，才能使小车在木板上做匀速直线运动；

③若小车A的质量为，小车B的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量大小是 ，碰后两小车的总动量大小是 。（以上结果均保留三位有效数字）
④利用本题装置与器材，在环绕地球运行的空间站中
A．若调节长木板使其水平放置，本实验也可以顺利完成
B．若适当增大木板的倾斜程度，不可完成本实验的目标
（2）宣同学用“双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图丙所示。

若观察到的干涉条纹模糊，要使条纹变得清晰，该同学应 （从以下四个选项中选择）；若观察到的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图丁所示。要使两者对齐，该同学应 （从以下四个选项中选择）
A．仅左右转动透镜
B．仅旋转测量头
C．仅增大单缝与双缝间的距离
D．仅调节拨杆使单缝与双缝平行
【答案】 B 平衡摩擦力 0.514 0.513 A D B
【详解】（1）①[1]为完成此实验，需要天平测量滑块的质量、用毫米刻度尺测量纸带、电火花计时器需要220V交流电源，故选B。
②[2]实验前，必须完成的一项重要实验步骤是平衡摩擦力，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
③[3]碰前速度
碰前两小车的总动量大小是
[4]碰后速度
碰后两小车的总动量大小是
④[5]在环绕地球运行的空间站中利用本题装置与器材，因空间站中的物体完全失重，滑块与木板之间没有摩擦力，则若调节长木板使其水平放置，则本实验也可以顺利完成；若适当增大木板的倾斜程度，也能完成本实验的目标。
故选A。
（2）[6]若观察到的干涉条纹模糊，要使条纹变得清晰，该同学应仅调节拨杆使单缝与双缝平行，故选D；
[7]若观察到的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图丁所示。要使两者对齐，该同学应仅旋转测量头，故选B。
7．如图甲所示，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，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，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，副尺游标尺为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、B条纹间的距离。则经滤光片射向双缝的色光的波长 （用题目中所给字母写出表达式），利用上述测量结果，经计算可得波长 m（保留两位有效数字）。

（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，若他对实验装置进行了调整后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是
A．仅增加光源与滤光片间的距离
B．仅增加单缝与双缝间的距离
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滤光片
【答案】 D
【详解】（1）[1]图丙中游标卡尺的最小分度值为0.05mm，主尺示数为0，游标尺的第7刻度线与主尺刻度线对齐，则示数为
[2][3]A、B条纹间的距离为5倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故
根据相邻亮（暗）条纹间的间距公式有
解得
代入数据可得
（2）[4]该同学对实验装置调节后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知相邻条纹间的宽度减小，由公式可知，该调节可能是更换波长更短的光做实验，即将红色滤光片换成绿色滤光片，其他调节都达不到该实验效果。
故选D。
8．小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”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．调节测量头的位置
（3）下列图示中条纹间距表示正确的是 。

（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 。

A．单缝与双缝的间距一定较大
B．光强度较小
C．光源到双缝的距离较大
D．双缝到光传感器的距离可能较小
【答案】 D C A C D
【详解】（1）[1][2]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）[3]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．调节测量头的位置，亮度不变，故C错误。
故选A。
（3）[4]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C正确。
（4）[5]A．由题图可知，第一次得到的条纹间距较小，根据可知：单缝与双缝的间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．光源到双缝的距离对条纹间距无影响，选项C错误；
D．双缝到光传感器的距离l较小，则条纹间距较小，选项D正确。
故选D。
9．某实验小组利用如图甲所示装置测量某单色光的波长。
（1）该实验小组以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节，观察实验现象后总结出以下几点，其中说法正确的是
A．干涉条纹与双缝垂直
B．若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变小
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应将屏向远离双缝方向移动
D．若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致
（2）该实验小组调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的读数＝ mm（如图乙所示），接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，并读出对应的读数；

（3）若实验小组所用装置的双缝间距为，双缝到屏的距离为，则所测光的波长λ＝ nm。（保留3位有效数字）
【答案】 D 1.515 573
【详解】（1）[1]A．根据双缝干涉原理，可知干涉条纹与双缝平行，A错误；
B．根据干涉条纹间距公式
可知，若使用间距更小的双缝，会使相邻明条纹中心间距离变大，B错误；
C．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小条纹间距，根据公式
应将屏向靠近双缝方向移动，C错误；
D．若观察到屏上的亮度较暗且条纹不明显，可能是光源、单缝与遮光筒不共轴所致，D正确。
故选D。
（2）[2] 根据螺旋测微器的固定刻度和可动刻度可知手轮上的读数为：
1.5mm＋0.01×1.5mm＝1.515mm
（3）[3]根据题意可知相邻条纹间距为
由相邻条纹间距公式
可得所测光的波长为
10．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，
（1）在观察白光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E等光学元件，如图甲所示将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、 、 、 、A。

（2）一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节( )
A．仅左右转动透镜 B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头
（3）实验中，用测量头得到某次条纹读数为x=1.310 mm，则此测量数据是选用了测量头 （选填“丙”或“丁”）测量得到的。
（4）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其它条件不变情况下，以下做法合适的是( )
A．增大单缝与双缝间距 B．增大双缝与毛玻璃屏间距
C．增大两双缝间距离 D．增强光源亮度
【答案】 D E B D 丁 B
【详解】（1）[1] [2] [3]为了获取单色的线光源，光源后面应防止滤光片、单缝、单缝形成的线光源经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此由右至左，各光学元件排列顺序应为白色光片C、滤光片D、单缝E、双缝B、毛玻璃屏A、故为C、D、E、B、A；
（2）[4]发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头；
故选D。
（3）[5]根据螺旋测微器可知，读数精确到0.01mm，用测量头得到某次条纹读数为x=1.310mm,因此此读数，应该是使用的螺旋测微器，故选丁；
（4）[6]依据双缝干涉条纹间距
可知，要使增大，可以增大l，减小d，也可以增大，与单缝和双缝间及光的强度无关；
故选B。