专题80 测量玻璃的折射率和用双缝干涉实验测量光的波长-2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训 专题80 测量玻璃的折射率和用双缝干涉实验测量光的波长 特训目标 特训内容 目标1 测量玻璃的折射率（1T—8T） 目标2 用双缝干涉实验测量光的波长（9T—16T） 【特训典例】 1、 测量玻璃的折射率 1．某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率，如图所示。实验的主要步骤如下： ①把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线； ②把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点； ③在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2； ④在坐标系的y<0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住P1和P2的像； ⑤移开玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆，如图中虚线所示，此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C。测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1，C点到x、y轴的距离分别为l2、d2。 （1）根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为n=_________。 （2）若实验中该同学在y<0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2像，其原因可能是__________。 2．图（a）是某同学用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验，图中aa′和bb′分别代表玻璃砖的两个界面。 （1）如图（a）所示，AO代表入射光线，O′B代表出射光线，则OO′代表________，玻璃的折射率可以用公式________进行计算。 （2）若实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图（b）中所示，实验中其他操作均正确，测得的折射率将_______； A．偏大         B．偏小          C．不变          D．无法确定 （3）若实验中利用图（c）所示的玻璃砖，以插针法测玻璃的折射率，如图P1、P2、P3、P4为插针位置，由于玻璃砖的两个面aa′和bb′明显不平行，那么P1P2和P3P4________（选填“平行”或“不平行”）。 （4）用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′和bb′与玻璃砖位置的关系分别如图（d）、（e）、（f）所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa′和bb′为界面画光路图，则： ①甲同学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”）； ②乙同学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”）； ③丙同学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”）。 3．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。 （1）在图甲上补画出光路以及入射角i和折射角r；______ （2）用所测物理量计算折射率的公式为n=______； （3）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当______（选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）； （4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃砖的折射率n=______。 4．某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示。 （1）在图上画出对应的光路。( ) （2）为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB为分界面，需要测量的量是___________，在图上标出它们。( ) （3）三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=___________。 （4）若在描绘三棱镜轮廓的过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图中的虚线位置，底边仍重合），若仍以AB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”）。 5．在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中，玻璃砖的边与边相互平行，边与边不平行，如图