第十二章 实验十八 用双缝干涉测量光的波长 专项练习 -2027届高考物理一轮专题复习

**基本信息** 聚焦双缝干涉实验的原理应用、装置操作及误差分析，题型覆盖高考核心考查点，知识逻辑从实验原理到操作规范再到误差分析层层递进。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验原理与波长计算|2题|结合装置距离、条纹间距计算波长，考查公式Δx=Lλ/d应用|从双缝干涉原理推导波长表达式，建立物理量间定量关系| |实验装置与操作规范|3题|判断元件作用（透镜、偏振片）、调节方法（单缝双缝平行）|明确装置组成（光源-滤光片-单缝-双缝-屏）及各元件功能，操作规范基于干涉条件| |误差分析与数据处理|2题|通过测量多条纹间距减小误差，判断测量头使用对结果影响|体现科学探究中误差控制方法，数据处理基于累积法原理| |影响因素分析|2题|判断波长、频率、单缝位置对条纹间距的影响|基于公式分析λ、d、L变化对Δx的影响，培养科学推理能力|

实验十八:用双缝干涉测量光的波长 课时作业 1.(2025·绍兴一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中: (1)如图所示,某同学测得图中装置中透镜、单缝、双缝、毛玻璃、目镜之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为Δx,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　　　　。  (2)若在单缝与透镜之间加入一偏振片,测得该单色光的波长与不加偏振片时相比　　　　。  A.增加　　　B.不变　　　C.减小 2.(2025·绍兴三模)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。 (1)下列说法正确的是　　　　。  A.上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行 B.透镜的作用是使射向单缝的光更集中 C.转动目镜可使分划板竖直刻线与条纹平行 D.仅将红色滤光片改为绿色滤光片,条纹间距将变大 (2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是 　　　　(多选)。  A B C D 3.现用如图所示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)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n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.“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量 C.“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量 (3)若改用频率较小的单色光照射,得到的干涉条纹间距将　　　　 (选填“变大”“不变”或“变小”);将单缝远离双缝,干涉条纹宽度　　　　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。  4.如图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。 (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　　　　。  A.旋转测量头 B.调节拨杆使单缝与双缝平行 C.增大单缝与双缝间的距离 (2)已知双缝间的距离为d,光源与单缝的距离为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到测量头的距离为L3,计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为Δx,显示图样的放大倍数为k,则对应的光波波长为　　　　　　(用题中所给物理量符号表示)。  (3)若某同学通过目镜,看到如图乙所示的情形。由于条纹清晰,他没有再进一步进行调节,而是直接进行测量,并根据公式算出波长,则测量得到的波长和准确值相比　　 　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  5.(2025·吴兴高级中学模拟)利用图甲所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。 (1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置b　　　和c双缝,再放置a　　　,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(均选填“双缝”“单缝”或“滤光片”)  (2)如图乙所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行　　　　。  A.仅拨动拨杆 B.仅旋转单缝 C.仅前后移动凸透镜 D.仅旋转毛玻璃处的测量头 (3)实验中已知双缝间的距离d=0.4 mm,双缝到光屏的距离L=1.6 m。某种单色光照射双缝时,用测量头测量条纹间距:先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图丙所示,为　　　 mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丁所示,为　　　 mm,则这种单色光的波长为　　　　　 m。(最后一空结果保留两位有效数字)  (4)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  学科网（北京）股份有限公司 $ 实验十八:用双缝干涉测量光的波长 课时作业 1.(2025·绍兴一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中: (1)如图所示,某同学测得图中装置中透镜、单缝、双缝、毛玻璃、目镜之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为Δx,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　　　　。  (2)若在单缝与透镜之间加入一偏振片,测得该单色光的波长与不加偏振片时相比　　　　。  A.增加　　　B.不变　　　C.减小 解析:(1)测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为Δx,则相邻亮条纹间距为Δx′==,根据相邻亮条纹间距公式可得Δx′=λ=λ,联立可得单色光波长的表达式为λ=。 (2)若在单缝与透镜之间加入一偏振片,由于加偏振片不会改变光的波长,所以测得该单色光的波长与不加偏振片时相比不变,故选B。 答案:(1)λ=　(2)B 2.(2025·绍兴三模)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。 (1)下列说法正确的是　　　　。  A.上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行 B.透镜的作用是使射向单缝的光更集中 C.转动目镜可使分划板竖直刻线与条纹平行 D.仅将红色滤光片改为绿色滤光片,条纹间距将变大 (2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是 　　　　(多选)。  A B C D 解析:(1)左右拨动拨杆可使单缝与双缝平行,故A错误;透镜的作用是使射向单缝的光更集中,故B正确;转动测量头可使分划板竖直刻线与条纹平行,故C错误;根据Δx=λ可知,仅将红色滤光片改为绿色滤光片,波长减小,则条纹间距将变小,故D错误。 (2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向,在测量头观察到的单色光干涉条纹应保持竖直且与分划板的中心刻线平行,分划板的中心刻线处于光屏中心,故选C、D。 答案:(1)B　(2)CD 3.现用如图所示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)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n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.“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量 C.“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量 (3)若改用频率较小的单色光照射,得到的干涉条纹间距将　　　　 (选填“变大”“不变”或“变小”);将单缝远离双缝,干涉条纹宽度　　　　 (选填“变大”“变小”或“不变”)。  解析:(1)只有保证单缝和双缝互相平行,才能在屏上出现明暗相间的条纹。 (2)先测量n个条纹的间距再求出Δx,采用的是放大测量取平均值。“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量,属于等效替代法,故A错误;“用单摆测重力加速度”实验中单摆周期的测量,属于放大测量取平均值,故B正确;“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧形变量的测量,属于多次测量取平均值,故C错误。 (3)若改用频率较小的单色光照射,根据c=λf可知单色光的波长将变长,由Δx=λ可得干涉条纹间距将变大;由Δx=λ可知,将单缝远离双缝,式中l、d、λ均不变,则干涉条纹宽度不变。 答案:(1)平行　(2)B　(3)变大　不变 4.如图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。 (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　　　　。  A.旋转测量头 B.调节拨杆使单缝与双缝平行 C.增大单缝与双缝间的距离 (2)已知双缝间的距离为d,光源与单缝的距离为L1,单缝与双缝的距离为L2,双缝到测量头的距离为L3,计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为Δx,显示图样的放大倍数为k,则对应的光波波长为　　　　　　(用题中所给物理量符号表示)。  (3)若某同学通过目镜,看到如图乙所示的情形。由于条纹清晰,他没有再进一步进行调节,而是直接进行测量,并根据公式算出波长,则测量得到的波长和准确值相比　　 　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  解析:(1)条纹模糊不清,可能是单缝与双缝不平行造成的,则要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故选B。 (2)双缝条纹间距公式Δx′=λ,其中Δx′是实际的相邻两亮条纹间的距离, 那么显示的相邻亮条纹间距和实际的相邻亮条纹间距之间的关系为Δx=kΔx′,即Δx=kλ,整理得λ=。 (3)由题图乙计算得到的条纹间距偏大,根据Δx=λ可知测量得到的波长和准确值相比偏大。 答案:(1)B　(2)　(3)偏大 5.(2025·吴兴高级中学模拟)利用图甲所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。 (1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置b　　　和c双缝,再放置a　　　,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(均选填“双缝”“单缝”或“滤光片”)  (2)如图乙所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行　　　　。  A.仅拨动拨杆 B.仅旋转单缝 C.仅前后移动凸透镜 D.仅旋转毛玻璃处的测量头 (3)实验中已知双缝间的距离d=0.4 mm,双缝到光屏的距离L=1.6 m。某种单色光照射双缝时,用测量头测量条纹间距:先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图丙所示,为　　　 mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丁所示,为　　　 mm,则这种单色光的波长为　　　　　 m。(最后一空结果保留两位有效数字)  (4)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  解析:(1)观察单色光的双缝干涉图样实验中,通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,故光具座上先放置b单缝和c双缝,再放置a滤光片,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。 (2)若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可,故选D。 (3)题图丙示数为2 mm+33.3 ×0.01 mm=2.333 mm(2.332、2.334也可); 题图丁示数为15 mm+32.5×0.01 mm=15.325 mm(15.324、15.326也可); 由Δx=λ得λ=Δx=××10-3m=6.5×10-7m。 (4)若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则λ减小,由Δx=λ可知,相邻亮条纹中心间距减小。 答案:(1)单缝　滤光片　(2)D (3)2.333　15.325　6.5×10-7　(4)减小 学科网（北京）股份有限公司 $