5 第四章 5.实验：用双缝干涉测量光的波长（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（教科版）

**基本信息** 聚焦“用双缝干涉测量光的波长”实验，以“基础过关练”为载体，通过题组分层设计，实现从实验原理操作到数据处理分析，再到原理迁移创新的知识巩固路径，培养科学探究与科学思维能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题组一|实验原理与步骤|结合装置器材选择（如单缝双缝位置）和操作调整（分划板对准条纹），夯实基础操作技能| |题组二|数据处理与误差分析|通过游标卡尺读数、条纹间距计算及误差分析（如Δx测量），提升数据处理能力| |题组三|实验原理迁移与创新|以洛埃镜实验为情境，考查半波损失及等效双缝应用，培养模型建构与质疑创新思维|

第四章　光及其应用 5　实验:用双缝干涉测量光的波长 基础过关练 题组一　实验原理与实验步骤 1.(2025四川绵阳中学开学考试)某同学用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)将实验仪器按要求安装在光具座上,则在图甲中A、B处对应的器材以及滤光片的位置分别是　　　　。  A.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间 B.A处为单缝、B处为双缝,滤光片在A和B之间 C.A处为双缝、B处为单缝,滤光片在遮光管内 D.A处为单缝、B处为双缝,滤光片在凸透镜和A之间 (2)若在实验中,该同学观察到如图乙所示图像,测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差,所以需要对仪器进行调整,使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,下面操作中可行的是　　　　。  A.调节拨杆方向 B.其他不动,旋转测量头 C.其他不动,仅转动手轮 (3)已知双缝间距离为d=0.20 mm,双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0 cm,如图丙所示,实验时先移动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图丁所示的第1条亮条纹,此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划线向右边移动,直到对准图丁所示第5条亮条纹,此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示,图己中该游标卡尺的读数x2=　　　　mm。由以上已知数据和测量数据,可求得该单色光的波长是　　　　m(计算结果保留3位有效数字)。  　 　 2.(2023四川绵阳江油中学期末)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　　　　(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　　　　(填“大”或“小”)。  (3)若所用激光的波长为5.300×10-7 m,屏上某点P距玻璃片上两条直缝S1和S2的路程差为1.855×10-6 m(图中未标出P、S1和S2),则在P点处出现的应是　　　　(填“明条纹”或“暗条纹”)。  题组二　数据处理与误差分析 3.(2025四川攀枝花月考)某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长,请完成以下问题: (1)如图1所示,a、b对应的器材分别是　　　　、　　　　;  (2)已知该装置双缝间距d=0.20 mm,双缝到屏的距离l=1.00 m,测量头游标尺有50条刻线。该同学测量第1条亮纹和第5条亮纹中心线对应的位置如图2所示,则相邻条纹间距为Δx=　　　　mm,该光的波长λ=　　　　　nm(计算结果保留3位有效数字);  (3)该同学又使用同一套光传感器和双缝干涉设备,分别使用甲、乙两种单色光完成实验,对应得到图3中的甲图和乙图,则甲光的波长　　　　(填“大于”或“小于”)乙光的波长。  　 图3 题组三　实验原理的迁移与创新 4.(2024湖北武汉十一中月考)洛埃在1834年设计了一种更简单的观察光的干涉现象的装置——洛埃镜。如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到光屏上,另一部分直接投射到光屏上,在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。 (1)通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,　　　相当于另一个“缝”。  (2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质,在界面处发生反射时,若入射角接近90°,反射光与入射光相比,相位有π的变化,即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是　　　　(填“亮条纹”或“暗条纹”)。  (3)实验中,已知单缝S到镜面所在平面的距离为h=0.15 mm,单缝S到光屏的距离为D=1.2 m,观测到第3条亮条纹的中心与第12条亮条纹的中心之间的距离为22.78 mm,则该单色光的波长λ=　　　　m(结果保留3位有效数字)。  答案与分层梯度式解析 第四章　光及其应用 5　实验:用双缝干涉测量光的波长 基础过关练 1.答案　(1)D　(2)B　(3)9.6　6.20×10-7 解析　(1)做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,仪器从左到右摆放的顺序为:光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光管、测量头、目镜,故A处为单缝,B处为双缝,滤光片在凸透镜和A之间,故选D。 (2)测量头中已经出现干涉条纹,分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上时,应旋转测量头,使分划板中心刻线与干涉条纹平行,选B。 (3)题图戊中游标卡尺的读数为x1=0 mm+3×0.1 mm=0.3 mm,题图己中游标卡尺的读数x2=9 mm+6×0.1 mm=9.6 mm,可知相邻亮条纹间距离Δx==2.325 mm,根据条纹间距公式Δx=λ,可得单色光的波长λ=6.20×10-7 m。 2.答案　(1)越小　(2)大　(3)暗条纹 解析　(1)由Δx=λ可知,玻璃片到光屏的距离L不变,光的波长λ不变,两条直缝间距d越大,光屏上明暗相间的条纹间距越小。 (2)用红光和蓝光分别照射同一玻璃片,直缝间距d不变,玻璃片到光屏的距离L不变,由于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大。 (3)由n===7可知,屏上点P距玻璃片上两条直缝S1和S2的路程差为半波长的奇数倍,故在P点处出现的应是暗条纹。 3.答案　(1)凸透镜　单缝　(2)3.46　692　(3)小于 解析　(1)根据实验装置可知,a对应的器材是凸透镜,b对应的器材是单缝。 (2)题图2所示游标卡尺的精度为0.02 mm,故左图读数为1 mm+9×0.02 mm=1.18 mm,右图读数为15 mm+1×0.02 mm=15.02 mm,所以相邻条纹间距为Δx= mm=3.46 mm,根据条纹间距公式Δx=λ,可解得该光的波长λ=6.92×10-7 m=692 nm。 (3)由题图3可知,甲图中相邻亮条纹间距小于乙图中相邻亮条纹间距,根据Δx=λ可知,甲光的波长小于乙光的波长。 4.答案　(1)S经平面镜成的像S'　(2)暗条纹 (3)6.33×10-7 解析　(1)如果S被视为双缝中的一个缝,S经平面镜成的像S'相当于另一个“缝”。 (2)如果把光屏移动到和平面镜接触,入射角接近90°,反射光与入射光相比相位有π的变化,即有半波损失,所以接触点P处是暗条纹。 (3)第3条亮条纹中心到第12条亮条纹中心的距离为22.78 mm,则相邻两条亮条纹间距Δx= m≈2.53×10-3 m,等效双缝间的距离d=2h=0.30 mm=3.0×10-4 m,根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,得λ== m≈6.33×10-7 m。 7 学科网（北京）股份有限公司 $