物理選擇性必修 第一冊4 實驗：用雙縫干涉測量光的波長精品課時訓(xùn)練

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一、實驗原理
如圖1所示，兩縫之間的距離為d，每個狹縫都很窄，寬度可以忽略．
圖1
兩縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0，雙縫到屏的距離OP0＝l.則相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距：Δx＝eq \f(l,d)λ.
若已知雙縫間距，再測出雙縫到屏的距離l和條紋間距Δx，就可以求得光波的波長．
二、實驗器材
雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭．另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等．
三、實驗步驟
1．將光源、透鏡、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖2所示．
圖2
2．接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．
3．調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏．
4．安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10 cm，這時可觀察白光的干涉條紋．
5．在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．
四、數(shù)據(jù)處理
1．安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．
2．使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第n條亮條紋，兩條紋間距為a＝|a2－a1|，則相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq \f(|a2－a1|,n－1)＝eq \f(a,n－1).
3．用刻度尺測量雙縫到光屏間的距離l(d是已知的)．
4．重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值．
五、誤差分析
1．光波的波長很小，Δx、l的測量誤差對波長λ的影響很大．
2．在測量l時，一般用毫米刻度尺；而測Δx時，用千分尺且采用“累積法”．
3．多次測量求平均值．
六、注意事項
1．雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件．
2．濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去．
3．安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約為5～10 cm.
4．測量頭在使用時應(yīng)使中心刻線對應(yīng)著亮(暗)條紋的中心.
例題精練
1．（2021·銀川唐徠回民中學(xué)高三其他模擬）如圖甲所示為雙縫干涉實驗的裝置示意圖，現(xiàn)要利用這套裝置來測量某種單色光的波長。
（1）圖甲裝置示意圖中有三個光學(xué)元件的名稱空缺，關(guān)于它們的說法正確的是______。
A．①是雙縫，②是單縫，③是濾光片
B．①是單縫，②是濾光片，③是雙縫
C．①是濾光片，②是單縫，③是雙縫
（2）用20分度的游標(biāo)卡尺測量雙縫間距如圖乙所示，雙縫間距d＝______mm。
（3）圖丙為實驗得到的干涉條紋，用測量頭測出了第1條和第6條亮紋中心間的距離為Δx，已知雙縫到光屏的距離為l，則所測單色光波長的計算式為λ＝______（用題中所給的字母表示）。
【答案】C 2.05
【詳解】
（1）[1]為獲取單色線光源，光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，則①是濾光片，②是單縫，③是雙縫，故選C。
（2）[2]游標(biāo)卡尺讀數(shù)為
（3）[3]相鄰兩亮條紋間距為，由干涉條紋與波長間的關(guān)系可知
得
隨堂練習(xí)
1．（2021·遼寧高二期末）某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題：
（1）關(guān)于本實驗下列說法正確的是___________。
A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因為光源、單縫、雙縫與遮光筒不共軸所致
B．若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)應(yīng)將屏向遠(yuǎn)離雙縫方向移動
C．使用間距更小的雙縫會使條紋間距變小
（2）某次測量時，選用的雙縫的間距為，測得屏與雙縫間的距離為，用某種單色光實驗得到的干涉條紋如圖2所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)也如圖2中所示，則A位置對應(yīng)的讀數(shù)為___________。已知B位置對應(yīng)的讀數(shù)為則相鄰條紋中心的間距為___________，所測單色光的波長為___________。
（3）若某次實驗觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行如圖3所示，在這種情況想測量相鄰條紋間距時，測量值___________實際值。（填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】A 11.1 0.75 600 大于
【詳解】
（1）[1]A．該實驗中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因為光源、單縫、雙縫與遮光筒不共軸所致，故A正確；
B．若增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，則條紋的寬度將減小，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為
可知，可以減小L或者增大d，所以應(yīng)將屏向靠近雙縫方向移動，故B錯誤；
C．根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為
可知，使用間距更小的雙縫，即d減小，會使條紋間距變大，故C錯誤；
故選A。
（2）[2]該游標(biāo)卡尺的最小分度為0.1mm，則在A位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為
[3]已知B位置對應(yīng)的讀數(shù)為，由圖2知若A位置處為第1條暗紋，則B位置處為第7條暗紋，可得則相鄰條紋中心的間距為
[4]由
可得所測單色光的波長為
（3）[5]若某次實驗觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行，在這種情況測量相鄰條紋間距時，將導(dǎo)致測量值大于實際值，由
可知，的測量值也將大于實際值。
2．（2022屆浙江省高三（上）1月選考考前適應(yīng)性模擬物理試題）小李想利用以下材料測量某一規(guī)格為“24W，20V”的燈泡電阻，現(xiàn)有如下材料供它選擇：
A．電壓表（量程0-3V）
B．電壓表（量程0-15V）
C．電流表（量程0-0.6A）
D．電流表（量程0-3A）
E.靈敏電流表G（內(nèi)阻1000Ω，滿偏電流）
F.定值電阻
G.開關(guān)S
H.電源E=40V
I.滑動變阻器（0-50Ω）
J.小燈泡L
（1）小李打算采用分壓式接法，請在方框區(qū)域畫出設(shè)計的電路圖：___________
（2）小李觀察電流表，結(jié)果如下圖A，則得到的電流值為___________。

（3）測量完燈泡電阻后，小李點亮該燈泡，決定用“雙縫干涉測量光的波長”，如圖B所示。若觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，最值得嘗試的是___________。
A．旋轉(zhuǎn)測量頭 B．增大單縫與雙縫間的距離 C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行
【答案】 0.7A C
【詳解】
(1)[1]由于燈泡的額定電壓是20V，已有的電壓表量程分別是3V和15V，都不滿足測量要求，因此需要進行電壓表的改裝，靈敏電流表G與定值電阻R1串聯(lián)，改裝成電壓表的量程為
燈泡的額定電流
電流表采用A2，電路圖如圖所示
(2)[2]電流表是3V的量程，最小分度是0.2A，讀出電流為0.7A。
(3)[3] AB．干涉條紋模糊，說明經(jīng)過雙縫的透光量較少或者入射光強度較弱，在測量端旋轉(zhuǎn)測量頭和增大單縫與雙縫間的距離，都不會改善透光量或入射光的強弱，故AB錯誤；
C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行，這樣會使透過單縫（相當(dāng)于“線狀光源”）的條形光與雙縫平行，可增加雙縫的透光量，會使條紋變得清晰，故C正確。
故選C。
綜合練習(xí)
1．（2021·全國高三專題練習(xí)）在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。
（1）以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點：
A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置
B．干涉條紋與雙縫垂直
C．干涉條紋疏密程度與雙縫間距離有關(guān)
D．干涉條紋間距與光的波長有關(guān)
以上幾點中你認(rèn)為正確的是______。
（2）當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某干涉條紋線時，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為______mm。
（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值______（選填“大于”“小于”或“等于”）實際值。
【答案】ACD 0.702 大于
【詳解】
（1）[1]A．為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行，A正確；
BCD．由可知，條紋的疏密程度與雙縫間距離d、光的波長λ、雙縫到屏的距離l有關(guān)，CD正確，B錯誤。
故選ACD。
（2）[2]固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動刻度讀數(shù)為20.2×0.01mm，所以測量結(jié)果為
d=0.5mm＋20.2×0.01mm=0.702mm
（3）[3]測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上時，由幾何知識可知測量所得干涉條紋間距大于條紋間的實際距離。
2．（2021·四川高二期末）某同學(xué)利用如圖甲所示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光：調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：
（1）圖甲中三種儀器A、B、C依次是___________。
A． 濾光片、單縫、雙縫 B． 濾光片、雙縫、單縫
C． 雙縫、濾光片、單縫 D． 雙縫、單縫、濾光片
（2）某次測量時，手輪上的示數(shù)如圖乙，其示數(shù)為_________mm。
（3）在雙縫干涉實驗中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則_________。
A.中間條紋間距較兩側(cè)更寬
B.不同色光形成的條紋完全重合
C.雙縫間距離越大條紋間距離也越大
D.遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋
【答案】A 0.820 D
【詳解】
（1）[1]根據(jù)雙縫干涉的原理可知圖甲中三種儀器A、B、C依次是濾光片、單縫、雙縫，故選A；
（2）[2]螺旋測微器的精確度為0.01mm，則示數(shù)為
（3）[3] A．根據(jù)可知亮條紋之間的距離和暗條紋之間的距離相等，故A錯誤；
B．根據(jù)可知條紋間距隨波長的變化而變化，因此不同色光不會重合，故B錯誤；
C．根據(jù)可知，雙縫間距離越大條紋間距離越小，故C錯誤；
D．遮住一條縫后，出現(xiàn)單縫衍射現(xiàn)象，屏上仍有明暗相間的條紋，故D正確；
故選D。
3．（2021·河北高二期末）現(xiàn)用如圖所示雙縫干涉實驗裝置來測量紅光的波長。
（1）在組裝儀器時單縫和雙縫應(yīng)該相互_____放置（選填“垂直”或“平行”）
（2）已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為；接著再同方向轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量頭上游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則讀數(shù)為______。已知雙縫間距，測得雙縫到毛玻璃屏的距離，所測紅光的波長_____（保留三位有效數(shù)字）。
（3）若僅將濾光片更換為藍(lán)色濾光片，其他裝置不變，第一條亮條紋到第六條亮條紋之間的間距_____（選填“變大”“變小”或“不變”）。
【答案】平行 15.02 693 變小
【詳解】
(1)[1]只有保證單縫和雙縫互相平行，這樣才能在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。
(2)[2]讀數(shù)為
[3]由于第1條亮紋，此時測量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為，第6條亮紋中心對齊，測量頭的讀數(shù)，所以
根據(jù)
解得
(3)[4]更換為藍(lán)色濾光片，波長變小，由
可知，間距變小。
4．（2021·福建省福州第一中學(xué)高二期末）用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖甲，單縫與雙縫的距離，雙縫與屏的距離，單縫寬，雙縫間距。用測量頭來測量光屏上干涉亮條紋中心的距離。轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻度對準(zhǔn)屏上亮紋的中心（如圖乙），記下此時手輪的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的刻度。
（1）分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖丙所示，則對準(zhǔn)第1條時讀數(shù)___________，對準(zhǔn)第4條時讀數(shù)___________，相鄰兩條紋間的距離___________。（計算結(jié)果保留四位有效數(shù)字）
（2）求得該光波的波長為___________。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
【答案】2.190 7.865 1.892 676
【詳解】
（1）[1][2][3]圖乙中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2mm，可動刻度讀數(shù)為
則最終讀數(shù)為
同理，對準(zhǔn)第4條時讀數(shù)為
相鄰亮紋的間距
（2）[4]根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式
代入得
5．（2021·四川高二期末）利用下圖中裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時：將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示。記下此時圖甲中手輪上的示數(shù)___________，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數(shù)___________，求得相鄰亮紋的間距為___________。已知雙縫間距為，測得雙縫到屏的距離為，由計算式_____________，求得所測紅光波長為______________。
【答案】2.320 13.870 2.310
【詳解】
[1]圖甲中螺旋測微器的讀數(shù)為
[2]圖乙中螺旋測微器的讀數(shù)為
[3]相鄰亮條紋的間距為
[4][5]根據(jù)
可得，波長為
代入數(shù)據(jù)可得，所測紅光波長為
6．（2021·福建高二期末）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將所用器材按要求安裝在如圖甲所示的光具座上，然后接通電源使光源正常工作。

（1）某同學(xué)調(diào)節(jié)實驗裝置并觀察了實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，你認(rèn)為正確的是_______；
A．干涉條紋與雙縫垂直
B．干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)
C．干涉條紋的疏密程度與光的波長有關(guān)
（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第2條到第6條亮條紋中心位置之間的距離為x，則單色光的波長______；
（3）如圖乙所示，實驗中發(fā)現(xiàn)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，則該情況下干涉條紋間距的測量值______實際值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】C 大于
【詳解】
（1）[1]A．所得到的干涉條紋與雙縫平行，故A錯誤；
BC．由公式
可知干涉條紋的疏密程度與雙縫間的距離、雙縫到屏的距離、光的波長有關(guān)，故C正確，B錯誤。
（2）[2]由題意可知，相鄰雙縫間的距離為
聯(lián)立公式
解得
（3）[3] 測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識可知測量頭的讀數(shù)大于條紋間的實際距離。
7．（2021·四川高二期末）觀察下列三幅圖，在橫線上完成相應(yīng)內(nèi)容。
（1）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖1所示。雙縫到毛玻璃屏之間的距離為l，雙縫間的距離為d，且滿足。測得n條亮條紋中心之間的距離為a，則入射光波的波長為λ=____________。
（2）在“利用插針法測定玻璃折射率”的實驗中，某同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa′和bb′后，不慎誤將玻璃磚向上平移至圖中虛線位置（如圖2所示），而其他操作均正確，則他測得的折射率將________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
（3）在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，實驗裝置如圖3所示。用停表測出單擺偏角小于5°時完成n次全振動的時間為t，用毫米刻度尺測得擺線長為l，用螺旋測微器測得擺球的直徑為d，則重力加速度的表達(dá)式為g＝________________。
【答案】 不變
【詳解】
（1）[1]雙縫干涉的條紋間距為
由題意有
則聯(lián)立可得，入射光波的波長為
（2）[2]如下圖所示，光線1表示將玻璃磚向上平移后實際的光路圖，光線2是作圖時所采用的光路圖，通過比較發(fā)現(xiàn)，入射角和折射角沒有發(fā)生變化，則由折射定律可知，他測得的折射率將不變。
（3）[3]單擺的周期為
擺長為
根據(jù)單擺周期公式，有
聯(lián)立可得，重力加速度為
8．（2021·浙江高二期末）（1）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，李華同學(xué)在圖甲的1、2兩個位分別放置狹縫1和狹縫2，他在安裝狹縫時應(yīng)依次選用乙圖中的___________（填“A和B”或“B和A”）
（2）李華在調(diào)節(jié)裝置獲得清晰干涉條紋的操作正確的是（_______）
A．先調(diào)節(jié)光源高度，觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再裝上測量頭
B．觀察到條紋比較模糊，可以調(diào)節(jié)撥桿進行調(diào)整
C．測量某亮條紋間距時，目鏡分劃板中心刻度線應(yīng)與亮條紋邊緣對齊
（3）實驗中，李華調(diào)節(jié)分劃板的中心刻度線位置，使其對準(zhǔn)某一條亮條紋，記下讀數(shù)，轉(zhuǎn)動手輪使分劃線向右移動到另一條亮條紋的位置，如圖丙所示，記下讀數(shù)___________，算出兩次讀數(shù)之差。已知雙縫間距為，雙縫到屏距離為，對應(yīng)光波的波長在區(qū)間范圍內(nèi)，該光的波長入___________。
【答案】A和B AB （均得分）
【詳解】
(1)[1]先安裝單縫A，是為了讓光源相當(dāng)于從一個位置發(fā)出，再安裝雙縫B，光通過雙縫發(fā)生干涉現(xiàn)象，故選A和B；
(2)[2]A．根據(jù)實驗操作步驟可知，安裝器材的過程中，先調(diào)節(jié)光源高度，觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再裝上單縫、雙縫、測量頭，故A正確；
B．觀察到條紋比較模糊，可能是單縫與雙縫不平行，可以調(diào)節(jié)撥桿進行調(diào)整，故B正確；
C．測量某亮條紋間距時，目鏡分劃板中心刻度線應(yīng)與亮條紋中心重合，故C錯誤；
故選AB；
(3)[3]游標(biāo)卡尺的精確度為0.02mm，主尺讀數(shù)為16mm，游標(biāo)尺的第十四個刻度與主尺對齊，則讀數(shù)
[4]由
可得該光的波長
9．（2021·河北曹妃甸一中高二期中）（1）如圖是用雙縫干涉測光的波長的實驗設(shè)備示意圖。
I 圖中①是光源，⑤是光屏，它們之間的②③④依次是________、________和________。
Ⅱ.以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離____
A．增大③和④之間的距離
B．增大④和⑤之間的距離
C．將紅色濾光片改為綠色濾光片
D．增大雙縫之間的距離
Ⅲ. 一同學(xué)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，使用的雙縫的間距為0.02cm，測得雙縫與光屏之間的距離為50cm。第1級亮紋中心到第5級亮紋中心距離為0.45cm，則待測單色光的波長是_______nm。
【答案】濾光片 單縫 雙縫 B 450
【詳解】
I[1][2][3]光源發(fā)出的通過濾光片后變成單色光，再通過單縫之后通過雙縫，就變成相干光源能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。因此光依次通過是濾光片、單縫、雙縫；
II[4]根據(jù)相鄰條紋間距為
A．增大③和④之間的距離，不能改變相鄰兩條亮紋之間的距離，A錯誤；
B．增大雙縫④和光屏⑤之間的距離L，增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離，B正確；
C．將紅色濾光片改為綠色濾光片，使波長變短，減小了光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離，C錯誤；
D．增大雙縫之間的距離，減小了光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離，D錯誤；
故選B。
III[5]由題可知相鄰亮紋間的距離
根據(jù)
代入數(shù)據(jù)整理得
10．（2021·浙江高二期末）（1）某校實驗室提供圖實驗器材可以完成的實驗有__________；
A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
B．驗證機械能守恒定律實驗
C．探究速度隨時間變化關(guān)系
（2）小紅同學(xué)在探究小車加速度a與所受合外力F的關(guān)系時，設(shè)計并采用了如圖所示的方案。其實驗操作步驟如下：
a.掛上砝碼盤和砝碼，調(diào)節(jié)木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；
b.取下砝碼盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為m，并讓小車沿木板下滑，測出加速度a；
c.改變砝碼盤中砝碼的個數(shù)，重復(fù)步驟a和b，多次測量，作出a-F圖像。
①該實驗方案_________滿足條件Mm（選填“需要”或“不需要”）；
②若小紅同學(xué)實驗操作規(guī)范，隨砝碼盤中砝碼個數(shù)的增加，作出的a-F圖象最接近_______。
（3）小軍同學(xué)進行“用雙縫干涉測波長”的實驗，某次觀察時，透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋不清晰，為了便于觀察測量，下列方法能夠使條紋更清晰___________；
A． 將毛玻璃換成透明玻璃 B． 調(diào)節(jié)撥桿 C．調(diào)節(jié)測量頭的位置
【答案】C 不需要 A B
【詳解】
（1）[1]探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，要測量拉力的大小和小車的質(zhì)量，需要使用天平；驗證機械能守恒定律的實驗中，需要用到能把打點計時器豎直固定的鐵架臺；探究速度隨時間變化關(guān)系的實驗，運用圖中的器材即可完成。
故選C。
（2）[2]該實驗方案中，砝碼盤和砝碼對小車的拉力的大小，等于使小車沿斜面加速下滑的力，所以不需要滿足Mm；
（2）[3]由于砝碼盤和砝碼對小車的拉力的大小，等于使小車沿斜面加速下滑的力，所以加速度總是正比于拉力，圖像是一條直線，故選A。
（3）[4]干涉條紋不清晰，應(yīng)慢慢地左右移動撥桿，調(diào)節(jié)單縫使其與雙縫平行，直至看到最清晰的干涉條紋，故選B。
11．（2021·四川省仁壽第一中學(xué)校北校區(qū)高二期末）觀察下圖，在橫線上完成相應(yīng)內(nèi)容。
在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，實驗裝置如圖所示。雙縫到毛玻璃屏之間的距離為L，雙縫間的距離為d，且滿足L>>d。測得n條亮條紋中心之間的距離為a，則入射光波的波長為λ=________。
【答案】
【詳解】
雙縫干涉的條紋間距為
其中
解得
12．（2020·江蘇鎮(zhèn)江市·高二期末）用雙縫干涉測量光的波長實驗裝置如圖1所示，
（1）圖1中位置①和②處，應(yīng)分別放置___________和___________（選填“單縫”或“雙縫）；
（2）若實驗時從目鏡中觀察到的條紋數(shù)偏少，可采取的辦法有（______）；
A．將單縫向雙縫靠近
B．使用間距更大的雙縫
C．將屏向靠近雙縫的方向移動
D．將目鏡向遠(yuǎn)高屏的方向移動
（3）已知雙縫間距為0.3mm，以某種單色光進行實驗時，在距離雙縫1.2m遠(yuǎn)的屏上，用測量頭正確測量條紋間的寬度：先將利量頭的分劃板中心刻線與第1條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖2所示，其示數(shù)為___________mm；當(dāng)移至第6條亮紋時，手輪上的示數(shù)為15.375mm。據(jù)此可計算得到實驗中所用單色光的波長為___________m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。
【答案】單縫 雙縫 BC 2.230 6.75×10-7
【詳解】
（1）[1][2]圖1中位置①和②處，應(yīng)分別放置單縫和雙縫；
（2）[3]若從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)偏少，則可減小條紋的寬度，從而增加看到的條紋個數(shù)，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為
為減小相鄰亮條紋（暗條紋）間的寬度，可增大雙縫間距離或減小雙縫到屏的距離；故
選BC；
（3）[4]將測量頭的分劃板中心刻線與第1條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)為2.230mm；[5]當(dāng)移至第6條亮紋時，手輪上的示數(shù)為15.375mm。據(jù)此可計算得到條紋間距
根據(jù)
可得
13．（2021·湖北高二期末）在“利用雙縫干涉測量紫光的波長”實驗中，將所用器材按要求安裝在如圖甲所示的光具座上，然后接通電源使光源正常工作，像屏上出現(xiàn)了清晰但是間距較小的紫色干涉條紋。
（1）下列操作中，可以使紫色條紋間距變大的是_____________。
A．換一個紅色濾光片 B．增大雙縫到像屏的距離
C．增大單縫與雙縫間的距離 D．增大雙縫的間距
（2）觀察測量的圖樣（如圖乙所示），調(diào)節(jié)儀器使分劃板的中心刻線對準(zhǔn)一條亮條紋A的中心，測量頭的示數(shù)如圖丙所示，其示數(shù)為___________mm，移動手輪使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮條紋B的中心，測量頭的示數(shù)為10.492mm。已知雙縫擋板與光屏間距為0.6m，雙縫相距0.2mm，則所測單色光的波長為__________m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
【答案】B 5.692（5.691~5.695） （）
【詳解】
（1）[1]根據(jù)
可知，要使紫色條紋間距變大，可以增大雙縫到像屏的距離；或者減小雙縫間距。換成波長更大的紅光只能產(chǎn)生紅光的干涉條紋；增大單縫與雙縫間的距離對條紋間距無影響；故選B。
（2）[2][3]螺旋測微器讀數(shù)5.5mm+0.01mm×19.2=5.692mm
條紋間距
根據(jù)
可得
14．（2021·陜西高二期末）同學(xué)們用雙縫干涉實驗測單色光的波長。已知雙縫間距，雙縫到屏的距離，屏幕上出現(xiàn)黃光的干涉條紋如圖甲所示?；卮鹣铝袉栴}：
（1）分劃線對準(zhǔn)最左邊的亮條紋中心時，螺旋測微器的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動手輪，分劃線向右移，對準(zhǔn)另一條亮條紋時，螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示，______mm。
（2）相鄰的亮條紋的間距______結(jié)果保留兩位小數(shù)）。
（3）黃光的波長的計算式______（用前面給出的字母d、l、表示），代入相關(guān)數(shù)據(jù)，求得所測單色光的波長為______m（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。
（4）若要觀察到更多的干涉條紋，可選用的方法是______（填選項前的字母代號）。
A．改用波長更小的單色光做實驗
B．改用強度大的此單色光做實驗
C．增大雙縫之間的距離
D．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動
【答案】12.212 2.31 AC
【詳解】
（1）[1]螺旋測微器的轉(zhuǎn)動刻度共50格，精確度為0.01mm，圖乙的讀數(shù)
12mm+0.01×21.2mm=12.212mm
（2）[2] 圖甲亮紋相隔5條條紋，n=5，則相鄰的亮條紋的間距為
（3）[3][4]由雙縫干涉條紋間距公式可得，波長為
代入數(shù)據(jù)得
（4）[5] A．要觀察到更多的干涉條紋，則要減小干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，由雙縫干涉條紋間距公式可得，可以換用波長短的光，故A正確；
B．由雙縫干涉條紋間距公式可得，△x與光的強度無關(guān)，故B錯誤；
C．由雙縫干涉條紋間距公式可得，增大雙縫之間的距離，可減小干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，從而觀察到更多的干涉條紋，故C正確；
D．由雙縫干涉條紋間距公式可得，將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動對△x無影響，故D錯誤；
故選AC。
15．（2021·湖北高二期末）某同學(xué)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以清晰地觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：
（1）若想使目鏡中觀察到的條紋的寬度增大，則應(yīng)該___________（填選項前的字母）：
A．將白熾燈向靠近雙縫的方向移動
B．將濾光片向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動
C．將雙縫向遠(yuǎn)離毛玻璃屏的方向移動
D．將目鏡向靠近毛玻璃屏的方向移動
（2）下列現(xiàn)象中能夠觀察到的有___________（填選項前的字母）：
A．將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變窄
B．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失
C．換一個縫寬較大的單縫片，干涉條紋間距變寬
D．換一個兩縫間距較大的雙縫片，干涉條紋間距變窄
（3）某次測量時，選用的雙縫的間距為0.400mm，測得屏與雙縫間的距離為1.60m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為8.56mm，則所測單色光的波長為___________m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
【答案】C D 7.13×10-7
【詳解】
（1）[1]根據(jù)
若想增加條紋寬度，可以增加屏到雙縫的距離L，可以減小雙縫間的距離d，也可以增加波長。
故選C。
（2）[2]AD．根據(jù)
將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，波長變大，干涉條紋間距變寬；換一個兩縫間距較大的雙縫片，干涉條紋間距變窄，A錯誤，D正確；
B．去掉濾光片后，將出現(xiàn)彩色干涉條紋，B錯誤；
C．換一個縫寬較大的單縫片，干涉條紋間距不變，C錯誤。
故選D。
（3）由于第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為8.56mm，可知
根據(jù)
可得
16．（2021·浙江高二期末）如圖1是“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗裝置，實驗中以白熾燈泡（，）作為光源，利用學(xué)生電源“直流”擋為白熾燈泡供電。
（1）實驗過程中，小夏同學(xué)先將學(xué)生電源的擋位旋鈕打到，然后閉合開關(guān)，電源顯示過載自動斷電，再次閉合開關(guān)均顯示過載。為了檢測過載的原因，進行如下操作：
①用多用電表“歐姆擋”測白熾燈泡電阻，正確操作后表盤指針如圖2所示，則燈泡應(yīng)該是_______（選擇“短路”、“斷路”或“正常”）。
②將多用電表選擇開關(guān)撥至直流電壓“”擋，直接測量學(xué)生電源兩極電壓，正確操作后表盤指針如圖3所示，則電源電動勢約為_______V。
③為進一步分析燈泡與電源情況，利用該電源與其他必須的實驗器材，通過實驗測繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖4所示，則電源過載的可能原因及解決的辦法，下列說法最合理的是________。
A．連接電源時誤接了交流電壓擋，可以通過更換為直流電壓擋來解決
B．電源內(nèi)阻過小，導(dǎo)致電流過大，可以通過串聯(lián)一個保護電阻來解決
C．剛通電時燈絲溫度低電阻小，電流過大，可以通過將電壓由小逐漸增大到來解決
（2）解決問題后，小夏同學(xué)利用紅色濾光片做雙縫干涉實驗，發(fā)現(xiàn)獲得的干涉圖樣條紋間距過密，測量誤差較大，下列選項中能夠進行有效調(diào)整的是_______。
A．改用綠色濾光片 B．適當(dāng)增大單縫與雙縫之間的距離 C．換用間距較小的雙縫
【答案】正常 C C
【詳解】
（1）[1] 歐姆表的讀數(shù)為表盤示數(shù)與倍率的乘積，所以冷態(tài)燈絲的電阻為
燈絲正常工作的電阻
由于金屬絲電阻隨溫度的升高而增加，所以燈泡應(yīng)當(dāng)是正常的。
（2）[2] 最大程為50V的電壓擋的最小分度為1V，則電動勢的值為12.2V。
（3）[3] A．交流電源使直流電壓左右偏轉(zhuǎn)，則連入后立即損壞，A錯誤；
B．若是電源內(nèi)阻過小，則每次閉合電路都將自動斷電，B錯誤；
C．燈絲電阻隨溫度的升高而增大，冷態(tài)燈絲電阻很小，電路中的電流很大，所以導(dǎo)致閉合時立即斷電，C正確。
故選C。
（4）[4] 根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式
A．綠光的波長比黃光短，由公式可以知道則間距條紋的間距更小，A錯誤；
B．增大雙縫之間的距離d，同樣條紋的間距變小，B錯誤；
C．換用間距較小的雙縫，則條紋的間距變大，C正確。
故選C。
17．（2021·浙江高二期中）在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示，用以測量光的波長。
（1）實驗中器材調(diào)節(jié)完成后發(fā)現(xiàn)干涉條紋明亮，但圖像模糊不清晰，則必須___________
A．用手轉(zhuǎn)動D（單縫），眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止
B．用手轉(zhuǎn)動H（測量頭），眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止
C．用手左右轉(zhuǎn)動G（撥桿），眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止
D．用手上下移動G（撥桿），眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止
（2）某同學(xué)在實驗時得到了如圖乙所示清晰的條紋，他___________直接進行測量，并根據(jù)公式算出波長。
A．能 B．不能
（3）某次實驗時，將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第7條亮紋中心對齊，手輪上的示數(shù)。已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏的距離L為，求得所測光波長為___________。
【答案】C A 670
【詳解】
（1）[1]觀察到條紋模糊，可能是單縫與雙縫不平行，可以調(diào)節(jié)撥桿左右移動，使單縫與雙縫平行，眼睛通過目鏡看著條紋直到清晰為止，故C正確，ABD錯誤；
（2）[2]測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋在同一個方向上，所以可以直接進行測量，故A正確，B錯誤；
（3）[3]根據(jù)題中數(shù)據(jù)可得
已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏的距離L為，帶入公式
可解得
18．（2021·阜新市第二高級中學(xué)高二期中）現(xiàn)用如圖所示雙縫干涉實驗裝置來測量光的波長。
（1）在組裝儀器時單縫和雙縫應(yīng)該相互_____放置。（選填“垂直”或“平行”）；
（2）已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時測量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時測量頭上游標(biāo)卡尺的示數(shù)如下圖所示，則讀數(shù)為______mm。已知雙縫間距，測得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800m，所測光的波長______nm。（保留3位有效數(shù)字）；
【答案】平行 15.02 693
【詳解】
（1）[1]在組裝儀器時，單縫與雙縫應(yīng)該相互平行放置。
（2）[2]由游標(biāo)卡尺的規(guī)則為主尺讀數(shù)加上游標(biāo)尺的讀數(shù)，可得讀數(shù)為
15mm+1×0.02mm=15.02mm
[3]根據(jù)
可知，光的波長
19．（2021·海原縣第一中學(xué)高二月考）在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，裝置如圖甲所示，雙縫間的距離d=3 mm。
（1）若測定紅光的波長，應(yīng)選用______色的濾光片，實驗時需要測定的物理量有______和____。
（2）若測得雙縫與屏之間距離為0.60 m，通過測量頭（與螺旋測微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動一周，分劃板前進或后退0.500 mm）觀察第1條亮紋的位置如圖乙所示，為2.240 mm，觀察第3條亮紋的位置如圖丙所示，為4.960 mm，則可求出紅光的波長λ=___ m。（保留3位有效數(shù)字）
【答案】紅 相鄰干涉條紋間的距離 雙縫到屏之間的距離 0.680×10-5
【詳解】
（1）[1][2][3]若測定紅光的波長，應(yīng)選用紅色的濾光片，保證光源發(fā)出的光只有紅光能通過；根據(jù)
可得
還需要測量相鄰干涉條紋間的距離和雙縫到屏之間的距離；
（2）[4]由題中數(shù)據(jù)可得
根據(jù)
代入數(shù)據(jù)可得
20．（2021·浙江高二期末）（1）小麗用雙縫干涉實驗裝置測量某單色光的波長，圖甲中___________（填“A”或“B”）位置是雙縫的位置，部件C的作用是調(diào)節(jié)___________。
（2）小麗在調(diào)節(jié)過程中，出現(xiàn)了干涉條紋是豎直的、分劃板中心刻線是傾斜的情況，如圖乙所示，這種情況可通過_________來調(diào)整。
（3）通過調(diào)整，小麗從目鏡中看到如圖丙所示的圖像，當(dāng)她將中心刻線分別對準(zhǔn)第1和第5條亮條紋中央時，測量頭游標(biāo)尺讀數(shù)如圖丁、戊所示，則相鄰兩條亮條紋的條紋間距_______mm，再根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算得到波長。
【答案】B 單縫與雙縫平行 （遮光筒不動）逆時針轉(zhuǎn)動測量頭 1.64
【詳解】
（1）[1][2] 小麗用雙縫干涉實驗裝置測量某單色光的波長，圖甲中B位置是雙縫的位置，部件C的作用是調(diào)節(jié)單縫與雙縫平行；
（2）[3] 出現(xiàn)了干涉條紋是豎直的、分劃板中心刻線是傾斜的情況，如圖乙所示，這種情況可通過（遮光筒不動）逆時針轉(zhuǎn)動測量頭來調(diào)整；
（3）[4]圖丁的讀數(shù)為10.00mm，圖戊的的讀數(shù)為16.56mm，則四個亮條紋之間的距離為
則相鄰兩條亮條紋的條紋間距