2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-4.4实验：用双缝干涉测量光的波长同步练习基础过关（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册-4.4实验：用双缝干涉测量光的波长同步练习基础过关（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 613.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-04 13:18:23 | ||
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文档简介
4.4实验：用双缝干涉测量光的波长同步练习基础过关--2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一
练习
一、单选题，共10小题
1．用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，为了使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹
B．若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大
C．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
2．用图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是 ( )
A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源
B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹
D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等
3．某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10－2m，若双缝片间距为0.1 mm，缝到屏的距离为，则光波的波长为( )
A．8.0×10－8 m B．5.0×10－7 m C．1.5×10－8 m D．1.0×10－7m
4．如图所示，某同学在“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，调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是（ ）
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许
C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
5．某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是（ ）
A．单缝S太窄 B．单缝S太宽
C．S到和距离不相等 D．阳光不能作为光源
6．如图甲所示，是一双缝干涉实验的装置示意图，在空气里完成该实验得到如图乙的实验现象，在不调整实验装置的情况下，仅把该装置放在另一种透明介质里得到不同的现象则（ ）
A．空气中毛玻璃上显示的条纹数目多
B．介质中毛玻璃上显示的条纹数目多
C．空气和介质中毛玻璃上显示的条纹数目一样多
D．条纹数目多少无法确定
7．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图（甲）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（乙）所示。他改变的实验条件是（ ）
A．减小双缝之间的距离
B．减小光源到双缝的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源
8．如图甲所示为双缝干涉的实验装置，光源发出的光经滤光片，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹如图乙所示，屏上P、P1、P2处依次排列着明条纹，Q1、Q2处出现暗条纹，P到S1、S2的距离相等。若遮光筒内装满水，其它条件不变，则光屏上（ ）
A．不再出现明暗相间的条纹 B．P处可能出现暗条纹
C．P1处一定为明条纹 D．明暗相间的条纹间距变小
9．如图所示为一双缝干涉实验的装置图，其中光源为白炽灯泡，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清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．若取下滤光片，光屏上将出现彩色的干涉条纹
B．将单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离减小
C．将双缝间的距离增大，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大
D．将红色滤光片换成绿色滤光片，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大
10．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．玻璃对c色光的折射率最小
二、多选题，共5小题
11．在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）
A．用白光当光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光当光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D．杨氏双缝干涉实验中的光源必须是相干光源
12．在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法是（ ）
A．改用波长较长的光（如红光）作入射光 B．增大双缝到屏的距离
C．减小双缝间距 D．增大双缝间距
13．用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．干涉图样的中央亮条纹是白色的
B．在中央亮条纹两侧最先出现的是红色条纹
C．在中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹
D．在中央亮条纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间的距离有关
14．一束光从空气射向折射率为n＝的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，r表示折射角，则（ ）
A．当i>45°时，会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r＝30°，光线应以i＝45°的角度入射
D．当tani＝时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直
15．如图所示的一束复色光斜射入平行玻璃砖，进入玻璃砖后分解成了两束单色光a、b，已知两束光的折射角均小于45°，以下对两束光的说法中正确的是（ ）
A．增大光的入射角i，单色光b可能会在下界面发生全反射
B．单色光a在玻璃砖中的传播速度较大
C．单色光b通过玻璃砖的时间较长
D．两束光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹更宽一些
E.两束光从空气进入玻璃砖后频率均变小
三、填空题，共3小题
16．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，要使条纹变得清晰，可以调节拨杆使_________；
②要增大观察到的条纹间距，可以________（选填“增大”或“减小”）双缝与测量头间的距离。
17．如图所示是用激光器、缝间距可调节的双缝屏、光屏等器材研究光的干涉现象的装置．实验中用激光照射双缝，其目的是产生________相同的两束光；为了增大光屏上干涉条纹的间距，只调节双缝间隙Δs，其它条件不变，应使Δs________（填“增大”或“减小”）；如果将红光换为紫光，其它条件不变，光屏上干涉条纹的间距将________（填“增大”或“减小”）．
18．如图所示利用激光完成“双缝干涉”实验，双缝的作用是______________，观察到的现象是______________．
四、解答题，共2小题
19．某小组用如图所示装置做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前该小组已获得的数据有：双缝间的间距d，双缝到屏的距离l。
(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出N处的实验器材是______，该器材的作用是_________。
(2)如果把毛玻璃屏向远离N的方向移动，相邻两个暗条纹的中心间距将______（填“变大”“变小”或“不变”）
(3)经测量，红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为，请写出能够反映红光波长大小的表达式______（用题给字母表示）。
(4)如果把红色滤光片换成绿色，相邻两个亮条纹的中心间距将______（填“增大”“减小”或“不变”）。
20．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。
(i)求相邻亮条纹的中心间距Δx
(ii)求红色光的波长入(结果保留3位有效数字)
(ii)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．D
【详解】
A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，A错误；
B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，B错误；
C．根据
将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C错误；
D．若将滤光片由红色换成绿色，色光的波长减小，根据
光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．此实验是通过分光法获得干涉光源，所以A正确．
B．白光的干涉条纹是彩色的不是黑白相间的，选项B错误；
C．屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时，该处应是暗纹，选项C错误．
D．相邻亮纹间距等于相邻暗纹间距，选项D错误．
故选A。
3．B
【详解】
根据公式
Δx＝λ
Δx＝＝m＝2.0×10－2 m
l＝4.0 m，d＝0.1mm＝10－4 m
解得
λ＝5.0×10－7 m
故选B。
4．D
【详解】
他对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹宽度减小。由公式
得
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，、与都不变，则不变，故A错误；
B．仅将单缝远离双缝移动少许，、与都不变，则不变，故B错误；
C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故C错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，减小，与都不变，则减小，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小，由题意知，这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。
故选B。
6．B
【详解】
把该装置放在另一种透明介质里，则光的波长变短，则根据
可知，条纹间距变小，则介质中毛玻璃上显示的条纹数目多。
故选B。
7．A
【详解】
ACD．由图可知，亮纹的宽度变大了，根据相邻两个亮（暗）纹间距
可知，若想增大亮纹宽度，可增大双缝到光屏之间的距离L，增大波长或减小两个双缝间的距离d，而根据
增大波长相当于减小光的频率，因此A正确，CD错误；
B．改变光源到双缝的距离，不会改变条纹的宽度，B错误。
故选A。
8．D
【详解】
设光在空气中的波长为，在水中传播时，光的频率不变，波长和波速改变，在水中光速和波长分别为
根据相邻条纹的间距公式
可知在介质中相邻两个明条纹的间距仅为真空中的，即条纹变密；条纹变密，仍然有明暗条纹，且随着明暗条纹间距的变化，P处一定出现明条纹，P1处不一定为明条纹。
故选D。
9．A
【详解】
A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，故A正确；
B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，故B错误；
C．根据
知将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故C错误；
D．根据
知红色滤光片换成绿色滤光片，光的波长变小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小，故D错误。
故选A。
10．D
【详解】
D．偏向角越大，折射率越大，所以a的折射率最大，c的折射率最小，D正确；
A．由 ，折射率越大，临界角越小，所以a的临界角最小，c的临界角最大，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，A错误；
B．a的折射率最大，波长最短，干涉条纹间距最小，B错误；
C．由 得，a的折射率最大，在玻璃中的速度最小，C错误。
故选D。
11．BD
【详解】
A．杨氏双缝干涉实验中，用白光当光源，屏上将呈现彩色条纹，故A错误；
B．用红光当光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确；
C．红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错误；
D．双缝干涉的条件是必须有相干光源，故D正确。
故选BD。
12．ABC
【详解】
由
可得当l变大，λ变长，d变小时，可使Δx增大，使条纹变疏。
故选项ABC正确，D错误。
故选ABC。
13．AC
【详解】
A．白光是由各种不同色光组成的，光屏中央到两缝的距离相等，各色光经双缝到达光屏中央的路程差均为零，在光屏中央均出现亮条纹，各色光复合成白光，所以中央亮条纹是白色的，故A正确；
BCD．由可知，不同色光的干涉条纹间距随波长的增大而增大，紫光的波长最短，所以中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹，故C正确，BD错误。
故选AC。
14．BCD
【详解】
A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故A错误；
B．当入射角最大时，根据折射定律知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则
解得：
r=45°
所以最大的折射角为45°，故B正确；
C．当折射角r=30°时，由折射定律
得入射角
i=45°
故C正确；
D．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i，折射角为β，有
i+β=90°
故D正确。
故选BCD。
15．BCD
【详解】
A．因第二次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，根据光路可逆性可知，增大光的入射角i，单色光b不会在下界面发生全反射，A错误；
B．单色光比单色光的偏折小，所以单色光b的折射率大于单色光的折射率，根据
单色光在玻璃砖中的传播速度较大，B正确；
C．设玻璃砖的厚度为，进入玻璃砖光线的折射角为，则在玻璃砖运行的路程
根据
因为，入射角相同，单色光比单色光的折射角大，所以，单色光通过玻璃砖的时间较长，C正确；
D．因为单色光比单色光的偏折小，所以单色光比单色光的频率小，单色光比单色光的波长大，根据
则两束光通过同一个双缝干涉装置，光的干涉条纹更宽一些，D正确；
E．因为频率和介质无关，单色光和单色光两束光从空气进入玻璃砖，频率都不变，E错误。
故选BCD。
16．单缝与双缝平行； 增大
【详解】
（1）[1] 观察到较模糊的干涉条纹，是因为光线不能很好的叠加，要使条纹变得清晰，可以调节拨杆使单缝与双缝平行。
（2）[2]由双缝干涉条纹间距
因此要增大观察到的条纹间距，可以增大双缝与测量头间的距离。
17．频率 减小 减小
【解析】
【详解】
实验中用激光通过双缝，双缝的作用是形成频率相同的相干光源；由条纹间距干涉知，为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使得双缝间距离缩小；如果仅将红光激光器换为黄光激光器，其他条件都不变，则光屏上干涉条纹的间距变小．
【点睛】
：发生干涉的条件是两列频率相同的光，双缝的作用是得到相干光源，由条纹间距干涉知，如何改变条纹间距。
18．得到频率相等的两束光 明暗相间、等宽等亮的条纹
【详解】
[1]利用双缝得到两束频率相等的光；
[2]光屏上可以看到明暗相间、等宽等亮的条纹。
19．双缝 获得相干光 变大 减小
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]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光屏上形成干涉图样，所以N处的实验器材是双缝；双缝的作用是获得相干光源。
(2)[3]干涉图样应是时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，所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。
(3)[4]根据公式
解得
(4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于绿光的波长，根据
可知，绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄，所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。
20．(ⅰ)2.364mm；(ⅱ)；(ⅲ)变小
【详解】
(i)图乙手轮固定刻度读数2mm，可动刻度读数为
图乙手轮上的示数2.320mm；图丙手轮固定刻度读数为18.5mm，可动刻度读数为
图丙手轮上的示数18.870mm；所以有
(ii)依据双缝干涉条纹间距规律可得
代入数据解得
(ii)因为绿色光的波长比红色光的波长短，在其他条件不变的情况下，将红色光改成绿色光，由可知条纹间距将变小。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共10小题
1．用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，为了使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹
B．若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大
C．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大
D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
2．用图所示的装置来观察光的双缝干涉现象时，以下推断正确的是 ( )
A．狭缝屏的作用是使入射光到达双缝屏时，双缝就成了两个振动情况总是相同的光源
B．若入射光是白光，则像屏上的条纹是黑白相间的干涉条纹
C．像屏上某点到双缝的距离差为入射光波长的1.5倍时，该点处一定是亮条纹
D．双缝干涉中亮条纹之间的距离相等，暗条纹之间的距离不相等
3．某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10－2m，若双缝片间距为0.1 mm，缝到屏的距离为，则光波的波长为( )
A．8.0×10－8 m B．5.0×10－7 m C．1.5×10－8 m D．1.0×10－7m
4．如图所示，某同学在“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，调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是（ ）
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许
C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
5．某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹，移走B后，C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是（ ）
A．单缝S太窄 B．单缝S太宽
C．S到和距离不相等 D．阳光不能作为光源
6．如图甲所示，是一双缝干涉实验的装置示意图，在空气里完成该实验得到如图乙的实验现象，在不调整实验装置的情况下，仅把该装置放在另一种透明介质里得到不同的现象则（ ）
A．空气中毛玻璃上显示的条纹数目多
B．介质中毛玻璃上显示的条纹数目多
C．空气和介质中毛玻璃上显示的条纹数目一样多
D．条纹数目多少无法确定
7．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图（甲）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（乙）所示。他改变的实验条件是（ ）
A．减小双缝之间的距离
B．减小光源到双缝的距离
C．减小双缝到光屏之间的距离
D．换用频率更高的单色光源
8．如图甲所示为双缝干涉的实验装置，光源发出的光经滤光片，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹如图乙所示，屏上P、P1、P2处依次排列着明条纹，Q1、Q2处出现暗条纹，P到S1、S2的距离相等。若遮光筒内装满水，其它条件不变，则光屏上（ ）
A．不再出现明暗相间的条纹 B．P处可能出现暗条纹
C．P1处一定为明条纹 D．明暗相间的条纹间距变小
9．如图所示为一双缝干涉实验的装置图，其中光源为白炽灯泡，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清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．若取下滤光片，光屏上将出现彩色的干涉条纹
B．将单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离减小
C．将双缝间的距离增大，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大
D．将红色滤光片换成绿色滤光片，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大
10．一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是（ ）
A．若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．玻璃对c色光的折射率最小
二、多选题，共5小题
11．在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）
A．用白光当光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光当光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D．杨氏双缝干涉实验中的光源必须是相干光源
12．在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法是（ ）
A．改用波长较长的光（如红光）作入射光 B．增大双缝到屏的距离
C．减小双缝间距 D．增大双缝间距
13．用白光做双缝干涉实验时，得到彩色的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．干涉图样的中央亮条纹是白色的
B．在中央亮条纹两侧最先出现的是红色条纹
C．在中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹
D．在中央亮条纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间的距离有关
14．一束光从空气射向折射率为n＝的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，r表示折射角，则（ ）
A．当i>45°时，会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r＝30°，光线应以i＝45°的角度入射
D．当tani＝时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直
15．如图所示的一束复色光斜射入平行玻璃砖，进入玻璃砖后分解成了两束单色光a、b，已知两束光的折射角均小于45°，以下对两束光的说法中正确的是（ ）
A．增大光的入射角i，单色光b可能会在下界面发生全反射
B．单色光a在玻璃砖中的传播速度较大
C．单色光b通过玻璃砖的时间较长
D．两束光通过同一个双缝干涉装置，a光的干涉条纹更宽一些
E.两束光从空气进入玻璃砖后频率均变小
三、填空题，共3小题
16．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，要使条纹变得清晰，可以调节拨杆使_________；
②要增大观察到的条纹间距，可以________（选填“增大”或“减小”）双缝与测量头间的距离。
17．如图所示是用激光器、缝间距可调节的双缝屏、光屏等器材研究光的干涉现象的装置．实验中用激光照射双缝，其目的是产生________相同的两束光；为了增大光屏上干涉条纹的间距，只调节双缝间隙Δs，其它条件不变，应使Δs________（填“增大”或“减小”）；如果将红光换为紫光，其它条件不变，光屏上干涉条纹的间距将________（填“增大”或“减小”）．
18．如图所示利用激光完成“双缝干涉”实验，双缝的作用是______________，观察到的现象是______________．
四、解答题，共2小题
19．某小组用如图所示装置做“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，为了测量红光的波长，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前该小组已获得的数据有：双缝间的间距d，双缝到屏的距离l。
(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出N处的实验器材是______，该器材的作用是_________。
(2)如果把毛玻璃屏向远离N的方向移动，相邻两个暗条纹的中心间距将______（填“变大”“变小”或“不变”）
(3)经测量，红光干涉相邻两个亮条纹的中心间距为，请写出能够反映红光波长大小的表达式______（用题给字母表示）。
(4)如果把红色滤光片换成绿色，相邻两个亮条纹的中心间距将______（填“增大”“减小”或“不变”）。
20．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。
(i)求相邻亮条纹的中心间距Δx
(ii)求红色光的波长入(结果保留3位有效数字)
(ii)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小
试卷第2页，共2页
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参考答案
1．D
【详解】
A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，A错误；
B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，B错误；
C．根据
将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C错误；
D．若将滤光片由红色换成绿色，色光的波长减小，根据
光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．此实验是通过分光法获得干涉光源，所以A正确．
B．白光的干涉条纹是彩色的不是黑白相间的，选项B错误；
C．屏上某点到双缝的距离差为波长的1.5倍时，该处应是暗纹，选项C错误．
D．相邻亮纹间距等于相邻暗纹间距，选项D错误．
故选A。
3．B
【详解】
根据公式
Δx＝λ
Δx＝＝m＝2.0×10－2 m
l＝4.0 m，d＝0.1mm＝10－4 m
解得
λ＝5.0×10－7 m
故选B。
4．D
【详解】
他对实验装置作了改动后，仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹宽度减小。由公式
得
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，、与都不变，则不变，故A错误；
B．仅将单缝远离双缝移动少许，、与都不变，则不变，故B错误；
C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故C错误；
D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，减小，与都不变，则减小，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
双缝干涉实验中单缝的作用是获得线光源，而线光源可以看成是由许多个点光源沿一条线排列组成的，单缝的宽度应比较小，由题意知，这里观察不到光的干涉现象是由于单缝太宽，得不到线光源。
故选B。
6．B
【详解】
把该装置放在另一种透明介质里，则光的波长变短，则根据
可知，条纹间距变小，则介质中毛玻璃上显示的条纹数目多。
故选B。
7．A
【详解】
ACD．由图可知，亮纹的宽度变大了，根据相邻两个亮（暗）纹间距
可知，若想增大亮纹宽度，可增大双缝到光屏之间的距离L，增大波长或减小两个双缝间的距离d，而根据
增大波长相当于减小光的频率，因此A正确，CD错误；
B．改变光源到双缝的距离，不会改变条纹的宽度，B错误。
故选A。
8．D
【详解】
设光在空气中的波长为，在水中传播时，光的频率不变，波长和波速改变，在水中光速和波长分别为
根据相邻条纹的间距公式
可知在介质中相邻两个明条纹的间距仅为真空中的，即条纹变密；条纹变密，仍然有明暗条纹，且随着明暗条纹间距的变化，P处一定出现明条纹，P1处不一定为明条纹。
故选D。
9．A
【详解】
A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，故A正确；
B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，故B错误；
C．根据
知将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，故C错误；
D．根据
知红色滤光片换成绿色滤光片，光的波长变小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小，故D错误。
故选A。
10．D
【详解】
D．偏向角越大，折射率越大，所以a的折射率最大，c的折射率最小，D正确；
A．由 ，折射率越大，临界角越小，所以a的临界角最小，c的临界角最大，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，A错误；
B．a的折射率最大，波长最短，干涉条纹间距最小，B错误；
C．由 得，a的折射率最大，在玻璃中的速度最小，C错误。
故选D。
11．BD
【详解】
A．杨氏双缝干涉实验中，用白光当光源，屏上将呈现彩色条纹，故A错误；
B．用红光当光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，故B正确；
C．红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，故C错误；
D．双缝干涉的条件是必须有相干光源，故D正确。
故选BD。
12．ABC
【详解】
由
可得当l变大，λ变长，d变小时，可使Δx增大，使条纹变疏。
故选项ABC正确，D错误。
故选ABC。
13．AC
【详解】
A．白光是由各种不同色光组成的，光屏中央到两缝的距离相等，各色光经双缝到达光屏中央的路程差均为零，在光屏中央均出现亮条纹，各色光复合成白光，所以中央亮条纹是白色的，故A正确；
BCD．由可知，不同色光的干涉条纹间距随波长的增大而增大，紫光的波长最短，所以中央亮条纹两侧最先出现的是紫色条纹，故C正确，BD错误。
故选AC。
14．BCD
【详解】
A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，故A错误；
B．当入射角最大时，根据折射定律知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则
解得：
r=45°
所以最大的折射角为45°，故B正确；
C．当折射角r=30°时，由折射定律
得入射角
i=45°
故C正确；
D．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i，折射角为β，有
i+β=90°
故D正确。
故选BCD。
15．BCD
【详解】
A．因第二次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，根据光路可逆性可知，增大光的入射角i，单色光b不会在下界面发生全反射，A错误；
B．单色光比单色光的偏折小，所以单色光b的折射率大于单色光的折射率，根据
单色光在玻璃砖中的传播速度较大，B正确；
C．设玻璃砖的厚度为，进入玻璃砖光线的折射角为，则在玻璃砖运行的路程
根据
因为，入射角相同，单色光比单色光的折射角大，所以，单色光通过玻璃砖的时间较长，C正确；
D．因为单色光比单色光的偏折小，所以单色光比单色光的频率小，单色光比单色光的波长大，根据
则两束光通过同一个双缝干涉装置，光的干涉条纹更宽一些，D正确；
E．因为频率和介质无关，单色光和单色光两束光从空气进入玻璃砖，频率都不变，E错误。
故选BCD。
16．单缝与双缝平行； 增大
【详解】
（1）[1] 观察到较模糊的干涉条纹，是因为光线不能很好的叠加，要使条纹变得清晰，可以调节拨杆使单缝与双缝平行。
（2）[2]由双缝干涉条纹间距
因此要增大观察到的条纹间距，可以增大双缝与测量头间的距离。
17．频率 减小 减小
【解析】
【详解】
实验中用激光通过双缝，双缝的作用是形成频率相同的相干光源；由条纹间距干涉知，为了增大光屏上干涉条纹的间距，应使得双缝间距离缩小；如果仅将红光激光器换为黄光激光器，其他条件都不变，则光屏上干涉条纹的间距变小．
【点睛】
：发生干涉的条件是两列频率相同的光，双缝的作用是得到相干光源，由条纹间距干涉知，如何改变条纹间距。
18．得到频率相等的两束光 明暗相间、等宽等亮的条纹
【详解】
[1]利用双缝得到两束频率相等的光；
[2]光屏上可以看到明暗相间、等宽等亮的条纹。
19．双缝 获得相干光 变大 减小
【分析】
本题主要考查用双缝干涉测光的波长。
【详解】
(1)[1][2]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光屏上形成干涉图样，所以N处的实验器材是双缝；双缝的作用是获得相干光源。
(2)[3]干涉图样应是时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，所以相邻两个暗条纹的中心间距将变大。
(3)[4]根据公式
解得
(4)[5]干涉图样应是时间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于绿光的波长，根据
可知，绿光的干涉图样的明暗相间的条纹更窄，所以相邻两个暗条纹的中心间距将减小。
20．(ⅰ)2.364mm；(ⅱ)；(ⅲ)变小
【详解】
(i)图乙手轮固定刻度读数2mm，可动刻度读数为
图乙手轮上的示数2.320mm；图丙手轮固定刻度读数为18.5mm，可动刻度读数为
图丙手轮上的示数18.870mm；所以有
(ii)依据双缝干涉条纹间距规律可得
代入数据解得
(ii)因为绿色光的波长比红色光的波长短，在其他条件不变的情况下，将红色光改成绿色光，由可知条纹间距将变小。答案第1页，共2页
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