光学实验（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习（新教材新高考）

第62讲光学实验

目录

01模拟基础练

【题型一】实验一：测量玻璃砖的折射率

【题型二】实验二：用双缝干涉测量光的波长

02重难创新练

【题型一】实验一：测量玻璃砖的折射率

1.某同学利用等腰直角玻璃砖测玻璃的折射率。主要步骤如下：

①将白纸平铺在木板上，在白纸上画直线将玻璃砖底边与重合，在纸上标记玻璃砖顶点公

②将大头针［竖直插在合适的位置，再移动大头针2,用视线观察，在鸟挡住《和玻璃砖顶点a处竖直插

入；

③移走玻璃砖和大头针，过《、£作直线交于。点，用圆规以。为圆心、以Oa为半径画圆，交斗鸟于

b点,如图。

请接着完成后续实验步骤，算出玻璃的折射率〃。

(1)在图中画出所需的辅助线，并标注相应的字母。

(2)玻璃折射率的计算公式为：”=o(用相应字母符号表示)

(3)请提出一条减少实验误差的方案：

(3)改变插针位置，重复实验，多次测量取平均值

【详解】(1)如图所示，过。作"N的垂线C。，过。作的垂线，垂足为"，过b作CD的垂线，垂足为

bb'

sin/?_r_bbr

n=

sinaadaa'

计算公式为

bb'

n=—

aa'

(3)减少实验误差的方案：改变插针位置，重复实验，多次测量取平均值。

2.某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：

y/mm

①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线A4'和BB',交点为。。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴A4',

并使其圆心位于。点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图（a）所示。

②将一细激光束沿C。方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点

③拿走玻璃砖，标记C。光线与半圆弧的交点P。

④分别过加、尸作82'的垂线MM'、PP',M'、P是垂足，并用米尺分别测量MM'、PP'的长度x和y。

⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出V-x图像，如图小）所示。

（1）关于该实验，下列说法正确的是（单选，填标号）。

A.入射角越小，误差越小

B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差

C.选择圆心。点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显

（2）根据y-x图像，可得玻璃砖的折射率为—（保留三位有效数字）。

（3）若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果—（填“偏大”“偏小”）

【答案］⑴B

（2）1.57

⑶不变

【详解】（1）A.入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差会变大，故A错

误；

B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正确；

C.相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误。

故选B。

（2）设半圆柱体玻璃砖的半径为R,根据几何关系可得入射角的正弦值为

sini=』

R

折射角的正弦值为

.x

sinr=——

R

折射率

sinzy

n=———=—

sinrx

可知y-x图像斜率大小等于折射率，即

n=—«1.57

28

(3)根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测

量结果不变。

3.某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向，AO与玻璃砖界面的夹角为a,

插了两枚大头针B和尸2,1、2、3、4分别是四条直线。

A5

(1)在历'侧调整观察视线，另两枚大头针P3和刊可能插在____线上(选填：“1”“2”“3”或“4”)；

(2)实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面a"的夹角为£,则玻璃砖的折射率〃

(3)若描出玻璃砖两边界线bb'后,不小心将玻璃砖沿0A方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量

值将(选填“偏大”“不变”或“偏小”)o

【答案】⑴2

(3)不变

【详解】(1)由折射定律知，光线通过平行玻璃砖后平行且向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时,

折射角小于入射角，则出射光线向左侧偏移，即可能在2上。

(2)由题可知，折射率为

n=------------=--------

S呜一0cos万

（3）不小心将玻璃砖沿0A方向平移了，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由〃=、吆可知,

sinr

测得的折射率将不变。

4.如图甲所示，某同学通过实验测定半径为R的半圆柱形玻璃砖的折射率〃，实验步骤如下：（）

a.把玻璃砖放到白纸上，使其直径与AB边重合，圆心与。点重合

b.取走玻璃砖，画出入射光线和出射光线延长线的交点与圆心。的连线

c.在水平放置的木板上铺一张白纸，用图钉固定

d.计算每次入射角和折射角的正弦值，建立直角坐标系，作出sini-sin厂的关系图线，如图乙所示

e.用激光沿平行于0C方向射向直径面上的。点，用插针法确定出射光线通过直线0C上的厂点

f.改变激光入射点。的位置，重复实验

（1）实验步骤的正确顺序为。

（2）该半圆柱形玻璃砖的折射率n=o

（3）0、D两点之间的距离L与半径R的比值之=_____时，恰好没有光线从球面射出。

R

【答案】（l）c、g、a、e、于、b、d

⑵1.5

【详解】（1）该实验的合理顺序为e、f、b、d

（2）根据折射率的计算可知

sinr

n=------

sinz

结合乙图可得

0.5

（3）发生全反射的临界条件为

sinC=—=—

n3

结合几何知识可得

一=sinC=一

5.某实验小组要测量一半圆形玻璃砖的折射率。他们先在平铺的白纸上画出半圆形玻璃砖的直径油和圆

心O,过。点画法线，并画出一条入射光线cO,cO与法线的夹角为30。。将半圆形玻璃砖沿着直径放好，

紧贴6点放置与法线平行的光屏，如图1所示。现用一红色激光笔沿着c。方向射入一束光，在光屏上的P

点出现一个光斑。用刻度尺测出玻璃砖的半径为R,OP=l.5R.

1光屏

（1）玻璃砖的折射率〃=;（结果用分数表示）

（2）若实验过程中，实验小组的同学不小心将玻璃砖向左下方平移，但入射光线仍能通过玻璃砖的圆心，如

图2所示。在光屏上出现一个光斑，小组同学将此光斑仍记作P点，并在白纸上连接O、尸两点作为出射光

线，则此时测得的折射率（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

4

【答案】⑴]

⑵大于

【详解】（1）由题意可知，入射角为30。，折射角与NOP6大小相等，且

.0b2

smNW"=----=—

OP3

根据折射定律可得玻璃砖的折射率

sinZOPZ?_4

（2）作出光线的传播路径如图所示

P点为实际光屏上出现的光斑点，由折射率和几何知识可知，出射光线0尸与

OP平行，连接0P’作为出射光线，则折射角偏大，因此测得的折射率大于真实值。

【题型二】实验二：用双缝干涉测量光的波长

6.现有毛玻璃屏A、双缝、白光光源C、单缝和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在如图所示的光

具座上组成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

(1)本实验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。

在操作步骤②时还注意单缝、双缝应_____________o

C,遮光筒A

j

fti.....r.

(2)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

图甲所示，记下此时图甲手轮上的示数为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，记下此时图乙手轮上的示数为mm,求得相邻亮条纹的间距Ax=mm。

(3)已知双缝间距［为2.0x10-4m,测得双缝到屏的距离I为0.700m,则所测红光波长为nm„

【答案】(1)相互平行

(2)2.32013.8702.310

(3)660

【详解】(1)单缝、双缝应相互平行，因为光是横波，不平行的细缝会阻断横波，影响光的传播。

(2)［1］甲的示数为

2mm+32.0x0.01mm=2.320mm

⑵乙的示数为

13.5mm+37.0x0.01mm=13.870mm

[3]相邻亮条纹的间距

人13.870-2.320

Ax=------------------mm=2.310mm

5

(3)由〃=得

a

2=-Ax=20*10x2.310x10-3m=6.60x10-7m=660nm

I0.700

7.在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图所示）:

白炽灯滤光片单缝遮光筒屏

左

A

⑴关于观察到的现象，下列说法正确的是（）

A.观察到白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹

的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧

B.看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉

条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大

（2）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数为0.25mm,如

图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出为748.8mm,如图丙所示；实验时先移

动测量头（如图甲所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图乙所示），并记下螺旋测

微器的读数川（如图戊所示），然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微

器的读数尤2（如图己所示），由以上测量数据求得该单色光的波长为mo

图甲图乙

图戊图己

【答案】（1）B

(2)8.01xIO-

【详解】（l）A.观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；

彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中红色在最外侧，A错误；

B.放上红色或者绿色滤光片以后就变成单色的红光或者绿光，因此可以看见红黑或者绿黑的干涉条纹，由

AX=4A,红光的波长大，因此条纹间距大，B正确。

a

故选B。

（2）双缝的间距d=0.25mm,双缝到毛玻璃间的距离为/=748.8mm,螺旋测微器的读数

xi=0.01x30.0mm=0.300mm

螺旋测微器读数

X2~14.5mm+0.01x20.0mm=14.700mm

则相邻亮条纹的间距

,x-x.14.700-0.300.

Ax=—2—-=-----------------mm=2.400mm

66

根据Ax=94得

a

°Md2.400xIO-3x0.25x10-3”

Z=--=---------；---m仁o8.01xlOm

I748.8xIO-3

8.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图1所示。双缝间距

为d,毛玻璃光屏与双缝间的距离为"从目镜中看到的干涉图样如图2所示，若A、B两条亮纹中央间距

为x,则所测光的波长为—o（用所给物理量的字母表示）使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此

时游标卡尺上的示数情况如图3所示，其读数为—mmo

【详解】口］根据题意可知相邻两条纹间的间距为Ar=；Y,根据=I=2得，光的波长为

7a

Ao=-d-^--x=-d--x

L7L

⑵由图（3）可知，游标卡尺为20分度尺，其精确度为0.05mm,则图（3）读数为

9mm+0.05mmx3=9.15mm

9.在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图1所示）：

光源甲乙丙遮光筒

『一一』一才一与U

图1

（1）装置图中的甲、乙、丙分别是一O

A.滤色片、单缝和双缝B.双缝、单缝和滤色片

C.单缝、双缝和滤色片D.双缝、滤色片和双缝

（2）测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图2所示，其示数为—mm。

（3）如果双缝间距是d,双缝到屏的距离是L第1条亮纹中心到第6条亮纹中心的间距是尤，则光波波长的

测量值为___（用无、d、L表不）。

【答案】（1）A

(2)1.970

(咤

【详解】（1）装置图中的甲、乙、丙分别是滤色片、单缝和双缝。

故选A„

（2）示数为

1.5mm+47.0x0.01mm=1.970mm

（3）相邻两条亮纹间距为Ax,则6条亮纹间距为

x=（6-l）Ax

解得

根据

,Lc

Ax——A

d

解得

xd

A=-

5L

10.在用“双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示:

（1）双缝装置是图中的（选填"A”或"B”）。

（2）某同学在观察时发现条纹比较模糊，可以通过调节装置（填装置名称）。

（3）甲、乙两同学通过目镜，分别看到如图所示的甲、乙两种情形。由于条纹清晰，他们没有再进一步进行

调节，而是直接进行测量，并根据公式算出波长，测量得到的波长准确的是（选填“甲”或"乙”）。

【答案】⑴B

⑵拨杆

⑶甲

【详解】（1）口］根据装置图的排列情况知，双缝装置是图中的B。

（2）［1］某同学在观察时发现条纹比较模糊，可以通过调节拨杆装置。

（3）［1］干涉条纹要与分划板中心刻线对齐，由图可知测量得到的波长准确的是甲。

11.（1）小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材，他认为除了量

角器外还缺少一种器材，请你写出所缺器材的名称：。老师将器材配齐后，他进行实验，图乙是他

在操作过程中的一个状态，透过玻璃砖观察，调整视线方向，插上第四枚大头针P4应使其遮挡住______o

（2）为取得较好的实验效果，下列操作正确的是o

A.必须选用上下表面平行的玻璃成

B.选择的入射角应尽量小些

C.大头针应垂直地插在纸面上

D.大头针P和尸2及心和刊之间的距离适当大些

（3）小朱同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以。点为圆心，0A

为半径画圆，交。。'延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于2点和。点，如图丙所示,

若他测得AB=7.5cm,CD=5cm,则可求出玻璃的折射率〃=。

【答案】刻度尺Pi、尸2的像以及尸3CD1.5

【详解】（1）[1]用插针法测量玻璃砖的折射率时，在实验中需要确定入射角和折射角，所以需要的器材有：

玻璃砖一块，大头针四枚，白纸一张，除了量角器外还需要刻度尺；

⑵运用两点一线的原理确定光线方向，观察的这一侧插两枚大头针应使尸4挡住P、尸2的像以及必；

（2）[3]A.测量玻璃的折射率时即使折射玻璃上下表面不平行也能测出折射率，故A错误；

B.选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故B错误；

C.大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故C正确；

D.大头针B和P2及P3和刊之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D正确；

（3）[4]玻璃的折射率

AB

sinZAOBA.QAB7.5,,

n------------=£.丫=----=-----=15

sinACODCDCD5'

OC

12.（1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和分别是玻璃砖与空气的两个界面,

如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观

察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使（选填选项前的字母）。

A.P3只挡住Pl的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住Pl、P2的像

（2）为了减小实验误差，实验时应注意的是。

A.入射角应尽量小些B.玻璃砖的宽度宜小一些

C.大头针应垂直插在纸面上D.大头针Pi、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些

（3）某同学在画界面时，不小心将两界面加二协，间距画得比玻璃放宽度大些，如下图所示，则他测得的

折射率与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。

（4）某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂

直的直径BC、EF。在半径0A上，垂直盘面插上两枚大头针Pi、P?并保持Pi、P2位置不变，每次测量时让

圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径2C相平，作为界面的法线，而后在图中右

上方区域观察Pi、P2的像，并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住Pi、P2的像。通过计算，预先在圆周

EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。

①图中〃、N两位置对应的折射率大小关系为wM"N（填写"大于”、“等于”或者“小于”）

②若/4。尸=30。，则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是。

③沿KMNC,折射率刻度的特点是（填写“刻度均匀“、“越来越密”或者“越来越疏”）

【答案】CCD/DC偏小小于1<«<2越来越疏

【详解】（1）口］用插针法测定玻璃折射率的实验中，应使得P3同时挡住Pi、P2的像。

故选Co

（2）⑵为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且

应使大头针Pl、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些。

故选CD„

(3)[3]作出光路图，如图所示

由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。

(4)[4]根据折射定律可得

sinZEOM

n=

M~smZ/AsOcC

s〃inN—E-O--N----s-i-n〉ZE--O-M-------

NsinZAOCsinZAOC

所以

nM<nN

⑸设A点到跖的垂线长为Li,圆周EC部分上某点到EF的垂线长为力，根据折射定律可得

4

T

-A4

RA

若/4。尸=30。，则

L.=-R

“2

-R<L,<R

22

所以

l<n<2

⑹结合题意，由折射定律有

sinz

n二----

sinr

沿KMNC,「不变的情况下，i越大，越靠近C,折射率越大；〃与sini成正比，与，.不成正比，结合正弦函

数的特点可知，刻度不均匀，靠近C刻度稀疏。

13.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放

在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面"/和仍'。。为直线AO与。排的交点。在直线上竖直地插

上片、鸟两枚大头针。

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有

A.插上大头针鸟，使鸟仅挡住鸟的像

B.插上大头针鸟，使鸟挡住《的像和鸟的像

C.插上大头针舄，使舄仅挡住巴

D.插上大头针舄，使舄挡住鸟和片、鸟的像

（2）过舄、巴作直线交4/于O',过O'作垂直于"/的直线MV',连接OO'。测量图中角a和万的大小。

则玻璃砖的折射率n=o

（3）如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面因'和4/的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测

量值____准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

a-------------a'

b------------卜

（4）另一位同学准确地画好玻璃砖的界面s'和奶'后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所

示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值____准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

a---------------a’

b-------卜

【答案】BD也幺小于等于

sma

【详解】（1）口］光沿直线传播，两点确定一条直线，让鸟同时挡住4、鸟的像，保证入射光线是唯一的且

过4、鸟，同理使己挡住己和A、鸟的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过骂、舄，最后使四个点

在同一条光线的传播路径上。AC错误，BD正确。

（2）［2］玻璃砖的折射率是光由真空（本实验为空气）射入玻璃发生折射时的入射角正弦与折射角正弦之

比，所以

ns=in-B-

sina

（3）［3］如下图做出实际光路图（实线），和误操作后的测量光路图（虚线），则在。点光由空气射向玻璃时,

误操作后的折射角偏大，根据第(2)问的分析知，折射率的测量值小于准确值

(4)[4]如下图，实际光路图为PMNG,测量光路图为PQNG,根据折射定律知，PM平行于QNG,且M

点到3'的距离等于N点到从/的距离，所以四边形PMAQ为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。

14.如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形4BC的三棱镜，

并确定A8和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针4和鸟，再

从镜的右侧观察《和乙的像。

(1)下列正确的操作步骤是

A.插上大头针鸟，使鸟仅挡住尸2的像

B.插上大头针鸟，使鸟同时挡住4、尸2的像

C.插上大头针E，使E仅挡住A

D.插上大头针乙，使勺同时挡住《、鸟的像和鸟

(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针鸟、舄的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位

同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量即、FG的

长度便可正确计算出折射率的是图________选填(“乙”或“丙”，所测玻璃折射率的表达式〃=(用

代表线段长度的字母瓦＞、尸G表示)。

(3)若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置向右发生了微小的平移，底边仍重合，若仍以43

为分界面，则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

【答案】（DBD

⑵丙—

FG

（3）小于

【详解】（1）由题意可知，在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针片和舄，然后插上

大头针鸟，使鸟同时挡住4、鸟的像，再插上大头针与，使a同时挡住A、尸2的像和片。

故选BD。

（2）[1]由折射定律和几何知识可得

ED

sinZ.EODQJJED

n~sinZFOG~^G~~FG

OG

可知能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丙。

⑵则所测玻璃折射率的表达式

ED

n=----

FG

（3）若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置向右发生了微小的平移，底边BC仍重合，若仍以

为分界面，如图丙所示，入射光线与虚线的交点和出射光线与AC虚线的交点连接起来，与真实的光

线相比，该连线逆时针偏转，导致折射角的测量值偏大，而入射角的测量值准确，因此三棱镜玻璃材料折

射率的测量值小于真实值。

15.某实验小组用插针法测量一梯形玻璃砖的折射率。其实验步骤如下：

①将玻璃砖平放在铺有白纸的木板上，在白纸上画出玻璃砖的四条边界ABCD；

②在边界A8边的外侧白纸上M处插上一根大头针，如图a所示。然后再在白纸上离第一根大头针一定的距

离插第二根大头针。

③在边的外侧白纸上插第三根大头针，通过观察使它把第一、二根大头针的像都挡住，再插第四根大头

针，使它把第一、二根大头针的像及第三根大头针都挡住。

④标记下四根大头针的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过第一、二根大头针位置作一条直线交A8于

P点,过第三、四根大头针位置作一条直线交BC于。点，连接尸。，如图b所示。

⑤用量角器量出MP、P。与A8边的夹角大小，分别用4、%表示。

（1）为了提高测量的精度，插在白纸上的第一、二根大头针之间的距离及第三、四根大头针之间的距离

___________（选填序号）；

A.必须相等B.越小越好C.适当大一些

（2）步骤③中眼睛观察的视界及方向应该是（选填序号）；

A.从上往下垂直玻璃砖平面俯视B.从边往边方向看

C.从BC边往边方向看D.从边往边方向看

（3）根据上述实验可得该玻璃的折射率n=（用〃、%表示）。

【答案】（DC

⑵c

【详解】（1）为了提高测量的精度，插在白纸上的第一、二根大头针之间的距离及第三、四根大头针之间

的距离不一定必须相等；越小越容易产生误差，因此适当大一些较好。

故选C。

（2）因为再插第四根大头针时，使它把第一、二根大头针的像及第三根大头针都挡住，因此步骤③中眼睛

观察的视界及方向应该是：从8c边往A8边方向看。

故选Co

（3）由题意可知光路图如图所示，由折射定律可得该玻璃的折射率

sin（90-4）_cos。］

sin（90-名）cos4

16.实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。

（1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为。

（2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。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）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

2.320mm；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，此时手轮上的示数如图乙所

示，为mm,求得相邻亮纹的间距Ax。已知双缝间距4=2.0x10-3,测得双缝到屏的距离£=1.000m,

求得所测单色光的波长为m（结果保留2位有效数字）。

（4）下图为上述实验装置示意图。S为单缝，Si、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏

离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来。点处的干涉条纹（“向上移动”“向下移动”“仍在。

【详解】（1）[1]需要将灯泡的发出的光变为点光源，因此为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为

透镜；

（2）⑵实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据

所以需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动;

（3）[3][4]图乙读数为

15.5mm+0.01x42.0mm=15.920mm

由相邻两亮条纹间距公式

d

得

Z°=-d-\x

L

相邻亮条纹间距

Ar=3.40mm

代入数值，可得

2=—=6.8xl0-7m

L

（4）[5]若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，光程差为零的亮纹应出现在。点上方，所以可以观察到

原来。点处的干涉条纹向上移动

17.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

灯泡透镜单缝管拨杆

毛玻璃手轮

遮光筒

测量头目镜

标尺

（1）下列说法中正确的是（)

A.滤光片应置于单缝与双缝之间

B.拨杆的作用是为了调节缝的宽度

C.保持双缝位置不变，增大单缝与双缝间距，干涉条纹变密

D.保持双缝位置不变，增大双缝与毛玻璃屏间距，干涉条纹变疏

（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，记下此时图乙中手轮

上的示数为mm。

（3）设图甲、乙中螺旋测微器的读数分别为尤/和X2。

①则两相邻亮条纹间距Ax=一（用所给物理量的符号表示）。

②已知双缝间距为d,测得双缝到屏的距离为L则所测光的波长力=—（用所给物理量的符号表示）。

（4）若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距

离变为原来的一半，则该透明介质的折射率"=

x—尤］(x-xjd

【答案】D13.867/13.868/13.869/13.870/13.871/13.872222

55L

【详解】(1)口］A."用双缝干涉测光的波长”的实验中滤光片应放在透镜和单缝之间，故A错误;

B.该实验中拔杆得作用是调节两个狭缝的间距、亮度和位置，故B错误；

C.增大单缝与双缝间距时干涉条纹的疏密不变，故C错误；

D.根据条纹间距得表达式

L,

AAx——X

d

可知增大双缝与毛玻璃屏间距，条纹间距变大，干涉条纹变疏，故D正确。

故选D。

(2)［2］图乙中手轮上的示数为

13.5mm+37.0x0.01mm=13.870mm

(3)［3］第1条亮纹到第6条亮纹之间又5个相邻的两条问，所以相邻亮条纹间距为

AAx=—%2——一%L

5

［4］根据

AL.

Ax—一A,

d

得

(x-x^d

.2-------------

(4)［5］根据双缝间距的表达式在空气中

Ax1=—

1d

在介质中

Af=-=—

f时

所以在介质中

.cL£2

AX=----=——

2nfdnd

由此可得光在空气中和绝缘透明均匀介质中

——-=n=2

AX2

所以

n=2

18.(1)细丝和单缝有相似的衍射图样，在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝

I和细丝M,在光屏上形成的衍射图样如图甲中a和b所示，已知细丝I的直径为Q605mm,现用螺旋测

微器测量细丝II的直径，如图乙所示，细丝II的直径为mm,图甲中的(填“a”或"b”)是细

丝H的衍射图样；

乙

滤光片L___________r>

白炽灯泰h中期上“―力；"一屏

~Jk///777T77/////////////////

WA平面镜

丙

（2）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入的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干

涉条纹。

①若S视为其中的一个缝，那么相当于另一个“缝”；

②小明测得单缝与镜面延长线的距离为从与光屏的距离为D,则条纹间距Ax=；

③实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射，在入射角接近90。时，反射光与入射光相比，相位

有兀的变化，即半波损失。如果把光屏移动到和平面镜接触，则接触点尸处是（选填“亮条纹”或“暗

条纹”）；

④实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离〃=Q15mm,单缝到光屏的距离。=L2m,观测到第3个亮条纹

中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm,则该单色光的波长几=m（结果保留三位有效数字）;

⑤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______（填“能”

或“不能”）观察到干涉条纹。

【答案】0.997mm/0.998mm/0.999mma

A点—

2h

暗条纹6.33X10-7不能

【详解】（1）口］根据螺旋测微器的读数方法可知，细丝II的直径为

0.5mm+49.9x0.01mm=0.999mm

⑵单缝衍射，单缝越宽，条纹间距越小，衍射效果越不明显，所以a时直径更大的细丝衍射的图样。

（2）［3］若S视为其中的一个缝，S发出的光线经过平面镜反射后的反射光线的反向延长线与S所在竖直方

向的交点A点可以视为另一个缝。

⑷由题意可知及几何知识可得，干涉条纹间距为

⑸把光屏移动到和平面镜接触后，光线经过反射后存在半波损失，故P点将为暗条纹。

⑹由上述分析可知

Ax=

2h

IWAx

/t=---------

D

由题意可知

1

*?产"1x10、

2«6.33xICT'm

⑺撤去平面镜，在单缝下方4处放置同样的另一单缝，虽然形成了双缝结构，但发出的光不是相干光了，

所以不能观察到干涉条纹。

19.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

所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。

遮光筒

支j-t—一―r阳

(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的排列顺序

应为C、、、、A；