2022-2023学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修一4.4实验：用双缝干涉测量光的波长过关检测-在线组卷

1. (2023高二下·南海期中) 某学习小组利用双缝干涉实验测定光的波长，其实验步骤如下：

按图1安装实验装置，用白光光源照射单缝，调整仪器位置，获得了清晰彩色条纹，如图2-a所示．

（1）在单缝前插入一块（填“蓝色”或“红色”）滤光片，获得蓝色条纹，如图2-b所示；继续在单缝后插入一块（填“单缝”或“双缝”），获得等宽蓝色条纹，如图2-c所示.
（2）获得等宽条纹图像后，测量头零刻度时中心刻线恰好对准第1条亮纹中心，第1条到第7条亮条纹中心间的距离为x，如图3所示，测量头读数为mm．
（3）双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，则被测定光的波长 $\text{[math]}$ （用d、L、x表示）。

2. (2020高二下·广元期末) 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为 $\text{[math]}$ ，双缝到屏的距离为 $\text{[math]}$ 。

（1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出 $\text{[math]}$ 处的实验器材是。
（2）分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的______（填选项前面的字母代号）。

A . B . C . D .
（3）当用红色滤光片做实验时，经测量红光干涉条纹中相邻两亮条纹间的距离为 $\text{[math]}$ ，则此红光波长大小的表达式 $\text{[math]}$ 。

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3. (2020高二下·钦州月考) 利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中(a)、(b)所示给出，则：

（1）相邻两条纹间距Δx＝mm；
（2）波长的表达式λ＝(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝m；
（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将(填“变大”“不变”或“变小”)

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4. (2020高二下·奉化期中) 某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长

（1）实验中选用的双缝间距为d，双缝到像屏的距离为L，在像屏上得到的干涉图样如图甲所示，分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x₁、x₂ ，则入射的单色光波长的计算表达式为
（2）分划板刻线在明条纹B处时，游标卡尺的读数为31.15mm，由此可知该游标卡尺的分度是（选填“10分度”、20分度”、“50分度”）；
（3）关于该实验，下列说法正确的是______；

A . 如果去掉滤光片，在像屏上得到的是明暗相间的白色干涉条 B . 如果用激光作为光源，则无需凸透镜和滤光片，也能在像屏上得到干涉条纹 C . 单缝和双缝必须相互平行，且处于竖直方向的位置，否则无法用测量头读数 D . 若双缝中某一条被遮住，则像屏上不再有条纹
（4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示，条纹间距△x的测量值实际值（填“大于”、“小于”或“等于”）。

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5. (2019高二下·成都月考) 如图所示是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。

（1）图中①是小灯泡光源，⑤是光屏，它们之间的②③④依次是。
（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离：_________

A . 增大③和④之间的距离 B . 增大④和⑤之间的距离 C . 将红色滤光片改为绿色滤光片 D . 增大双缝之间的距离
（3）在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600 mm，双缝之间的距离是 $\text{[math]}$ ，单缝到双缝之间的距离是 $\text{[math]}$ 某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹 $\text{[math]}$ 记作第1条 $\text{[math]}$ 的中心，这时手轮上的示数如图甲所示然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示，这两次示数依次为mm和mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为 $\text{[math]}$ 结果保留三位有效数字 $\text{[math]}$

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6. (2023高二下·东莞月考) 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度 $\text{[math]}$ 。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两亮纹间的距离 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为相邻两亮条纹间的距离），则该激光的波长 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会填“变大”、“变小”或不变）。

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7. (2022高二下·通州期末) 如图是“双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。

（1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是；
（2）某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示，图甲中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时游标尺上的读数为 $\text{[math]}$ ；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图乙所示，此时游标尺上的读数为 $\text{[math]}$ 。请根据上述测量结果，写出这种色光波长的表达式 $\text{[math]}$ （用题中给出的字母表示）；
（3）利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法正确的是（）

A . 去掉滤光片后，干涉现象消失 B . 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C . 将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D . 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
（4）干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量（波长入），放大为便于观测的量（条纹间距 $\text{[math]}$ ）。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化（比如双缝间距d的微小变化），干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在，进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请再举例写出两个利用将微小量放大的方法进行的实验。

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8. (2022高二下·济南期末) 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，双缝间的距离为 $\text{[math]}$ mm，双缝到光屏的距离为 $\text{[math]}$ m。

（1）关于本实验，下列说法正确的是____

A . 实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝应相互平行 B . 测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数 C . 看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或紫色滤光片，即可看到红黑相间或紫黑相间的干涉条纹，且紫黑条纹的间距比红黑条纹的间距大 D . 观察到的白光干涉图样是等距的白色干涉条纹
（2）用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图甲所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图乙所示，则相邻两条亮条纹中心间距 $\text{[math]}$ mm，该单色光的波长 $\text{[math]}$ m。

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9. (2022高二下·南阳期末) 某同学利用图1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。回答下列问题：

（1）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图2所示，读数为mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第6条亮条纹的中央，手轮的读数如图3所示，读数为mm，则相邻两亮条纹的间距是mm；
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，如图4所示，测得第1条暗条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为x，则单色光的波长 $\text{[math]}$ 。

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