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专题6利用双缝干涉实验仪测量单色光的波长(解析版)_04-物理-高考总复习_专项复习_2024年_2024年高考物理实验最新模拟题精练_资料

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《高考物理选择性必修实验最新模拟题精练》
专题6 双缝干涉实验测量光的波长
1.(8 分)(2024 湖北重点高中3 月质检)(1)某同学用图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的
实验,他采用了蓝色灯作为光源,在测量头目镜中观察到如图乙所示的蓝色条纹…。在不改变其他实验条
件的情况下,观察到目镜中的条纹如图丙所示,则可能的原因是__________。
A.单缝宽度变小了
B.双缝间距变小了
C.光源与单缝间的距离变大了
D.光源的发光强度变大了
(2)干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外,把一个凸透镜压在一块平面玻璃上,如图甲,让单色光
从上方射入(示意图如图乙,其中R 为凸透镜的半径),从上往下看凸透镜,也可以观察到由干涉造成的
图丙所示的环状条纹,这些条纹叫做牛顿环.如果改用波长更长的单色光照射,观察到的圆环半径将
__________(选填“变大”“变小”或“不变”):如果换一个半径更大的凸透镜,观察到的圆环半径将
____________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)采用波长为690nm 的红色激光作为单色入射光,牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚
度差约为__________。
A.345nm
B.690nm
C.几微米
D.几毫米
【参考答案】(1)B  (2)变大  变大  (3)A
1
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【名师解析】 
(1)根据条纹间距
可知,当双缝间距d 减小时,条纹间距增大,故选项B 正确,A、C、D 错误;
(2)当光程差为波长的整数倍时是亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹;用波长更长的光
照射,则出现亮条纹的这一厚度需远离中心,则圆环的半径变大:换一个半径更大的凸透镜,出现亮条纹
的这一厚度偏移中心,则观察到的圆环的半径变大;
(3)由题意知相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长,故为345nm,故选项A 正确,B、C、D 错
误.
2. (2024 福建漳州第二次质检) 某小组用如图甲所示的双缝干涉装置来测量红光的波长。所用器材有:
光具座、毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝、红光滤光片等光学元件。
(1)实验过程如下:
①取下遮光筒左侧的元件,打开光源,调节光源高度和角度,使它发出的光束能直接沿着遮光筒的轴线把
屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,使各元件的中心位于遮光筒的轴线上,调节单、双缝间距并使
之相互平行。要使白光通过器材A 后获得单一颜色的红光,则图中器材A 的名称是________(填“滤光
片”或“单缝”);
③用米尺测量双缝到屏的距离L;
④将测量头(其读数方法同螺旋测微器)的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该条亮纹定为第1
条亮条纹。转动测量头,使分划板中心刻线与第6 条亮条纹中心对齐,如图乙所示,此时示数为
________mm,再求得相邻亮条纹的间距
;
2
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⑤已知双缝间距d,可求得所测红光的波长。
(2)关于本实验,下列说法正确的是________。(填正确答案标号)
A.减小双缝间距,干涉条纹间距减小 
B.增大双缝到屏的距离,干涉条纹间距增大
C.去掉器材A 后,干涉现象消失 
D.若挡住双缝中的一条缝,屏上也会有条纹
【参考答案】  (1)  ①. 滤光片    ②. 
##13.869##13.871   (2) ③. BD##DB
【名师解析】
(1)②[1]获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片;
④[2]测量头固定刻度读数为
,可动刻度读数为
,示数为
(2)[3]A.由
可知,减小双缝间距d,干涉条纹间距将增大,A 错误;
B.增大双缝到屏的距离L,干涉条纹间距将增大,B 正确;
C.去掉滤光片后,干涉现象不会消失,会出现彩色的干涉条纹,C 错误;
D.发生干涉现象时,若挡住双缝中的一条缝,屏上也会有条纹,是衍射条纹,D 正确。
。
3. (2024 年1 月安徽联考) 某同学通过双缝干涉实验测量光的波长,实验装置如图(a)所示。
3
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(1)一毛玻璃屏上相邻亮条纹的间距可利用测量头测出,如图(b)所示。先将测量头分划板中心刻线与
一明条纹中心P 重合,其读数为
,然后沿同一方向转动手轮,使分划板中心刻线移过4 条暗条
纹,与另一明条纹中心
重合,相应的读数如图(c)所示,该读数为_______
。
(2)已知双缝间的距离为
,双缝到屏的距离为
,此单色光波长是________
。(保留三
位有效数字)
【参考答案】    ①. 21.000    ②. 
【名师解析】
(1)[1]该读数为
(2)[2]已知条纹
间还有3 条亮条纹,则相邻两亮条纹的间距为
由干涉条纹的间距公式
解得
4. (2024 海南海口市质检)(1) 用双缝干涉实验测量某单色光的波长。
①如图甲所示实验装置中,转动__________________可使图乙中分划板的中心刻线与亮条纹对齐。
4
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A. 透镜      B. 双缝     C. 手轮      D. 测量头
②用某种单色光实验,屏上观察到的干涉条纹如图丙所示,改变双缝间的距离后,干涉条纹如图丁所示,
虚线处是亮纹的中心,则双缝间的距离变为原来的______________________倍。
【参考答案】    ①. D    ②. 2 
【名师解析】(1)①[1]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;
②[2]由图可知,丁图中的条纹宽度
是丙图中的一半,根据
可知,当其他条件不变时,双缝间的距离
应为原来的
倍;
5. (2024 山东泰安期末)如图甲所示是用双缝干涉测量光的波长实验的装置。实验中:
(1)已知测量头主尺是毫米刻度尺,副尺上有50 个等分刻度。一同学转动手轮使分划板中心刻线与某亮
纹中心对齐,并将该亮纹定为第1 条亮纹,此时测量头上游标卡尺的示数为1.14mm;接着继续同方向转
5
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动手轮,使分划板中心刻线与第6 条亮纹中心对齐,此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示,为
______mm。已知双缝间距
,测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.900m,所测光的波长
λ=______nm。(保留三位有效数字)
(2)该实验为减小误差,并未直接测量相邻两个亮条纹间的距离Δx,而是先测量n 个条纹的间距再求出
Δx。下列各项采用了类似方法的有______。
A.螺旋测微器将螺距通过螺母上的圆周放大,测量出了微小距离
B.卡文迪什在扭秤实验中把万有引力的效果放大,测量出了万有引力常数
C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆周期的测量
D.《用油膜法估测油酸分子的大小》实验用滴定法测量1 滴油酸酒精溶液体积
【参考答案】    ①. 15.02    ②. 617    ③. CD##DC
【名师解析】
(1)[1]游标卡尺主尺与副尺示数之和是游标卡尺的示数,副尺是50 分度的,分度值为0.02mm,其读数
为
[2]两相邻条纹的间距为
根据
得
(2)[3] 先测量n 个条纹的间距再求出Δx,是采用了微量累积法,《用单摆测重力加速度》的实验中单摆
周期的测量和《用油膜法估测油酸分子的大小》实验用滴定法测量1 滴油酸酒精溶液体积的测量实验采用
了微量累积法;而螺旋测微器将螺距通过螺母上的圆周放大,测量出了微小距离和卡文迪什在扭秤实验中
把万有引力的效果放大,测量出了万有引力常数的测量实验采用了放大法。故选CD。
6. (2024 湖南永州重点高中质检) 在“用双缝干涉测光
波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装
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在光具座上(如图甲),并选用缝间距为d 的双缝屏。毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源
正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a 处和b 处,则______;
A.看不到干涉现象                
B.可观察到水平方向的干涉条纹
C.可观察到竖直方向的干涉条纹    
(2)下列关于本实验的操作与叙述正确的是______;
A.若取下红色滤光片,其他实验条件不变可观察到明暗相间的白条纹    
B.若取下红色滤光片换上蓝色滤光片,其他条件不变可观察到干涉条纹间距减小
C.换用间距稍大的双缝,干涉条纹间距增大
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中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λ=______。分划板刻线在某条明条纹位
置时游标卡尺如图丙所示,则其读数为______cm。
(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,如图丁所示,则在这种情况下测量干
涉条纹的间距Δx 时,测量值______真实值。(填“大于”、“小于”或“等于”)
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【参考答案】   (1) ①. C   (2) ②. B   (3) ③. 
    ④. 1.11   (4) ⑤. 大于
【名师解析】
(1)[1]缝和双缝均沿竖直方向,因此得到的干涉条纹为竖直方向的干涉条纹。故选C。
(2)[2]A.若取下红色滤光片,在毛玻璃屏上观察到的是白光(复色光)的干涉条件,因此观察到的是彩
色条纹,故A 错误;
B.根据
若取下红色滤光片换上蓝色滤光片,则光的波长变小,干涉条纹间距变小,故B 正确;
C.根据
换用间距稍大的双缝,则干涉条纹间距变小,故C 错误。
故选B。
(3)[3]根据题意,相邻亮条纹之间的距离为
根据双缝干涉条纹间距公式
单色光波长
[4]10 分度值的游标卡尺的精确度为0.1mm,读数11mm+1×0.1mm=11.1mm=1.11cm
(4)[5]从图中可以看出,若条纹倾斜,测得的间距将比实际的大。
7. (2024 广西桂林质检)在用双缝干涉测量光的波长的实验中,实验装置如图甲所示。
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(1)甲图从左至右分别是______;
A. 光源,滤光片,单缝,双缝
B. 光源,滤光片,双缝,单缝
(2)测量某亮纹位置时,乙图中手轮上的示数为______mm;
(3)若双缝间距为d,双缝到毛玻璃
距离为L,第一条亮纹到第五条亮纹的距离为x,则光的波长为
______(用x、d、L 表示)。
【参考答案】(1)A    (2)1.470 
(3)
【名师解析】
(1)由双缝干涉原理可知,光源发出光后,先用滤光片得到单色光,然用单缝得到细长的光源,最后用
双缝得到两束相干光。
故选A。
(2)乙图中手轮上的示数为
(3)第一条亮纹到第五条亮纹间距是x,则相邻亮条纹间距为
根据
,可得光的波长为
8. (2024 山西三重教育联盟9 月联考)“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具
座上,并选用缝间距
的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离
。
然后,接通电源使光源正常工作。
(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1 所示。光具座上a、b、c 处放置的光学元件依次为
_________(选填选项前字母)。
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A.滤光片 双缝 单缝        B.滤光片 单缝 双缝
C.单缝 滤光片 双缝       D.双缝 滤光片 单缝
(2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2 所示,分划板在图中A、B 位置时游标卡尺读数如图2 中所
示,则
  
  
①分划板在图中A 位置时游标卡尺的读数为
_________mm,在B 位置时游标卡尺读数为
_________mm,相邻两条纹间距
_________mm;
②该单色光的波长
_________m(保留两位有效数字)
【参考答案】  (1)  ①. B   (2) ②. 11.1    ③. 15.6    ④. 0.75    ⑤. 6.0×10-7
【名师解析】
(1)[1]器材从左到右的安装顺序为光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、像屏。
故选B。
(2)①[2]分划板在图中A 位置时游标卡尺的读数为
[3]在B 位置时游标卡尺读数为
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[4]相邻两条纹间距
②[5]根据
可得
代入数据可得
9.  (2023 年7 月福建晋江部分重点高中期末)
.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
,双缝到屏的距离为
。
(1)为了达到实验目的,根据已标明的实验器材,可判断出
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
,则此红光波长大小的
表达式
      。
【参考答案】.   (1)  单缝    (2) A     (3)
【名师解析】:(1)[1]为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝,然后让单色线光源通过双缝在
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光屏上形成干涉图样,
处的实验器材是单缝。
(2)[2]干涉图样是间距相等明暗相间的条纹,由于红光的波长大于蓝光的波长,根据
可知红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽,故A 正确,BCD 错误。
故选A。
(3)[3]根据
得红光波长的表达式
10. (2023 年7 月浙江宁波期末) 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长
  
(1)如图所示,将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1 条亮纹,此时手轮上的
示数为
,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第5 条亮纹中心对齐,记下此时图中手轮上的示
数
______mm.
    
(2)已知
,双缝间距d 为
,测得双缝到屏的距离为0.700m.可得所测光的波
长为_______m(结果保留两位有效数字)
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【参考答案】    ①. 
    ②. 
【名师解析】
(1)[1]根据螺旋测微器的读数方法可知,此时图中手轮上的示数为
(2)[2]根据
可知
11.(2023 年7 月浙江湖州期末) 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图所示
(1)将实验仪器按要求安装在光具座上,在图中关于A、B 处安装的器材和滤光片的位置下列说法正确是
______。
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、滤光片在凸透镜和A 之间
C.A 处为双缝、B 处为单缝、滤光片在遮光筒中间某个位置
D.A 处为单缝,B 处为双缝、滤光片在测量头和目镜之间
(2)当观察到干涉图样后,记录第一条亮纹中心位置时测量头如图(a)所示,则读数为______mm,转
动手轮,记录第六条亮纹中心位置时测量头如图(b)所示。已知双缝与屏之间的距离为80.00cm,双缝间
距为0.2mm,可算出光的波长为______m(结果保留两位有效数字)
(3)下列说法正确的是______。
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A.若只去掉单缝将看不到条纹
B.若只去掉滤光片将看不到干涉条纹
C.若将普通光源换成激光光源,只去掉单缝后仍然能完成实验
D.若将普通光源换成激光光源,只去掉双缝后仍然能完成实验
【参考答案】    ①. B    ②. 2.80    ③. 7.6×10-7    ④. AC
【名师解析】
(1)[1]为了得到单色光,在光通过凸透镜后,需要经过滤光片,即滤光片在凸透镜和A 之间,为了形成
线光源,光通过滤光片后需要使其通过单缝,之后为了形成相干光源,在单缝之后再放置双缝,因此A 处
为单缝、B 处为双缝、滤光片在凸透镜和A 之间。
故选B。
(2)[2]根据游标卡尺的读数规律,该读数为
[3]根据游标卡尺的读数规律,图(b)读数为
相邻明条纹之间的间距为
根据
解得
(3)[4]A.单缝的作用在于使到达双缝处的光是相干光源,若只去掉单缝将看不到条纹,故A 正确;
B.滤光片是为了形成单色光,若只去掉滤光片仍然能够看到干涉条纹,只不过为彩色条纹,故B 错误;
C.单缝的作用在于使到达双缝处的光是相干光源,由于激光本身就具有良好的相干性,因此若将普通光
源换成激光光源,只去掉单缝后仍然能完成实验,故C 正确;
D.若将普通光源换成激光光源,只去掉双缝后不能发生干涉现象,不能完成实验,故D 错误。
故选AC。
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