《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题(含答案)

《实验：用双缝干涉测量光的波长》测试题（含答案）一、实验：用双缝干涉测量光的波长实验题1．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示.甲 z（1）以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点A•灯丝和单缝及双缝必须平行放置B•干涉条纹与双缝垂直干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是 .（2） 当测量头中的分划板中心刻线对齐某条刻度线时，手轮上的示数如图甲该读数为 mm.（3） 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，如图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距Ax时，测量值 实际值.（填"大于"、“小于"或"等于”）2. （1）利用甲图所示装置研究光的某些现象，下列说法正确的是nL.A.若在光屏上得到的图样如（a）图所示，则光源和光屏间放置的是单缝挡板若光源和光屏间放置的是双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，图样的条纹宽度会变窄若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则红光最有可能照射不到光屏上

D•若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，则紫光最有可能照射不到光屏上（2）用双缝干涉测量某单色光的波长时，所得图样如乙图所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数如丙图所示，其读数为 mm,移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头卡尺的示数为18.6mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.6m,双缝相距0.2mm,则所测单色光的波长为 m。I'IIII'IIIiiih111n11lllllllllcm[iii|103．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），单缝保持竖直方向，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厶。接通电源使光源正常工作。⑴组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为 。光祿凸遨S滤光片a卜膛光衙毛璇璃屏冃鏡A.a代表单缝，b代表双缝B．a代表双缝，b代表单缝二者相互垂直放置二者相互平行放置（2）将红色滤光片改为绿色滤光片，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.与红光相比条纹间距变窄D.与红光相比条纹间距变宽⑶经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为Ax,则这种色光的波长表达式为肚 （用题中所给字母表示）。4.用双缝干涉测光的波长实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离厶，双缝间距d.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另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数.

分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数X]= mm(允许误差)、对准第4条时读数x2= mm(允许误差)写出计算波长九的表达式，九= (用X]、x2、L、d表示，不用计算)•在屏上观察到了干涉条纹如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变 ；(选大或小)5．我们用以下装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验：(1)在本实验中，需要利用关系式Ax=九来求解某色光的波长，其中L和d一般为已知d量，所以测量A是本实验的关键，观察下面的图像，你认为在实际操作中Ax应选下列图中的 图(填写“甲”、“乙”)更为合适？而在实际操作中，我们通常会通过测n条亮纹间的距离取平均值的方法来减小测量误差。已知实验所用的测量头由分划板、滑块、目镜、手轮等构成，使用50分度的游标卡尺。某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，具体操作如下：从目镜中观察干涉图像同时调节手轮，总共测量了5条亮纹之间的距离，初末位置游标卡尺的示数如图所示，则相邻两条亮纹的间距Ax= mm。（3）若在实验当中，某同学观察到以下图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差，所以需要对仪器进行调整，使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上。下面操作中可行的有 。调节拨杆方向B•其他不动，测量头旋转一个较小角度C•其他不动，遮光筒旋转一个较小角度D.将遮光筒与测量头整体旋转一个较小角度（4）在写实验报告时，实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时的所观察到的初末两个视场区，你觉得 的图像存在造假现象。6.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，如图甲所示，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距岀0.25mm6.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，如图甲所示，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距岀0.25mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，单缝与双缝之间的距离为5.00cm,光屏与双缝屏间的距离L=60.00cm。接通电源使光源正常工作。光源甲1）在图甲中，要使单缝与双缝相互平行，干涉条纹更加清晰明亮，以下操作最合理的是A.移动光源B.转动双缝C.调节拨杆D.转动遮光筒（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将屏向远离双缝的方向移动使用间距更小的双缝（3） 某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次看到的干涉条纹如图乙所示，图乙中的数字是该同学给各暗纹的编号，分划板中心刻线对准1、2间的亮纹中心，此时游标尺的读数q=9.30mm；接着再转动手轮，看到的的干涉条纹如图丙所示，此时游标卡尺读数如图丁所示，则读数x2= mm；利用上述测量结果，经计算可得这种色光的波长

A=nm（计算结果保留三位有效数字）。7．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用双缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=离L=700mm。接通电源使光源正常工作。甲光源凸透镜滤光片单缝双缝遮光简 像屏已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有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人中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，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到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的单色光的波长!= m（保留2位有效数字）。?lllN1|LL1LLJJ||M1]「id鬥|M |1111|i3Ti|01020丙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。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上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 仅将滤光片移至单缝和双缝之间仅将单缝与双缝的位置互换仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片8.现有毛玻璃屏人、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。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、 、 、 、A。(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；按合理的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；用刻度尺测量双缝到屏的距离；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 和 。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，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为 mm,求得相邻亮纹的间距x为 mm。已知双缝间距d为2.0x10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式入= 。求得所测红光波长为 mm。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.(1)ACD (2)0.702(0.701---0.703都给分) (3)大于【解析】【分析】【详解】A项：实验中，灯丝和单缝及双缝必须平行放置，故A正确；B项解析：(1)ACD(2)0.702(0.701―-0.703都给分) (3)大于解析】分析】【详解】A项：实验中，灯丝和单缝及双缝必须平行放置，故A正确；B项：干涉条纹与双缝平行，故B错误；IC、D项：根据干涉条纹的间距公式：：•知，干涉条纹疏密程度与双缝宽度、波长有关，故C、D正确；螺旋测微器的读数为：0.5mm+0.01mmx20.2mm=0.702mm；如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大，I根据双缝干涉条纹的间距公式-「-,』，待测光的波长测量值也是偏大•【点晴】I根据干涉条纹的间距公式一-J分析间距与哪些因素有关,螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，如果测量头中的分划板中心刻度I线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大；根据干涉条纹的间距公式」-,：/分析.2.BD11.4 6.0X10—7【解析】【详解】(1)[1]A.若在光屏上得到的图样如(a)图所示为干涉条纹，则光源和光屏间放置的是双缝挡板，不是单缝，A错误；B.若光源解析：BD11.46310_7【解析】【详解】[1]A.若在光屏上得到的图样如(a)图所示为干涉条纹，则光源和光屏间放置的是双缝挡板，不是单缝，A错误；若光源和光屏间放置的是双缝挡板，光源由红光换作蓝光后，依据干涉条纹间距公式Ax=九d可知，波长变短，图样的条纹宽度会变窄，B正确；若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，红光偏折最小，则红光最有可能照射到光屏上，C错误；若光源和光屏间放置的是三棱镜，光源能发出红、绿、紫三色光，紫光偏折最大，则紫光最有可能照射不到光屏上，D正确。故选BD。[2][3]由图丙所示可知，游标卡尺示数为：11mm+4x0.1mm=11.4mm条纹间距为：1Ax=—x(18.6-11.4)mm=1.8mm=1.8xlO-3m4由双缝干涉条纹公式有：Ax=九d代入数据解得：X=6.0x10-7m3．ADAC【解析】【分析】【详解】(1)[1]AB•双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，A正确，B错误；CD•双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉d解析：ADAC—AxL【解析】【分析】【详解】(1)[1]AB.双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，A正确，B错误；CD.双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，C错误，D正确。故选AD。⑵[2]AB.由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，A正确，B错误;CD.由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，C正确，D错误。故选AC。[3]根据两个相邻的明纹间(或暗纹)间距为可得波长表达式X=-AxL4.(1)2.190mm7.869(2)(3)小【解析】【详解】1)对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm，可动读数为0.01x36.9=0.369mm，所以最(3)小解析：(1)2.190mm7.869(2)—(3(3)小3L

【解析】【详解】(1)对准第4条亮纹时固定刻度读数为7.5mm,可动读数为0.01x36.9=0.369mm,所以最终读数为7.869mm.I , Axdd(x—x丿(2)根据Ax=九，可得：九= = 2 1。d L 3L(3)根据Ax=九知双缝间距d增大时条纹间距变小。d5．甲图BC甲同学【解析】【分析】【详解】[1]．在实际操作中标度线在明条纹中容易观察,则应选下列图中的甲图更为合适；[2]．由图可知,初末位置游标解析：甲图1.500mm~1.900mmBC甲同学【解析】【分析】【详解】(1)[1].在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则Ax应选下列图中的甲图更为合适；⑵[2].由图可知，初末位置游标卡尺的示数分别为0.570cm和1.380cm，贝V相邻两条亮纹的间距Ax=Ax=1.380—0.5705cm=0.1620cm=1.620mm[3].首先要明确各器件的作用，拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，因为已有清晰的干涉图样，所以不用调节；题中所说出现的问题是分刻板中心刻度线与干涉条纹不平行，应调节测量头使干涉条纹调成与分划板中心刻线同一方向上，故应其他不动，测量头旋转一个较小角度；或者其他不动，遮光筒旋转一个较小角度。故选BC。[4].实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图像存在造假现象。6.)CB18.45635【解析】【分析】【详解】(1)[1]要使单缝与双缝相互平行，应通过调节拔杆，带动单缝转动，使单缝与双缝平行，故C正确，ABD错误。解析：)CB18.45635【解析】【分析】【详解】(1)[1]要使单缝与双缝相互平行，应通过调节拔杆，带动单缝转动，使单缝与双缝平行，故C正确，ABD错误。故选C。[2]由于目镜观察范围确定，要想观察到的条纹个数增加，应使条纹间距变窄，根据相邻亮条纹间距的公式Ax=九d可减小屏与双缝的距离，增大双缝间距离，减小波长，故B正确，ACD错误。故选Bo[3]游标卡尺读数x=18mm+0.05x9mm=18.45mm2根据.x-xAx=T16解得Ax=1.525mm根据代入数据60.00x10-2九=l.525mx0.25mm=6.35x10-7m=635nm60.00x10-27．35 C【解析】【分析】【详解】①[1]•游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0,游标

尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05x7=0.解析：354.8x10-7C【解析】【分析】【详解】①[1].游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0,游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05x7=0.35mm；

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