课时测评22　实验：用双缝干涉测量光的波长-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评22　实验：用双缝干涉测量光的波长 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1题6分，共6分) 1．(2024·山西太原师范学院附属中学月考)如图为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，从左到右依次放置①白光光源、②红色滤光片、③、④、⑤遮光管、⑥光屏。下列说法正确的是(　　) A．③、④分别是双缝、单缝 B．减小单缝与双缝之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离 C．若把此装置置于某液体中测量某单色光的波长，测得结果要比在真空中测得该光的波长长 D．若双缝间距为d，④与光屏的距离为l，用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则该红光的波长λ＝ 答案：D 解析：③和④两个元件分别是单缝和双缝，且顺序不能调换，A错误；根据Δx＝λ可知，条纹间距与单缝、双缝间距离无关，B错误；若把此装置置于某种液体中，光的频率不变，但光速减小，由λ＝可知波长变短，C错误；用测微目镜测出6条红色条纹间的距离为a，则相邻亮条纹间距为Δx＝，则λ＝＝，D正确。故选D。 2．(8分)(2024·四川绵阳期末)在多个玻璃片上涂墨汁，晒干后用刀片分别划出两条相距不远的直缝，做成多个双缝。按如图所示的装置，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象。 (1)保持玻璃片到光屏的距离不变，换用两条直缝间距不同的玻璃片。两条直缝间距越大，光屏上明暗相间的条纹间距________(选填“越大”或“越小”)。 (2)用不同颜色的光照射同一玻璃片，保持光屏与玻璃片位置不变。用红光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用蓝光照射时条纹的间距________(选填“大”或“小”)。 答案：(1)越小　(2)大 解析：(1)由Δx＝λ可知，两条直缝间距d越大，光屏上明暗相间的条纹间距越小。 (2)红光的波长大于蓝光的波长，由Δx＝λ可知，用红光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用蓝光照射时条纹的间距大。 3．(8分)(2024·天津十四中校考)某同学做“用双缝干涉测光的波长”的实验，实验装置如图甲所示，使用的双缝间距d已知。 (1)下列说法正确的是________。 A．如果将光源换成激光光源，去掉滤光片和单缝，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 (2)当屏上出现了干涉图样后，通过测量头观察到第一条亮条纹的位置如图乙中(a)所示，第五条亮条纹位置如图乙中(b)所示，可得相邻两条亮条纹间的距离Δx＝________ mm(保留3位小数)，再测出双缝与屏之间的距离L，即可根据公式λ＝________(用题中所给字母表示)算出光的波长。 答案：(1)A　(2)1.200　 解析：(1)如果将光源换成激光光源，激光是相干光，单色性好，可以去掉滤光片和单缝，A正确；若去掉滤光片，能观察到干涉图样，只是这时观察到的是各色光重叠产生的彩色条纹，B错误；毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝是平行的，C错误。 (2)根据题意可得题图乙(a)中读数为1 mm＋13.0×0.01 mm＝1.130 mm，题图乙(b)中读数为5.5 mm＋42.8×0.01 mm＝5.928 mm，所以可得相邻两条亮条纹间的距离为Δx＝ mm≈1.200 mm；根据公式Δx＝λ可得λ＝。 4．(8分)(2024·北京海淀期中)现用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长。 (1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________(选填“垂直”或“平行”)放置。 (2)已知测量头主尺的分度值是1毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，并将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16 mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示，则读数为________ mm。已知双缝间距d＝2.00×10-4 m，测得双缝到毛玻璃屏的距离L＝0.800 m，所测光的波长λ＝________ nm(计算结果保留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Δx，而是先测量若干个条纹的间距再求出Δx。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 答案：(1)平行　(2)15.02　693　(3)C 解析：(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。 (2)游标卡尺读数为15 mm＋1×0.02 mm＝15.02 mm；两相邻亮条纹的间距Δx＝＝2.772 mm；根据Δx＝λ得λ＝＝693 nm。 (3)先测量若干个条纹的间距再求出Δx，是采用了微量累积法，“用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量采用了微量累积法；“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量采用了等效替代法；“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量没有采用微量累积法。故C正确，A、B错误。 5．(8分)(2024·广东深圳实验学校阶段测试)某学习小组要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)为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为________(选填“单缝”或“双缝”)。 (2)在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时： ①观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝________(选填“平行”或“垂直”)，从而使条纹变得清晰。 ②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向________(选填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动。 (3)在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式λ＝______________。 答案：(1)单缝　(2)①平行　②靠近　(3) 解析：(1)双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光，再经过单缝、双缝，故B为单缝。 (2)①单缝和双缝应平行放置。②要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距Δx，由Δx＝λ可知，需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，减小双缝与光屏之间的距离L。 (3)第N1条亮条纹的读数为Y1，第N2条亮条纹的读数为Y2，则相邻两条亮条纹的间距Δx＝，根据Δx＝λ，可得λ＝。 6．(12分)(2024·湖南师大附中期末)用光传感器可以更方便地演示双缝干涉现象。如图是实验装置图(实验在暗室中进行)。激光光源在铁架台的最上端(图中未画出)，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器。这个实验的光路是自上而下的。图中带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形的长边分布着许多光敏单元。传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。根据显示器上干涉图像的条纹间距，可以算出光的波长。这种方法除了可以测量条纹间距外，还可以方便、形象地展示亮条纹的分布，并能测出传感器上各点的光照强度。 (1)下列关于本实验的操作与叙述正确的是________； A．干涉图像中相邻两个波峰之间的距离，即相邻两条亮条纹中心的间距 B．双缝挡板不动，下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，则干涉条纹间距减小 C．光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距不变 D．减小双缝间距，干涉条纹间距也减小 (2)在不改变双缝的间距和双缝到光传感器的距离的前提下，用红光和绿光做了两次实验，下图中的甲、乙分别对应这两次实验得到的干涉图像，红光的图像是________(选填“甲”或“乙”)。 　 答案：(1)A　(2)乙 解析：(1)相邻两个波峰之间的距离，即相邻两条亮条纹中心的间距，A正确；根据Δx＝λ知，若下移光源，干涉条纹间距不变，B错误；光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，即减小双缝与光传感器间距，根据Δx＝λ知，干涉条纹间距会减小，C错误；减小双缝间距，根据Δx＝λ知，干涉条纹间距会增大，D错误。 (2)红光的波长比绿光的长，由Δx＝λ可知，波长越长条纹间距越大，故红光的图像是乙。 学科网（北京）股份有限公司 $