4.4 用双缝干涉仪测量光的波长同步练习 2021—2022 学年高中物理沪 教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干 涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙 所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（　　） A．由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高 B．双缝到光屏的距离 L 不同，乙图对应的 L 较大 C．双缝的间距不同，乙图对应的间距较大 D．激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 2．频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法 正确的是（　　） A．在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度 B．单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角 C．单色光 1 和单色光 2 分别用同一装置研究光的干涉，单色光 2 的干涉条纹间距较大 D．单色光 1 和单色光 2 分别用同一装置研究光的干涉，单色光 1 的干涉条纹间距较大 3．利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。下列说法中正确的是（　　） A．实验装置中的①②③元件分别为单缝、滤光片、双缝 B．测量时测量头分划板的中心刻线应与条纹的中心对齐 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中误将 5 个条纹间距数成 6 个，波长测量值偏大 4．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 5．利用图中所示装置研究双缝干涉现象，下面几种说法正确的是（ ） A．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽 C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽 6．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件， 其中 a、b、c、d 各装置的名称依次是下列选项中的（　　） A．a 单缝、b 滤光片、c 双缝、d 光屏 B．a 滤光片、b 单缝、c 双缝、d 光屏 C．a 单缝、b 双缝、c 滤光片、d 光屏 D．a 滤光片、b 双缝、c 单缝、d 光屏 7．如图所示，用单色光做双缝干涉实验，现将折射率为 n(n  1) 的透明薄膜遮住上方的条缝，则屏上可以 观察到（　　） A．干涉条纹向上移动，条纹宽度不变 B．干涉条纹向下移动，条纹宽度变窄 C．干涉条纹向上移动，条纹宽度变宽 D．干涉条纹不移动，条纹宽度不变 8．在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即 k=0 对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上 中央亮条纹的位置将( ） A．向上移动 B．向下移动 C．不动 D．可能向上移动，也可能向下移动 9．如图 1 所示，a、b 两束单色光分别从左侧中点处射入后与玻璃砖上表面成  角，两束射向上表面 单色光的折射光线强度与  角的关系如图 2 所示，已知玻璃砖的长为 4L，宽为 2L，光速为 c，下列说法正 确的是（　　） A．a 光的折射率为 2 B．a 光频率比 b 光的大 C．两单色光分别通过同一双缝干涉装置，a 光产生的相邻条纹间距较小 D．若 ，则 b 光从开始射入玻璃砖到再次回到入射点时的传播时间为   45� 16L c 10．用图甲所示装置测量某单色光的波长时，所得图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一 条亮条纹 A 的中心，测量头卡尺的示数为 11.4mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹 B 的中 心，测量头卡尺的示数为 15.2mm。已知双缝挡板与光屏间距为 0.4m，双缝相距 0.1mm，则所测单色光的 波长为（　　） A．2.38×10-7m B．2.38×10-9m C．9.5×10-7m D．9.5×10-9m 11．如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束 a、b，垂直于斜边 从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率 B．a 光和 b 光在玻璃中传播时 a 光的波长大于 b 光的波长 C．在相同条件下进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距比 b 光大 D．a 光和 b 光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则 b 光先发生全反射 12．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为  ，经折射后射出 a、b 两束光线，则（　　） A．单色光 a、b 从玻璃进入空气，波速变大，频率变大 B．单色光 a 通过玻璃砖所需的时间小于单色光 b 通过玻璃砖所需时间 C．若改变光束的入射方向使  角逐渐变大，则折射光线 b 首先消失 D．分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距 13．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为 h，双缝距离为 d，双缝与屏的距离为 l，当采取下列四组数据中的 哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹(　　) A．h＝1cm，d＝0.1mm，l＝1m B．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝10cm C．h＝1mm，d＝10cm，l＝1m D．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝1m 14．如图所示，某同学对双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象，下述现象中能够观察到的是（　 　） A．将滤光片由红色的换成蓝色的，干涉条纹间距变宽 B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D．去掉滤光片后，干涉现象消失 15．下列说法中正确的是（　　） A．托马斯∙杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波 B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的衍射现象 C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽 D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在 二、填空题（共 4 题） 16．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上，已知双缝与 屏的距离为 L，双缝间距为 d。 ① 调节仪器使分划板的中心刻度对准一条亮条纹的中心 A，示数如图乙所示，其读数为 x1=____________mm。移动手轮至另一条亮条纹的中心 B，读出其读数为 x2. ② 写出计算波长的表达式 λ=____________（用 x1、x2、L、d 表示）。 ③ 若将滤光片由绿色换成红色，其他条件不变，则屏上干涉条纹的间距将____________（填“增大”“减小” 或“不变”）。 17．如图所示为双缝干涉实验的原理图，光源 S 到缝 的交点。用波长为 500nm 的光实验时，光屏中央 P0 S1 、 S2 的距离相等， P0 为 S1 、 S2 连线中垂线与光屏 处呈现中央亮条纹（记为第 0 条亮条纹），P 处呈现第 2 条亮条纹。当改用波长为 400nm 的光实验时，P 处呈现第___________条__________（填“明条纹”或“暗条 纹”）。为使 P 处呈现第 2 条亮条纹，可把光屏适当________（填“向左平移”或“向右平移”）。 18．在“双缝干涉测量光的波长”实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红 光的干涉条纹间距△y1 与绿光的干涉条纹间距△y2 相比，△y1________△y2（填“＞”、“=”或“＜”）。若双缝 之间的距离为 0.3mm，双缝与屏幕的距离为 1.00m，某红光的干涉实验中测得第 l 条到第 6 条亮条纹中心间 的距离为 10.5mm，。则该红光波长为_________m 19．如图甲所示，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  0.4mm 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  0.5m 。然后，接通电源使光 源正常工作。 ① 按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上 仍能观察到清晰的条纹，且条纹变疏。以下改动可实现这个效果的是______； A．仅将凸透镜与滤光片的位置互换 B．仅将绿色滤芯光片换成红色的滤芯光片 C．仅将单缝靠近双缝移动少许 D．仅将单缝远离双缝移动少许 ② 用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图甲所示，分划板处于 B 位置时游标卡尺读数如图乙中所给出， 则分划板在图中 B 位置时游标卡尺读数为 xB  ______ mm ； ③ 若已知分划板处于 A 位置时，刻度为 11.1 mm ，该单色光的波长   ______m（结果保留 2 位有效数字）。 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，用激光束照射双缝干涉实验装置，后面屏上出现干涉条纹，其中单缝的作用是产生线光源， 单缝、双缝应平行放置。 （1）若将单缝绕中心轴旋转（不超过 90°），条纹将发生什么变化？ （2）若将双缝绕中心轴旋转（不超过 90°），条纹将发生什么变化？ 21．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为 0.3mm ，以某种单色光照射双缝时， 在离双缝1.2m 远的屏上，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纹中心对齐， 将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；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，此时手轮上的示数如图乙所示。根据以上实验，测得的这种光的波长是多少？ 22．用波长为 0.51μm 的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹，测得两条亮条纹间距为 0.5mm。将该 装置放到水中并改用红光做双缝干涉实验，测得干涉条纹中两相邻亮条纹间距仍为 0.5mm。若水对红光的 折射率为 4 ，求红光的频率 ν。（结果保留两位有效数字） 3 23．1801 年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834 年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干 涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示， S 为单色光源，