人教版高中物理选择性必修一第四章实验用双缝干涉测量光的波长分层练习题(含解析)

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人教版高中物理选择性必修一第四章实验用双缝干涉测量光的波长分层练习题(含解析)

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第四章实验用双缝干涉测量光的波长分层练习题
基础练习
1.(24-25高二下·湖北荆门·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜),如图所示。
(1)M、N、P三个光学元件依次为_____;
A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、单缝、双缝
(2)如图所示,测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐,下列操作中可达到目的的是_____;
A.仅转动透镜 B.仅转动遮光筒 C.仅转动测量头 D.仅转动手轮
(3)关于该实验,下列说法正确的是_____。
A.仅撤去滤光片,光屏上仍能观察到干涉图样
B.若将双缝间的距离减小,光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小
C.仅撤去双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
D.为了减小测量误差,可用测微目镜测出条亮条纹间的距离,则相邻两条亮条纹间距为
2.(24-25高二下·福建泉州·期末)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图如图甲所示。
(1)实验中若仅忘记放置双缝,则通过目镜看到的图样应为 (填“乙”或“丙”)图。
(2)下列各图中能正确表示相邻亮条纹的中心间距的是_____(填选项标号)。
A. B.
C. D.
(3)两位同学均利用红光做双缝干涉实验,得到的干涉图样分别如图1、2所示,则他们在实验中_____(填选项标号)。
A.放置的单缝与双缝间的距离可能不同
B.使用的光源的光照强度可能不同
C.放置的光源到双缝的距离可能不同
D.放置的双缝到毛玻璃屏的距离可能不同
(4)已知双缝间的距离为d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0cm,当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图4所示,则读数为 mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为 mm(结果保留两位有效数字)。
3.(24-25高二下·甘肃临夏·期末)某同学用双缝干涉测量某种单色光的波长,其实验装置如图所示。
(1)在本实验中,下列操作正确的是___________。
A.滤光片应该放在单缝之后
B.光源的线状灯丝应与单缝垂直
C.为了减小误差,应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离
D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节
(2)凸透镜的作用是使射向单缝的光 (选填“更发散”或“更集中”)。
(3)已知相邻两亮条纹间距为,装置中双缝间距,双缝到屏间的距离,则测得此单色光的波长为 (保留两位有效数字)。
4.(24-25高二下·河南南阳·期末)我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)将实验仪器按要求安装在光具座上,则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是 。
A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间
B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
C.A处为双缝,B处为单缝、滤光片在遮光筒内
D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
(2)下列说法正确的是 。
A.如果将光源换成激光光源,去掉单缝,该实验照样可以完成
B.去掉滤光片,不可能观察到干涉图样
C.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直
D.仅将双缝与光屏之间的距离减小少许可以增加从目镜中观察到的条纹个数
(3)已知双缝间距离,双缝到毛玻璃屏间的距离为,如图乙所示,实验时先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图丁所示,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹,如图丙所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示,则戊图游标卡尺上的读数= mm。由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是 m。
5.(24-25高二下·四川泸州·期末)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃、游标卡尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)该同学调整好实验装置后,在测量头中观察到的干涉条纹是______;
A. B.
C. D.
(2)该同学想让测量头中观察到的条纹数目增多,可以将双缝到屏的距离 (选填“增大”或“减小”);
(3)如图所示,调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,将该亮条纹定为第1条亮纹,此时螺旋测微器的读数为 mm;
(4)同方向转动手轮,使分划线向一侧移动,使分划板中心刻度线与第5条亮条纹对齐,记下此时螺旋测微器的读数为3.750mm,已知双缝间距,双缝到屏的距离,则该单色光的波长为 nm;
(5)在该实验中,若改用波长为的红光,屏上P点距双缝和的路程差为,则在P点出现的是 (选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
6.(24-25高二下·浙江舟山·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,装置如图甲所示:
(1)某同学在观察时发现条纹比较模糊,可以调节 (填“拨杆”或“测量头”)使条纹清晰。
(2)该同学用蓝色滤光片成功观察到了如图乙所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是下图中的___________。
A. B.
C. D.
7.(24-25高二下·浙江宁波·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。
(1)图1为依次安装该实验装置三个器材时的图示,a、b、c箭头所指器材依次为__
A.单缝、双缝、滤光片
B.滤光片、单缝、双缝
C.双缝、单缝、滤光片
(2)图2中对条纹的间距Δx表示正确的是 (选“A”或“B”)
(3)在(2)中正确操作并读取数据后,通过测量得到条纹间距的数量级为___
A.10 1m B.10 3m C.10 5m D.10 7m
(4)如图3所示为“用光传感器做双缝干涉的实验”的实验装置图,轨道的左侧是激光光源,中间是刻有双缝的挡光座,右侧是光传感器。实验中只改变双缝之间的距离,其他不变,在电脑上得到图4和图5两种干涉图样。则___
A.图4对应的双缝之间的距离比图5的大
B.图5对应的双缝之间的距离比图4的大
8.(24-25高二下·广东江门·期末)某同学利用图a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)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,下列操作正确的是(  )
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)实验中将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,此时手轮上的示数;然后转动测量头,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b所示,则 mm;
(3)已知双缝间的距离,双缝到毛玻璃屏的距离,则可得这种光的波长 m(计算结果保留3位有效数字);
(4)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图c所示,在这种情况测量相邻条纹间距,则波长的测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
拓展练习
9.(2025·浙江·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,
(1)如图甲双缝安装在图甲 位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
(2)某次测量条纹间距的时候,由于游标卡尺0刻度处标记不清,目镜测量头显示如图乙所示,箭头为游标卡尺与主尺对齐处,则读数为 mm。
(3)如图甲所示,某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为,已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达式为 。
10.(2025·甘肃甘南·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)在实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和测量头,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把毛玻璃屏照亮,装上单缝和双缝并使二者相互 (选填“平行”或“垂直”)。
(2)该同学分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为 (选填“红光”或“绿光”)。
(3)已知双缝间距,测得双缝到屏的距离L=0.600m,可得所测单色光2的波长λ= m(结果保留两位有效数字)。
11.(2025·湖南娄底·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)在实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和测量头,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把毛玻璃屏照亮,装上单缝和双缝并使二者相互 (选填“平行”或“垂直”)。
(2)该同学分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,可知单色光1的相邻亮条纹间距为 mm,判断单色光1为 (选填“红光”或“绿光”)。
(3)已知双缝间距,测得双缝到屏的距离,可得所测单色光2的波长 (结果保留两位有效数字)。
12.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时,小南用光电传感器代替光屏,测量单色光的波长,其原理如图甲所示,单色光从单缝S射出,一部分直接投射到传感器上,另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边(图中竖直方向)
均匀分布着许多光敏单元,各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器得到各点的光照强度,形象地展示亮条纹的分布,得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。
(1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm;
(2)单缝S到平面镜的距离,则单色光的波长为 nm(保留3位有效数字);
(3)若只把光源换成频率更大的单色光,则新的光强分布是图乙中的 (填“b”或“c”)曲线。
13.(2025·江西·模拟预测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验装置按要求安装在光具座上,如图甲所示。
(1)测量过程中,图甲中遮光筒上方①号装置为拨杆,其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互 (选填“平行”或“垂直”)。
(2)图甲中②号装置的名称是 (选填“光屏”或“目镜”)。
(3)将测量头的分划板中心刻线与图乙中亮条纹A中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与亮条纹B中心对齐,此时手轮上的示数如图丁所示,则相邻亮条纹的间距为 mm(结果保留3位有效数字)。
(4)若双缝间距,光屏与双缝间的距离为,则所测光的波长为 nm。
14.(2025·山东·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示。
(1)下列说法中正确的是___________。
A.要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现
B.使用间距更小的双缝,可增加从目镜中观察到的条纹个数
C.测量某条亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐
(2)该同学调整好实验装置后,测出双缝间距,双缝到屏的距离,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示,则所测光的波长为 nm。
(3)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的,如图3所示,他观察到的中点处为___________(填正确答案前的字母)。
A.亮纹 B.暗纹
创新练习
15.(2024·河北·高考真题)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示,其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为 (填“红光”或“绿光”)。
16.(2022·海南·高考真题)在用双缝干涉测量光的波长的实验中,如图所示,则:
①a、b分别是( )
A.单缝和双缝 B.双缝和单缝 C.单缝和单缝 D.双缝和双缝
②如果双缝间距是d,双缝到毛玻璃的距离是L,第一条亮纹到第六条亮纹间距是x,则光的波长是 。(用x、d、L表示)
17.(2021·浙江·高考真题)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
①观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是 。(单选)
A.旋转测量头 B.增大单缝与双缝间的距离 C.调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距,正确的做法是 (单选)
A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离
答案解析
1.(24-25高二下·湖北荆门·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜),如图所示。
(1)M、N、P三个光学元件依次为_____;
A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝
C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、单缝、双缝
(2)如图所示,测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐,下列操作中可达到目的的是_____;
A.仅转动透镜 B.仅转动遮光筒 C.仅转动测量头 D.仅转动手轮
(3)关于该实验,下列说法正确的是_____。
A.仅撤去滤光片,光屏上仍能观察到干涉图样
B.若将双缝间的距离减小,光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小
C.仅撤去双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
D.为了减小测量误差,可用测微目镜测出条亮条纹间的距离,则相邻两条亮条纹间距为
【答案】(1)D
(2)C
(3)AC
【详解】(1)M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选D。
(2)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,仅转动测量头即可。
故选C。
(3)A.仅撤掉滤光片,光屏仍能观察到彩色干涉图样,故A正确;
B.根据条纹间距公式可知,若将双缝间的距离d减小,光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大,故B错误;
C.仅撤掉双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹,故C正确;
D.用测微目镜测出条亮条纹间的距离,则相邻两条亮条纹间距为,故D错误;
故选AC。
2.(24-25高二下·福建泉州·期末)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图如图甲所示。
(1)实验中若仅忘记放置双缝,则通过目镜看到的图样应为 (填“乙”或“丙”)图。
(2)下列各图中能正确表示相邻亮条纹的中心间距的是_____(填选项标号)。
A. B.
C. D.
(3)两位同学均利用红光做双缝干涉实验,得到的干涉图样分别如图1、2所示,则他们在实验中_____(填选项标号)。
A.放置的单缝与双缝间的距离可能不同
B.使用的光源的光照强度可能不同
C.放置的光源到双缝的距离可能不同
D.放置的双缝到毛玻璃屏的距离可能不同
(4)已知双缝间的距离为d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0cm,当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图4所示,则读数为 mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为 mm(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)丙
(2)C
(3)D
(4) 9.6 6.2×10 4
【详解】(1)未放置双缝时发生的是单色光的衍射现象,故为衍射图样,则通过目镜看到的图样应为图丙。
(2)条纹间距是相邻暗条纹或相邻亮条纹间的中心间距。
故选C。
(3)由题图1、图2可知,两次的条纹间距不同,根据,可知双缝到毛玻璃屏的距离或双缝间距可能不同。
故选D。
(4)[1]选用的游标卡尺为10分度,整毫米数为9mm,游标尺上第6条刻度线与主尺上的刻度线对齐,故读数为
[2]第1条亮条纹与第5条亮条纹共有4个条纹间距,则相邻亮纹的中心距离为
根据可知,可得波长为
3.(24-25高二下·甘肃临夏·期末)某同学用双缝干涉测量某种单色光的波长,其实验装置如图所示。
(1)在本实验中,下列操作正确的是___________。
A.滤光片应该放在单缝之后
B.光源的线状灯丝应与单缝垂直
C.为了减小误差,应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离
D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节
(2)凸透镜的作用是使射向单缝的光 (选填“更发散”或“更集中”)。
(3)已知相邻两亮条纹间距为,装置中双缝间距,双缝到屏间的距离,则测得此单色光的波长为 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)C
(2)更集中
(3)
【详解】(1)A.光源发出的光要经滤光片成为单色光,滤光片装在单缝前,故A错误;
B.光源的线状灯丝应与单缝平行,这样才能使干涉条纹清晰,故B错误;
C.先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离,可以减小测量误差,C正确;
D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行,可通过拨杆调节,使条纹与竖线平行,便于测量,D错误。
故选C。
(2)凸透镜的作用是使射向单缝的光更集中,从而提高光的强度。
(3)根据双缝干涉条纹间距公式
代入数据可得
4.(24-25高二下·河南南阳·期末)我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)将实验仪器按要求安装在光具座上,则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是 。
A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间
B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
C.A处为双缝,B处为单缝、滤光片在遮光筒内
D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
(2)下列说法正确的是 。
A.如果将光源换成激光光源,去掉单缝,该实验照样可以完成
B.去掉滤光片,不可能观察到干涉图样
C.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直
D.仅将双缝与光屏之间的距离减小少许可以增加从目镜中观察到的条纹个数
(3)已知双缝间距离,双缝到毛玻璃屏间的距离为,如图乙所示,实验时先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹,此时卡尺的主尺和游标的位置如图丁所示,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准第5条明条纹,如图丙所示,此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示,则戊图游标卡尺上的读数= mm。由以上已知数据和测量数据,则该单色光的波长是 m。
【答案】(1)D
(2)AD
(3)
【详解】(1)为获取两个单色线光源,处应为单缝、处应为双缝,滤光片在凸透镜和之间。
故选D。
(2)A.将光源换成激光光源,激光是相干光源,单色性好,所以可以去掉单缝,故A正确;
B.若测量去掉滤光片,能观察到干涉图样,只不过是各色光重叠产生的彩色条纹,故B错误;
C.毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝是平行的,故C错误;
D.根据公式
仅将双缝与光屏之间的距离l减小少许,减小,可以增加从目镜中观察到的条纹个数,故D正确。
故选AD。
(3)[1][2]根据图丁可知读数为
根据图戊可知读数为
根据公式
可得
5.(24-25高二下·四川泸州·期末)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃、游标卡尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)该同学调整好实验装置后,在测量头中观察到的干涉条纹是______;
A. B.
C. D.
(2)该同学想让测量头中观察到的条纹数目增多,可以将双缝到屏的距离 (选填“增大”或“减小”);
(3)如图所示,调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心,将该亮条纹定为第1条亮纹,此时螺旋测微器的读数为 mm;
(4)同方向转动手轮,使分划线向一侧移动,使分划板中心刻度线与第5条亮条纹对齐,记下此时螺旋测微器的读数为3.750mm,已知双缝间距,双缝到屏的距离,则该单色光的波长为 nm;
(5)在该实验中,若改用波长为的红光,屏上P点距双缝和的路程差为,则在P点出现的是 (选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
【答案】(1)A
(2)减小
(3)2.150
(4)520
(5)暗条纹
【详解】(1)该同学调整好实验装置后,在测量头中观察到的干涉条纹是等间距明暗相间的条纹。
故选A。
干涉条纹为等间距明暗相间的条纹
(2)该同学想让测量头中观察到的条纹数目增多,根据相邻条纹间距公式
可知应使变小,可以将双缝到屏的距离减小。
(3)螺旋测微器的精确值为,由图可知螺旋测微器的读数为
(4)相邻条纹间距为
根据,可得该单色光的波长为
(5)若改用波长为的红光,屏上P点距双缝和的路程差为,由
可知在P点出现的是暗条纹。
6.(24-25高二下·浙江舟山·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,装置如图甲所示:
(1)某同学在观察时发现条纹比较模糊,可以调节 (填“拨杆”或“测量头”)使条纹清晰。
(2)该同学用蓝色滤光片成功观察到了如图乙所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及位置都不动,他将看到的条纹是下图中的___________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)拨杆
(2)C
【详解】(1)观察时发现条纹比较模糊,可以左右调节拨杆使条纹清晰;
(2)红光的波长比蓝光长,根据可知,相邻明条纹间距会增大,故选C。
7.(24-25高二下·浙江宁波·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。
(1)图1为依次安装该实验装置三个器材时的图示,a、b、c箭头所指器材依次为__
A.单缝、双缝、滤光片
B.滤光片、单缝、双缝
C.双缝、单缝、滤光片
(2)图2中对条纹的间距Δx表示正确的是 (选“A”或“B”)
(3)在(2)中正确操作并读取数据后,通过测量得到条纹间距的数量级为___
A.10 1m B.10 3m C.10 5m D.10 7m
(4)如图3所示为“用光传感器做双缝干涉的实验”的实验装置图,轨道的左侧是激光光源,中间是刻有双缝的挡光座,右侧是光传感器。实验中只改变双缝之间的距离,其他不变,在电脑上得到图4和图5两种干涉图样。则___
A.图4对应的双缝之间的距离比图5的大
B.图5对应的双缝之间的距离比图4的大
【答案】(1)C
(2)B
(3)B
(4)A
【详解】(1)遮光筒上先装双缝、再装单缝、然后装滤光片,则a、b、c箭头所指器材依次为双缝、单缝、滤光片。
故选C。
(2)条纹的间距Δx指相邻亮纹的中心距离,或者是相邻暗纹的中心距离。
故选B。
(3)估算时装置的双缝间距d≈0.50mm,双缝到光屏的距离L≈1.0m,红光的波长λ≈600nm,可得
则条纹间距的数量级为10 3m。
故选B。
(4)两种干涉图样可得图4的相邻亮纹条纹中心距离Δx窄一些,由可知图4的双缝之间的距离d要大一些。
故选A。
8.(24-25高二下·广东江门·期末)某同学利用图a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)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,下列操作正确的是(  )
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)实验中将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,此时手轮上的示数;然后转动测量头,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b所示,则 mm;
(3)已知双缝间的距离,双缝到毛玻璃屏的距离,则可得这种光的波长 m(计算结果保留3位有效数字);
(4)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图c所示,在这种情况测量相邻条纹间距,则波长的测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
【答案】(1)B
(2)
(3)
(4)大于
【详解】(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,可以减小相邻明(暗)条纹之间的距离,条纹间距离为
A.将单缝向双缝靠近,不影响条纹间距,故A错误;
B.将屏向靠近双缝的方向移动,即减小双缝到屏的距离L,则减小,故B正确;
C.将屏向远离双缝的方向移动,即增大双缝到屏的距离L,则增大,故C错误;
D.使用间距更小的双缝,即减小双缝间的距离d,则增大,故D错误。
故选B。
(2)[1]手轮上的示数
(3)[1]根据小问2可知相邻亮条纹之间的距离
根据相邻亮条纹的距离
可得
(4)[1]若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图c所示,在这种情况测量相邻条纹间距时,将导致测量值大于实际值,由
可知,的测量值也将大于实际值。
拓展练习
9.(2025·浙江·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,
(1)如图甲双缝安装在图甲 位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
(2)某次测量条纹间距的时候,由于游标卡尺0刻度处标记不清,目镜测量头显示如图乙所示,箭头为游标卡尺与主尺对齐处,则读数为 mm。
(3)如图甲所示,某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为,已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达式为 。
【答案】(1)C
(2)10.70
(3)
【详解】(1)双缝干涉仪从左到右的顺序依次为光源、滤光片、单缝、双缝,因此C位置为双缝。
(2)由图可知,主尺的读数为,游标尺为20分度,故其精确度为
则游标尺的分度值为
其读数为
(3)由题可知,相邻条纹间距为
又因为
解得
10.(2025·甘肃甘南·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)在实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和测量头,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把毛玻璃屏照亮,装上单缝和双缝并使二者相互 (选填“平行”或“垂直”)。
(2)该同学分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为 (选填“红光”或“绿光”)。
(3)已知双缝间距,测得双缝到屏的距离L=0.600m,可得所测单色光2的波长λ= m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)平行
(2)绿光
(3)
【详解】(1)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,应使单缝和双缝相互平行。
(2)根据双缝干涉条纹间距公式
可得
由表格代入数据可知,
可知,则,由于绿光的波长小于红光波长,知单色光1是绿光。
(3)对单色光2有
代入题中数据,解得
11.(2025·湖南娄底·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测量头包括毛玻璃屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)在实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和测量头,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把毛玻璃屏照亮,装上单缝和双缝并使二者相互 (选填“平行”或“垂直”)。
(2)该同学分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,可知单色光1的相邻亮条纹间距为 mm,判断单色光1为 (选填“红光”或“绿光”)。
(3)已知双缝间距,测得双缝到屏的距离,可得所测单色光2的波长 (结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)平行
(2) 1.608 绿光
(3)
【详解】(1)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,为了使得干涉条纹清晰可见,应使单缝和双缝相互平行。
(2)[1]根据表格中的数据可知,单色光1的相邻亮条纹间距为
[2]根据表格中的数据可知,单色光2的相邻亮条纹间距为
结合上述解得
根据双缝干涉条纹间距公式
可得
结合上述解得
由于绿光的波长小于红光波长,知单色光1是绿光。
(3)对单色光2,根据干涉条纹公式有
结合上述与题中数据解得
12.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时,小南用光电传感器代替光屏,测量单色光的波长,其原理如图甲所示,单色光从单缝S射出,一部分直接投射到传感器上,另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边(图中竖直方向)
均匀分布着许多光敏单元,各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器得到各点的光照强度,形象地展示亮条纹的分布,得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。
(1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm;
(2)单缝S到平面镜的距离,则单色光的波长为 nm(保留3位有效数字);
(3)若只把光源换成频率更大的单色光,则新的光强分布是图乙中的 (填“b”或“c”)曲线。
【答案】(1)61.0
(2)610
(3)b
【详解】(1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为
(2)等效双缝宽度为
由图乙中a曲线可知相邻亮条纹中心间距
由,可得单色光的波长为
(3)若只把光源换成频率更大的单色光,则波长变小,根据可知,条纹间距变小,可知新的光强分布是图乙中的b。
13.(2025·江西·模拟预测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验装置按要求安装在光具座上,如图甲所示。
(1)测量过程中,图甲中遮光筒上方①号装置为拨杆,其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互 (选填“平行”或“垂直”)。
(2)图甲中②号装置的名称是 (选填“光屏”或“目镜”)。
(3)将测量头的分划板中心刻线与图乙中亮条纹A中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与亮条纹B中心对齐,此时手轮上的示数如图丁所示,则相邻亮条纹的间距为 mm(结果保留3位有效数字)。
(4)若双缝间距,光屏与双缝间的距离为,则所测光的波长为 nm。
【答案】(1)平行
(2)目镜
(3)1.65
(4)660
【详解】(1)①号装置为拨杆,其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互平行。
(2)②号装置的名称是目镜。
(3)相邻亮条纹的间距为
(4)根据 可知
14.(2025·山东·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示。
(1)下列说法中正确的是___________。
A.要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现
B.使用间距更小的双缝,可增加从目镜中观察到的条纹个数
C.测量某条亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐
(2)该同学调整好实验装置后,测出双缝间距,双缝到屏的距离,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示,则所测光的波长为 nm。
(3)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的,如图3所示,他观察到的中点处为___________(填正确答案前的字母)。
A.亮纹 B.暗纹
【答案】(1)C
(2)713
(3)B
【详解】(1)A.若粗调后看不到清晰的干涉条纹,看到的是模糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行,要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故A错误;
B.根据相邻两亮(暗)干涉条纹的间距
可知要增加观察到的条纹数,即越小,可使用间距更大的双缝,故B错误;
C.测量某条干涉亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐,故C正确。
故选C。
(2)由题图2可知,螺旋测微器的读数分别为,
相邻亮条纹的间距
根据
可得所测光波的波长
(3)光源发出的光到、的距离相同,透明薄片相当于增加光程半波长的奇数倍,即、振动方向始终相反,到、的距离相同,光程差,点为减弱点,即为暗条纹。
故选B。
创新练习
15.(2024·河北·高考真题)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示,其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后,分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数,如表所示:
单色光类别
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据,判断单色光1为 (填“红光”或“绿光”)。
【答案】绿光
【详解】根据,可得
由图表带入数据可知


已知绿光的波长小于红光波长,则单色光1是绿光。
16.(2022·海南·高考真题)在用双缝干涉测量光的波长的实验中,如图所示,则:
①a、b分别是( )
A.单缝和双缝 B.双缝和单缝 C.单缝和单缝 D.双缝和双缝
②如果双缝间距是d,双缝到毛玻璃的距离是L,第一条亮纹到第六条亮纹间距是x,则光的波长是 。(用x、d、L表示)
【答案】 A
【详解】①[1]由双缝干涉原理可知,先用滤光片得到单色光,然用单缝得到细长的光源,最后用双缝得到两束相干光,故a、b分别单缝和双缝。
故选A。
②[2]第一条亮纹到第六条亮纹间距是x,则相邻亮条纹间距为
根据可得光的波长是
17.(2021·浙江·高考真题)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
①观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是 。(单选)
A.旋转测量头 B.增大单缝与双缝间的距离 C.调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距,正确的做法是 (单选)
A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离
【答案】 C D
【详解】①[1]若粗调后看不到清晰的干涉条纹,看到的是模糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行;要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。
故选C。
②[2]根据
可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l,减小双缝的间距d;
故选D。

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