4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

4实验:用双缝干涉测量光的波长 (时间:40分钟　总分:32分) 1.(6分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,如图甲所示.接通电源使光源正常工作. 甲 (1)(1分)M、N、P三个光学元件依次为　　　　.(填选项前的字母)  A.滤光片、单缝、双缝 B.滤光片、双缝、单缝 C.单缝、滤光片、双缝 D.双缝、滤光片、单缝 (2)(2分)某同学测出记录的第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为Δx,若双缝间距为d,像屏与双缝间距离为L,计算该单色光波长的表达式为λ=　　　(用题中字母表示).  (3)(1分)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法有　　　　.(填选项前的字母)  A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 (4)(2分)有位同学通过测量头观察到如图乙所示清晰的干涉图样,出现这种现象的原因是　　　　.(填选项前的字母)  乙 A.单缝和双缝没有调平行　 B.光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有调共轴 C.测量头过于左偏,应调节测量头上的手轮,使它适当右移 D.测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移 2.(6分)[2026·湖北武汉高二期中] 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图甲所示,现选用缝间距d=0.20 mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500 mm. (1)(2分)关于该实验,下列说法正确的是　　　　.(填选项前的字母)  A.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距 B.若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝 C.将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄 (2)(4分)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10 mm,单缝到毛玻璃距离L1=80 cm,双缝宽度d2=0.20 mm,双缝到毛玻璃距离L2=70 cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50 mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6条亮条纹中心,此时手轮上示数如图乙所示,读数x2=　　　　 mm.该光的波长λ=　　　　　　 m(结果保留两位有效数字).  3.(10分)现有毛玻璃屏A、双缝、白光光源C、单缝和透红光的滤光片等光学元件,要把它们放在如图甲所示的光具座上组成双缝干涉装置,用以测量红光的波长. (1)(2分)本实验的步骤有: ①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮; ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; ③用米尺测量双缝到屏的距离; ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离. 在操作步骤②时还注意单缝、双缝的方向应　　　　.  (2)(6分)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乙所示,记下此时图乙手轮上的示数为　　　　 mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时图丙手轮上的示数为　　　　 mm,求得相邻亮条纹的间距Δx=　　　　 mm.  (3)(2分)已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,则所测红光波长为　　　　 nm.  4.(10分)[2025·北京海淀区高二期末] 某实验小组的同学测量某种单色光的波长. (1)(2分)利用图甲所示装置实验时,接通电源使光源发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹.若想增加从目镜中观察到的条纹个数,下列操作可行的是　　　　.(填选项前的字母)  甲 A.将单缝向双缝靠近 B.将光屏向靠近双缝的方向移动 C.将光屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 (2)(2分)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为L,测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央的间距为x,则所测量的单色光波长λ=　　　　.  (3)(6分)图乙所示为另一种观察干涉的装置,单色光从单缝S射出,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'(图中未画出),可以把单缝S和它的虚像S'看成是产生干涉图样的两个相干光源.某同学用该装置进行实验. 乙 ①(2分)通过画图进行光路分析,标出光屏上出现干涉条纹的范围. ②(2分)若实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h,单缝到光屏的距离D,观测到第3条亮纹中央到第12条亮纹中央的间距为ΔL,则该单色光的波长λ=　　　　.  ③(2分)为减小测量过程中的误差,需要增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离,以下操作中可能成功的是　　　　.(填选项前的字母)  A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向下移动一些 C.将光屏稍向左移动一些 D.将光屏稍向右移动一些 　　　　　　　　　　　　　　　 学科网（北京）股份有限公司 $ 4　实验:用双缝干涉测量光的波长 1.(1)A　(2)　(3)ACD　(4)D [解析] (1)光从透镜射出后,经过滤光片,增强光的单色性,然后经过单缝,使光的平行性更好,最后经过双缝,发生干涉现象,故A正确,B、C、D错误. (2)由公式可得=λ,可得该单色光波长的表达式为λ=. (3)由上式可知,要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可改用波长更长的红色激光、减小双缝间距d或将屏幕向远离双缝的位置移动增加像屏与双缝间距离L,故A、C、D正确,B、E错误. (4)由干涉图样可以看出,干涉条纹清晰,亮度正常,只是条纹偏离位置,所以出现这种现象的原因可能是测量头过于右偏,应调节测量头上的手轮,使它适当左移,故D正确,A、B、C错误. 2.(1)C　(2)24.55　6.9×10-7 [解析] (1)若想减少从目镜中观察到的条纹个数,则条纹的宽度Δx将增大,根据相邻条纹间的距离为Δx=λ,可减小双缝间距,故A错误;若要将红光干涉更换成绿光干涉,需将红色滤光片换成绿色滤光片,不需要更换单缝,故B错误;若将滤光片由红色换成蓝色,则波长变小,根据Δx=λ,可知,则毛玻璃上的干涉条纹间距将变窄,故C正确. (2)20分度游标卡尺精确度为0.05 mm,读数x2=24 mm+11×0.05 mm=24.55 mm;相邻亮条纹间距为Δx== mm=2.41 mm,根据Δx=λ,得λ=Δx=×2.41×10-3 m≈6.9×10-7 m. 3.(1)相互平行　(2)2.320　13.870　2.310　(3)660 [解析] (1)单缝、双缝的方向应相互平行,因为光是横波,不平行的细缝会阻断横波,影响光的传播. (2)乙的示数为2 mm+32.0×0.01 mm=2.320 mm,丙的示数为13.5 mm+37.0×0.01 mm=13.870 mm,相邻亮条纹的间距Δx= mm=2.310 mm. (3)由Δx=λ得λ=Δx=×2.310×10-3 m=6.60×10-7 m=660 nm 4.(1)B　(2)　(3) ①如图所示　②　③AD [解析] (1)根据Δx=λ可知将光屏向靠近双缝的方向移动、使用间距更大的双缝均可以减小条纹间距Δx,达到增加从目镜中观察到的条纹个数的目的,故选B. (2)依题意可得Δx=,解得λ=. (3)①画出单缝光源的入射和反射光线,在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹. ②相邻亮条纹间距为Δx=,根据Δx=λ,联立解得λ=. ③若要增大条纹间距,可以增大D,即将光屏向右移动,减小h,即将平面镜稍向上移动一些,故选A、D. 学科网（北京）股份有限公司 $