2026届高考物理一轮基础复习训练67 实验 用双缝干涉测量光的波长

这是一份2026届高考物理一轮基础复习训练67 实验 用双缝干涉测量光的波长，共14页。试卷主要包含了0 cm，L2=70，85−1，50 mm；4，00 cm，B在10，870−2等内容，欢迎下载使用。

如图甲所示为“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）甲图中A、B处分别应该安装的器材及滤光片的位置是____________。
A．A处安装单缝，B处安装双缝，滤光片置于A、B之间
B．A处安装双缝，B处安装单缝，滤光片置于A与凸透镜之间
C．A处安装单缝，B处安装双缝，滤光片置于A与凸透镜之间
D．A处安装双缝，B处安装单缝，滤光片置于目镜处
（2）该同学按顺序安装好仪器，并调整好光路后，得到了如图乙所示的干涉条纹（图中阴影部分为亮纹），发现叉丝竖线与条纹不平行，若此时他旋转测量头上的旋钮，会发现____________。
A．条纹左右移动 B．条纹沿EF移动
C．叉丝竖线沿EF移动 D．叉丝竖线左右移动
（3）如图甲中L1=10.0 cm，L2=70.0 cm，双缝间距有两种规格，分别是d1=0.080 mm和d2=0.100 mm，调整装置使叉丝竖线与条纹平行后，叉丝中心线对准某条亮纹中心（记为第0条）时读数如图丙所示，其读数为____________mm，旋转测量头旋钮，第4条亮纹中心与叉丝中心线对准时读数如图丁所示，则被测光的波长约为____________nm。(结果保留3位有效数字)
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d=0.2 mm。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A、B两亮纹间的距离x=________mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0 m，已知Δx=Lλd（Δx为相邻两条亮纹间的距离），则该激光的波长λ= m。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”）。

某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。
（1）为测量该单色光的干涉条纹宽度，各仪器安装位置如图所示，图中A为滤光片，B为__________（填“单缝”或“双缝”），C为__________（填“单缝”或“双缝”）。
（2）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时：
① 观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝__________（填“垂直”或“平行”），从而使条纹变得清晰。
② 要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向__________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）下列图示中条纹间距表示正确的是__________（填正确答案标号）。
（4）在实验前已获知的数据有双缝间的距离d和双缝与毛玻璃屏之间的距离L，通过测量头观察到第N1条亮条纹的读数为Y1，观察到第N2条亮条纹的读数为Y2，请写出计算该单色光波长的表达式λ=__________。
如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l。接通电源使光源正常工作。
（1）如图为拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的________；
A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝
B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝
C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝
（2）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，如图所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，最终波长测量值________实际值（填“大于” “小于”或“等于”）。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是______。
A．仅转动透镜 B．仅转动双缝
C．仅转动手轮 D．仅转动测量头
（3）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．使用间距更小的双缝 D．转动手轮
（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中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λ=____________。
小沈同学进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）其中部分器材如下，将器材安装在光具座遮光筒上时，自光源起合理的顺序是：A、B、 、 、F、E。(填字母)
A．白炽灯 B．凸透镜 C．单缝片 D．滤光片 E．测量头 F．双缝片
（2）某次观察时，透过测量头观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的有________。
A．增加光源的功率 B．将毛玻璃换成透明玻璃
C．换一个面积更大的凸透镜 D．调节测量头的位置
（3）下列图示中条纹间距表示正确的是________。
（4）如图所示是小沈同学参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中的________。
A．单缝与双缝的缝距一定较大 B．光强度较小
C．光源离双缝的距离较大 D．双缝离光传感器的距离可能较小
利用图甲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。
（1）实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b________和c________，再放置a________，就可以观察到单色光的双缝干涉图样（均选填“双缝” “单缝”或“滤光片”）。
（2）如图乙所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行________。
A．仅拨动拨杆 B．仅旋转单缝
C．仅前后移动凸透镜 D．仅旋转毛玻璃处的测量头
（3）实验中已知双缝间的距离d=0.4 mm，双缝到光屏的距离L=1.6 m，某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先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丙所示为________mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示为________mm，则这种单色光的波长为________m（最后一空结果保留2位有效数字）。
在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________。
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（2）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，此时手轮上螺旋测微器示数如图乙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数为________mm。
（3）已知双缝间距d为2.0×10−4 m，测得双缝到屏的距离l为0.600 m，求所测量光的波长为________m（结果保留3位有效数字）。
洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在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）通过洛埃德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）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离ℎ=0.15 mm，单缝到光屏的距离D=1.2 m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则该单色光的波长λ=________m（结果保留1位有效数字）。
（3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离________。
A．将平面镜稍向上移动一些 B．将平面镜稍向右移动一些
C．将光屏稍向右移动一些 D．将光源由红色光改为绿色光
某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管（LED）发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距d=0.450 mm，双缝到毛玻璃的距离l=365.0 mm，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为x1=2.145 mm；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为x5=4.177 mm。完成下列填空：
（1）相邻两条亮条纹间的距离Δx=________mm。
（2）根据________可算出波长（填正确答案标号）。
A. λ=Δxd B. λ=dlΔx C. λ=ldΔx
（3）则待测LED发出光的波长为λ=________nm（结果保留3位有效数字）。
现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、E、 、 、A。
（2）如图乙所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下列问题：
① 如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适；
② 如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适。
（3）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，此时手轮上的示数为2.320 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，此时手轮上的示数为13.870 mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为________mm（结果保留3位小数）。
某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图甲所示，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。
（1）M、N、P三个光学元件依次为________。
A. 滤光片、单缝、双缝 B. 单缝、滤光片、双缝
C. 单缝、双缝、滤光片 D. 滤光片、双缝、单缝
（2）通过调整，该同学从目镜中看到如图乙所示的图像，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数x1=1.002 mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，则x2=________mm。
（3）计算通过单缝的光波波长的表达式为λ=________，若已知双缝间距d=2.0×10−4 m，双缝到屏的距离l=1.0 m，则待测光的波长为________nm（结果保留3位有效数字）。
小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图丙所示，白炽灯发出的光经滤光片成为波长为λ的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离为ℎ、与光屏的距离为D，则条纹间距Δx=________。随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)观察到干涉条纹。

答案：
（1）C
（2）C
（3）1.15 mm；676 nm
解析：
（1）装置顺序为：光源→凸透镜→滤光片→单缝→双缝→遮光筒→测量头，故A处为单缝，B处为双缝，滤光片在A与凸透镜之间，选C。
（2）旋转测量头旋钮时，叉丝竖线沿EF方向转动（与条纹平行方向），选C。
（3）丙图（螺旋测微器）读数：1.15 mm（固定刻度1 mm + 可动刻度15.0×0.01 mm）；丁图读数：5.85 mm（5 mm + 85.0×0.01 mm）。
相邻条纹间距Δx=5.85−1.154=1.175 mm，双缝到屏距离L=L1+L2=80.0 cm=0.8 m。
由Δx=Lλd，选d=0.100 mm，得λ=Δx⋅dL=1.175×10−3×0.100×10−30.8≈676 nm。
答案：
4.50 mm；4.5×10−7 m；变小
解析：
图乙中A、B间距：A在6.00 cm，B在10.50 cm，x=10.50−6.00=4.50 cm=45.0 mm，相邻条纹间距Δx=45.010=4.50 mm（假设A到B为10条间隔）。
波长λ=Δx⋅dL=4.50×10−3×0.2×10−32.0=4.5×10−7 m。
紫光波长 shrter，Δx变小。
答案：
（1）单缝；双缝
（2）① 平行；② 靠近
（3）C
（4）λ=|Y2−Y1|⋅d(N2−N1)L
解析：
（1）光路顺序：滤光片→单缝→双缝，故B为单缝，C为双缝。
（2）① 单缝与双缝平行时条纹清晰；② 屏靠近双缝，L减小，条纹变密，观察到的条纹个数增加。
（3）条纹间距为相邻亮纹（或暗纹）中心间距，选C。
答案：
（1）B
（2）大于；D
（3）B
（4）λ=(x2−x1)d5L（假设A到B为5条间隔）
解析：
（1）拨杆调节单缝与双缝平行，B处套双缝支柱，调节A处单缝，选B。
（2）条纹与刻线不平行时，测量的Δx偏大，λ测量值大于实际值；旋转测量头使刻线与条纹平行，选D。
（3）屏靠近双缝，L减小，Δx变小，条纹个数增加，选B。
答案：
（1）D、C
（2）A
（3）B
（4）D
解析：
（1）顺序：光源→凸透镜→滤光片→单缝→双缝→测量头，故填D、C。
（2）增加光源功率可提高亮度，选A；透明玻璃无漫反射，无法观察条纹。
（3）相邻亮纹中心间距为Δx，选B。
（4）甲图条纹更密（Δx小），由Δx=Lλd，可能L小，选D。
答案：
（1）滤光片；单缝；双缝
（2）D
（3）2.320 mm；13.870 mm；5.8×10−7 m
解析：
（1）光具顺序：滤光片→单缝→双缝。
（2）旋转测量头使刻线与条纹平行，选D。
（3）丙图读数：2.320 mm；丁图读数：13.870 mm。
Δx=13.870−2.3205=2.310 mm，λ=2.310×10−3×0.4×10−31.6≈5.8×10−7 m。
答案：
（1）B、C
（2）13.870 mm
（3）6.60×10−7 m
解析：
（1）干涉条纹与双缝平行，A错误；单缝与双缝必须平行，B正确；白光干涉为彩色条纹，C正确；单缝靠近双缝不影响条纹数，D错误。
（2）丙图读数：13.870 mm。
（3）乙图读数：2.320 mm，Δx=13.870−2.3205=2.310 mm，λ=2.310×10−3×2.0×10−40.600≈6.60×10−7 m。
答案：
（1）S′（S的像）
（2）6×10−7 m
（3）C
解析：
（1）洛埃德镜中，S与S′为相干光源，S′相当于另一缝。
（2）条纹间距Δx=22.7812−3≈2.53 mm，双缝间距d=2ℎ=0.30 mm，λ=Δx⋅dD=2.53×10−3×0.30×10−31.2≈6×10−7 m。
（3）增大D可增大Δx，选C。
答案：
（1）0.508 mm
（2）B
（3）634 nm
解析：
（1）Δx=4.177−2.1455−1=0.508 mm。
（2）公式λ=d⋅ΔxL，选B。
（3）λ=0.450×10−3×0.508×10−3365.0×10−3≈634 nm。
答案：
（1）D、B
（2）① C；② A
（3）2.310 mm
解析：
（1）顺序：白光→滤光片→单缝→双缝→屏，故填D、B。
（2）① 紫光波长 shrter，条纹更密，对应C；② 双缝间距变小，条纹变疏，对应A。
（3）Δx=13.870−2.3206−1=2.310 mm。
答案：
（1）A
（2）3.200 mm
（3）λ=(x2−x1)d4L；550 nm
解析：
（1）M、N、P依次为滤光片、单缝、双缝，选A。
（2）丙图读数：3.200 mm（3 mm + 20.0×0.01 mm）。
（3）Δx=3.200−1.0024≈0.5495 mm，λ=2.0×10−4×0.5495×10−31.0≈550 nm。
答案：
Δx=Dλ2ℎ；不能
解析：
相干光源间距d=2ℎ，故Δx=Dλd=Dλ2ℎ。
两单缝非相干光源（无固定相位差），不能产生干涉条纹。