高中物理鲁科版 (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一课一练

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15题）

1．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

2．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

3．在双缝干涉实验装置中，正确的说法是（       ）．

A．光源必须发出单色光

B．光经过单缝成为单色光

C．光经过双缝成为两束振动情况完全相同的光

D．两束光只在屏上发生干涉

4．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

5．用a和b两种单色光依次在同一双缝干涉装置上做实验，在屏上观察到a光的干涉条纹间距较大，则（　　）

A．a光波长较短

B．水对a光的折射率较大

C．a光在水中的传播速度较大

D．a光从水中射向空气时，全反射临界角较小

6．某次实验中测得第一级明条纹和第三级明条纹相距，若双缝间距为，双缝到屏的距离为，则光波的波长为（       ）

A． B．

C． D．

7．如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图,其中S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏．实验时用白光从左边照射单缝S,可在光屏P上观察到彩色的干涉条纹．现在S1、S2的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏P上可观察到 （ ）

A．红光和蓝光两套干涉条纹

B．红、蓝相间的条纹

C．两种色光相叠加,但不出现干涉条纹

D．屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加

8．利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。下列说法中正确的是（　　）

A．实验装置中的①②③元件分别为单缝、滤光片、双缝

B．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

D．测量过程中误将5个条纹间距数成6个，波长测量值偏大

9．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

10．如图为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以（　　）

A．将光屏移近双缝

B．增大双缝的间距

C．更换滤光片，改用频率更小的单色光

D．将光源向双缝移动一小段距离

11．如图甲所示为双缝干涉的实验装置，光源发出的光经滤光片，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹如图乙所示，屏上P、P1、P2处依次排列着明条纹，Q1、Q2处出现暗条纹，P到S1、S2的距离相等。若遮光筒内装满水，其它条件不变，则光屏上（　　）

A．不再出现明暗相间的条纹 B．P处可能出现暗条纹

C．P1处一定为明条纹 D．明暗相间的条纹间距变小

12．用图甲所示装置测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头卡尺的示数为11.4mm，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15.2mm。已知双缝挡板与光屏间距为0.4m，双缝相距0.1mm，则所测单色光的波长为（　　）

A．2.38×10-7m B．2.38×10-9m C．9.5×10-7m D．9.5×10-9m

13．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

14．在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）:

下列说法哪一个是错误的（　　）（填选项前的字母）

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．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐

C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距

15．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度

B．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角

C．单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，单色光2的干涉条纹间距较大

D．单色光1和单色光2分别用同一装置研究光的干涉，单色光1的干涉条纹间距较大

二、填空题（共2题）

16．（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______。

17．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，回答下列问题。

（ⅰ）如图甲所示为实验用到的光具座，在图中标示分别为：①光源；②________；③________；④________；⑤遮光筒；⑥光屏。

（ⅱ）将测量头的分划线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定位第一条亮纹，然后同方向转动测量头，使分划线与第四条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则定位第一条亮纹时手轮上的示数________mm，定位第四条亮纹时手轮上的示数________mm，求出的相邻亮纹的间距为________mm。（保留四位有效数字）

（ⅲ）已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距，可得该光的波长为________nm（保留三位有效数字）。

（ⅳ）如果实验中发现干涉条纹间距较小，应该怎样改进让实验现象更明显？请写出两条方案： ________。

三、综合题（共4题）

18．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？

19．如果在双缝干涉实验的遮光筒内充满某种透明介质（折射率为n），保持入射光源、双缝间距、双缝到屏的距离都不变，则屏上相邻两明（暗）条纹的间距变为原来在空气中测量的多少。

20．某同学在“用双缝干涉测激光的波长”实验中；如图甲所示，若将激光束照在双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙图样的平行且等宽的明暗相间的条纹，为测量该激光的波长，测得双缝间距为d（每个缝的宽度很窄，宽度可忽略），光屏到双缝距离为L，现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长。

21．在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，一同学经调节后使单缝与双缝在竖直方向相互平行。若该同学先后分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝完成实验，其他条件不变，你认为观察到的单色光的干涉条纹是下面哪些图像?其中对应双缝间距d1的是下面哪个图像?

参考答案：

1．C

2．B

3．C

4．C

5．C

6．B

7．C

8．B

9．B

10．C

11．D

12．C

13．D

14．A

15．C

16．     干涉    

17．     滤光片     单缝     双缝     2.190     7.870     1.893     676     略

18．

（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。

19．

20．

21．c和d，c