4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 高中物理“用双缝干涉测量光的波长”新授课同步练，以基础练习为核心，通过原理操作与数据处理题组分层，构建从实验理解到数据应用的巩固路径，培养科学探究与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础练习|实验原理（条纹间距公式、装置元件）、操作规范（单缝双缝放置）、数据处理（读数、波长计算）|题组一以多选、填空考查原理与装置（如第1题条纹间距影响因素），题组二通过计算与读数题强化数据处理（如第6题手轮读数及波长计算），梯度衔接紧密|

4　实验:用双缝干涉测量光的波长 基础练习 题组一　实验原理与操作 1.（多选）[2026福建漳州期末考试]1801年，托马斯·杨进行了著名的杨氏双缝干涉实验，有力地支持了光的波动说。如图是某同学重现该实验的装置示意图，实验中用了黄色滤光片，为了增大干涉条纹的间距，下列说法可行的是( ) A.只增大单缝到双缝的距离 B.只减小双缝间的距离 C.只增大双缝到光屏的距离 D.只把黄色滤光片换成绿色滤光片 2.[2026河北秦皇岛模拟考试]某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l ，测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心之间的距离为Δx ，下列说法正确的是( ) A.中央亮条纹最亮最宽 B.测得单色光的波长λ= C.将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度不变 D.分别用单色红光、单色绿光进行实验，红光形成的相邻亮条纹间距比绿光的小 3.[2026广东开学考试]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜),如图所示,其中双缝为　　　　(选填“M”“N”或“P”)。某同学调试好仪器后能观察到清晰的干涉条纹,若要使毛玻璃上条纹数目有所增加,且仍能观察到清晰的干涉条纹,下列调整可能正确的是　　　　。  A.仅将红色滤光片换成绿色滤光片 B.仅减小双缝间的距离 C.仅换用更长的遮光筒 D.仅增大滤光片与单缝之间的距离 4.[2026辽宁沈阳期中]如图所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。 (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。M、N、P三个光学元件依次为　　　　(选填“A”或“B”)。  A.滤光片、单缝、双缝 B.滤光片、双缝、单缝 (2)已知双缝间距为d,单缝与双缝间距为L1,双缝与毛玻璃的间距为L2,转动手轮,使分划板的中心刻线与某一条亮条纹的中心对齐,把该亮条纹记为第m条亮条纹,记下手轮上的读数为x1,再转动手轮,使分划板中心刻线移动到与第n条(n>m)亮条纹的中心对齐,记下手轮上的读数为x2,已知x2>x1,则被测光的波长表达式为λ=　　　　。(用题中给出的物理量的字母表示)  题组二　实验数据处理 5.[2026湖南怀化开学考试]如图甲所示,在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,从仪器注明的规格可知双缝的间距为d,用刻度尺测出毛玻璃屏与双缝间的距离为L,接通电源使光源正常工作,在毛玻璃屏上得到一组红光的干涉条纹,通过测量头观察该组干涉条纹,如图乙所示,已知分划板中心刻线在图乙中A位置时手轮的示数为x,分划板中心刻线处于B位置时,手轮的示数为2x,试回答下列问题: 乙 (1)相邻两条红色亮条纹的中心间距Δx=　　　　　。  (2)红色光的波长λ=　　　　　。  6.[2026四川成都期中]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示。 (1)手轮上示数如图乙,则此读数为　　　　mm。  (2)下列说法正确的是　　　　。  A.实验中使用拨杆来调整单缝和双缝时,应使单缝和双缝相互平行 B.实验中还需测出单缝到光屏的距离 C.将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变大 D.若将红色滤光片换成绿色滤光片,则相邻两亮条纹中心的距离将减小 (3)若选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹中心到第4条暗条纹中心之间的距离为7.560 mm。则所测单色光的波长为　　　　nm(结果保留三位有效数字)。  7.[2026四川资阳期中]某学习小组做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)若测定绿光的波长,应选用　　　色滤光片。  (2)已知双缝到光屏之间的距离L=500 mm,双缝之间的距离d=0.50 mm,单缝到双缝之间的距离s=100 mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A的中心,记下此时手轮上的读数,然后他继续转动手轮,使分划板中心刻线对准亮条纹B的中心,记下此时手轮上的读数,前后两次手轮上的示数如图所示,则A位置读数为　　　mm,入射光的波长λ=　　　　m(结果保留两位有效数字)。  (3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法有　　　　。  A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光 B.增大双缝到屏的距离 C.增大双缝到单缝的距离 D.增大双缝间距 8.[2026山东聊城模拟考试]某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性。O处为单色激光笔，A处为狭缝片,B 处为水平放置的光强传感器。 （1）若仅改变图甲中A、B 间的距离，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图乙、丙所示，下列判断正确的是___。 A.A处为双缝，图乙对应的A、B 间的距离大 B.A处为双缝，图丙对应的A、B 间的距离大 C.A处为单缝，图乙对应的A、B 间的距离大 D.A处为单缝，图丙对应的A、B 间的距离大 （2）若在A处安装双缝，测出O、A间的距离为L_1，A、B间的距离为L_2 ， 连续4条亮纹间的距离为Δx，使用的双缝间距为d ，则该激光的波长为_________。 （3）在利用此装置测量激光的波长时，下列说法正确的是_____。 A.适当增加O、A 间的距离可以减小测量误差 B.适当增加A、B 间的距离可以减小测量误差 C.实验中应保证O、A、B连线与传感器B 垂直 9.[2026浙江阶段测试]利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。实验原理图如图甲所示,S为单色光源,M为平面镜,S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L,到平面镜的垂直距离为a,在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 　 　 (1)用测量头测量时,当分划板中心刻线与光屏上第1条亮条纹的中心对齐时,手轮上的读数为x1,当分划板中心刻线与第7条亮条纹的中心对齐时,手轮上的示数如图丙所示,读数记为x7=　　　　mm,该单色光的波长λ=　　　　(用a、L、x1、x7表示)。  (2)某同学做实验时,平面镜意外倾斜了某微小角度θ,如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹间距将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  (3)若光源在平面镜镜面所在的水平面上的投影离平面镜左端距离为b,平面镜宽为c,光屏沿竖直方向放置,则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为　　　　(用L、a、b和c表示)。  答案 第四章　光 4　实验:用双缝干涉测量光的波长 基础练习 1.BC【解析】 根据干涉条纹公式Δx=λ 可知，只增大单缝到双缝的距离，不改变干涉条纹的间距，故A错误；根据干涉条纹公式可知，只减小双缝间的距离，能够增大干涉条纹的间距，故B正确；根据干涉条纹公式可知，只增大双缝到光屏的距离，能够增大干涉条纹的间距，故C正确；根据干涉条纹公式可知，把黄色滤光片换成绿色滤光片，波长减小，干涉条纹的 间距减小，故D错误。 2.C【解析】 中央亮条纹最亮，但是中央亮条纹宽度与其他亮条纹宽度相同，故A错误；从第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心共有n−1个条纹间距，根据干涉条纹的宽度与波长的关系可知=λ ，解得λ=，故B错误；结合以上分析可知，条纹的宽度与单缝、双缝间的距离无关，故C正确；红光波长大于绿光波长，结合B选项分析可知，红光形成的相邻亮条纹间距比绿光的大，故D错误。 3.答案　P　A 解析　M、N、P依次为滤光片、单缝、双缝,故双缝为P。要使毛玻璃上条纹数目有所增加,且仍能观察到清晰的干涉条纹,应减小条纹间距,根据Δx=λ,要减小条纹间距,应该减小光的波长λ,或减小遮光筒长度使双缝与毛玻璃之间的距离L减小,或者增大双缝间距离d,故选A。 4.答案　(1)平行　A　(2) 解析　(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝,故选A。 (2)相邻条纹间距为Δx=,根据Δx=λ,可得λ=。 5.答案　(1)　(2) 解析　(1)由题图乙可知,相邻的两条红色亮条纹的中心间距Δx=== (2)由Δx=λ,可得红色光的波长λ= 6.答案　(1)0.642　(2)AD　(3)630 解析　(1)图乙读数为0.5 mm+14.2×0.01 mm=0.642 mm。 (2)用拨杆可以调整单缝和双缝,实验中必须调整到单缝和双缝相互平行,这样才能得到清晰的干涉条纹,A正确;根据双缝干涉条纹间距公式Δx=,实验中需测双缝到光屏的距离,不是单缝到光屏的距离,B错误;双缝干涉条纹间距与单缝到双缝的距离无关,将单缝向双缝移动一小段距离,干涉条纹间距不变,C错误;绿色光的波长比红色光的波长短,根据Δx=,将红色滤光片换成绿色滤光片,相邻两亮条纹中心的距离将减小,D正确。故选A、D。 (3)相邻暗条纹的间距Δx= mm=2.520×10-3 m,由Δx=,可得λ=,解得λ=630 nm。 7.答案　(1)绿　(2)11.1　6.4×10-7　(3)AB 解析　(1)由于要测量绿光的波长,因此应用绿色滤光片。 (2)A位置读数为x1=11 mm+1×0.1 mm=11.1 mm;B位置读数为x2=15 mm+6×0.1 mm=15.6 mm,则条纹间距Δx=。根据Δx=λ,解得λ≈6.4×10-7 m。 (3)要增大条纹间距,由Δx=λ可知,可用波长更长的入射光,或增大双缝到屏的距离,或减小双缝间距。故选A、B。 易错警示　相邻亮条纹中心间距Δx=,Δx不是条纹宽度,相邻亮条纹中心间距与相邻暗条纹中心间距相等。 8.（1）A 【解析】 题图乙、丙的光强分布中，都出现了一系列间距几乎均匀的明暗相间条纹，这更符合双缝干涉的条纹特征，因此A 处为双缝，题图乙的条纹间距大于题图丙的，根据Δx=l/dλ 可知，题图乙对应的A、B 间距更大， 故选A。 （2） （3）BC 9.答案　(1)13.870(13.869、13.871均可)　　(2)变大　(3) 解析　(1)由题图丙可得读数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm 相邻亮条纹中心间距为Δx= 由题可知,等效的双缝间距为d=2a 又Δx=λ 联立解得λ= (2)画出光路图如图1 沿OA向左略微平移平面镜,即平面镜从图中②位置平移至①位置,由图1可看出双缝的间距即S与像的间距减小(破题关键),则干涉条纹间距变大。 (3)画出光路图如图2 根据几何关系,设平面镜最左端反射的光射到光屏上的点到P点距离为x1,则= 平面镜最右端反射的光射到光屏上的点到P点距离设为x2,则= 出现干涉条纹区域的竖直长度为Δx=x1-x2= 1 学科网（北京）股份有限公司 $