课时梯级训练(25) 实验：用双缝干涉测量光的波长(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(25)　实验：用双缝干涉测量光的波长 1．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示。他改变的实验条件可能是(　　) A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 B　解析：改变条件后相邻两条亮条纹之间的间距变大，由公式Δx＝λ可知，要使Δx增大，可增大双缝到光屏之间的距离l，C错误；减小双缝之间的距离d，B正确；换用波长更长，即频率更低的单色光源，D错误；改变光源到单缝的距离不会改变Δx，A错误。 2．(多选)某同学在做双缝干涉实验时，按要求安装好实验装置后，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是因为(　　) A．光源发出的光束太强 B．单缝与双缝不平行 C．没有安装滤光片 D．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，且相差较大 BD　解析：安装双缝干涉仪器时要做到：光束的中央轴线与遮光筒的轴线重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝、双缝要处在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要平行，光源发出的光束不能太暗。综上所述，B、D正确。 3．在用双缝干涉测量单色光的波长实验中(　　) A．光源与屏之间应依次放置双缝、滤光片、单缝 B．光源与屏之间应依次放置滤光片、双缝、单缝 C．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变宽 D．实验中，若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变窄 C　解析：本实验先由滤光片得到单色光，再经单缝形成线光源，最后经过双缝，得到频率相同的光，进行干涉，故光源与屏之间应依次放置滤光片、单缝、双缝，A、B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ知，增大双缝到屏间的距离，或减小双缝间距，或换波长更长的光照射，均可以增大条纹间距，从而便于测量，C正确，D错误。 4．(多选)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下面几种说法正确的是(　　) A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 ABD　解析：由条纹间距公式Δx＝λ可知，A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx变小，A、B、D正确。 5．(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是(　　) A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3 C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4 AC　解析：双缝干涉实验中，光要先通过单缝后照到双缝上，形成相干光源，则N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2，A、C正确，B、D错误。 6．(1)如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各装置的名称依次是_____________。 A．单缝、滤光片、双缝、光屏 B．单缝、双缝、滤光片、光屏 C．滤光片、单缝、双缝、光屏 D．滤光片、双缝、单缝、光屏 (2)对于某种单色光，为增加相邻亮纹(或暗纹)之间的距离，可采用的方法是(任写一种方法)________________________________________________________________________。 答案：(1)C　(2)增加双缝到屏的距离或减小双缝间距(任答一条即可) 解析：(1)a、b、c、d各装置的名称分别为滤光片、单缝、双缝、光屏，C正确。 (2)由Δx＝λ可知，要增加相邻亮纹(或暗纹)的距离，在单色光的波长一定的情况下，可以增大双缝到屏的距离，也可以减小双缝间距。 7．某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，第一次分划板中心刻线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A)，游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距d＝0.5 mm，双缝到屏的距离l＝1 m，则： (1)图乙中游标卡尺的示数为________cm。 (2)图丁中游标卡尺的示数为________cm。 (3)所测光波的波长为________m。(保留两位有效数字) 答案：(1)1.250　(2)1.775　(3)6.6×10－7 解析：(1)游标卡尺的固定刻度读数为1.2 cm，游标尺上第10个刻度游标读数为0.05×10 mm＝0.50 mm＝0.050 cm，所以最终读数为1.2 cm＋0.050 cm＝1.250 cm。 (2)游标卡尺的固定刻度读数为1.7 cm，游标尺上第15个刻度游标读数为0.05×15 mm＝0.75 mm＝0.075 cm，所以最终读数为1.7 cm＋0.075 cm＝1.775 cm。 (3)Δx＝≈0.131 cm，根据Δx＝λ得，λ＝6.6×10－7 m。 8．图甲是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置，测得双缝到毛玻璃屏的距离l为0.2 m，双缝的距离d为0.4 mm，图乙是通过该仪器的观测装置看到的毛玻璃屏上的干涉图样，其中1，2，3，4，5，…是亮条纹的编号，图丙、图丁是利用该仪器测光的波长时观察到的情景，图丙是测第1号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为________mm，图丁是测第4号亮条纹的位置，此时观测装置上千分尺的读数为________mm。根据上面测出的数据可知，相邻两条亮条纹间的距离Δx＝________mm，计算波长的数学表达式λ＝________，被测光的波长为________nm。 　　 答案：0.510　1.485　0.325　　650 解析：题图丙是测第1号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为0.5 mm＋0.01×1.0 mm＝0.510 mm； 题图丁是测第4号亮条纹的位置，此时千分尺的读数为1 mm＋0.01×48.5 mm＝1.485 mm； 相邻两条亮条纹间的距离Δx＝ mm＝0.325 mm； 根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，得λ＝， 代入数据得λ＝ m＝6.5×10－7 m＝650 nm。 9．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中： (1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向________(填“上”或“下”)调节。 (2)某次测量如图所示，则读数为________mm。 (3)几位同学实验时，有的用距离为0.1 mm的双缝，有的用距离为0.2 mm的双缝。同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，下图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是________。(已知红光波长大于紫光的波长) 答案：(1)上　(2)5.007(5.006～5.008均正确)　(3)BD 解析：(1)发现筒的上壁照得很亮，说明光线向上，即观察端偏下，所以应将观察端向上调节。 (2)螺旋测微器的固定刻度读数为5 mm，可动刻度读数为0.7×0.01 mm＝0.007 mm，所以最终读数为5 mm＋0.007 mm＝5.007 mm。 (3)根据Δx＝可知，当红光分别通过距离为0.1 mm和0.2 mm的双缝时，距离越大的条纹间的距离越小，B正确；同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时，即l、d相同情况下，波长越长的条纹间的距离越大，D正确。 10．在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题： (1)(a)(b)两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。 (2)将下表中的光学元件放在图(c)所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的 滤光片 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，各学光元件的排列顺序应为________________。(填写元件代号) (3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图(d)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图(e)所示，则其示数xA＝________mm；在B位置时游标卡尺如图(f)所示，则相邻两条纹间距Δx＝________mm。 (4)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。 (5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)。 答案：(1)(a)　(2)E、D、B、A　(3)111.15　0.64　(4)6.4×10－7　(5)变小 学科网（北京）股份有限公司 $$