专题08 光学实验（期末真题汇编，天津专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦高中物理光学实验专题，汇编天津多区期末真题，覆盖双缝干涉测波长和玻璃折射率两大核心实验，注重实验操作、数据处理与误差分析，适配期末复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|14题|双缝干涉（条纹间距影响因素、波长计算、装置元件）、玻璃折射率（插针法操作、误差分析、多方法计算）|结合天津期末真题，突出实验细节（如游标卡尺读数、分划板对齐），强调误差分析（如分划板方向对条纹间距测量的影响）和方法迁移（如累积法测条纹间距类似单摆周期测量）|

专题08 光学实验 2大高频考点概览 考点01 用双缝干涉测量光的波长 考点02 测量玻璃的折射率 地 城 考点01 用双缝干涉测量光的波长 1．(24-25高二下·天津和平区·期末)某同学利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。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干涉条纹。回答下列问题： (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____； A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 (2)某次测量时，选用的双缝的间距为0.02cm，测得屏与双缝间的距离为50cm，第1级亮纹中心到第5级亮纹中心距离为0.45cm，则所测单色光的波长为_____nm（结果保留3位有效数字）。 (3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值_____实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”） 2．(24-25高二下·天津第一中学·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上（如图所示）。从仪器注明的规格可知：双缝屏的缝间距为d，像屏与双缝屏间的距离为L。然后，接通电源使光源正常工作。 (1)在本实验中，要想求得单色光的波长，因为d、L是已知量，所以干涉条纹间距的测量是关键，观察下面的图像，你认为在实际操作中应选下列图中的____________（填“甲”或“乙”）图更为合适。其中白色表示亮条纹，灰色表示暗条纹。 (2)在实际操作中，通常会通过测量n个间距取平均值的方法来减小测量误差。已知实验所用的测量头使用50分度的游标卡尺。某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，总共测量了7个间距的距离，初位置游标卡尺的读数为5.36mm，末位置游标卡尺的示数如图所示，其读数为____________mm。 (3)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为__________m（保留一位有效数字）。 (4)在写实验报告时，实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初、末两个视场区，你觉得__________（填“甲”或“乙”）同学的图像存在造假现象。 3．(24-25高二下·天津第五中学·期末)某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的实验装置如图甲所示。 (1)图甲2处固定的元件是_______(填“单缝”、“双缝”或“滤光片”)。 (2)该同学正确操作后，通过测量头观察到清晰的干涉图像，接着转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准某条亮条纹的中心，手轮的示数如图乙所示，此时手轮的读数为___mm。 (3)本实验为减小误差，并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量数条亮条纹间的距离，再求出相邻亮条纹间的距离。这与下列哪些实验方法是类似的 。 A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 B．“用单摆测量重力加速度的大小”实验中单摆周期的测量 C．卡文迪许在扭秤实验中，把引力效果放大，测量引力常量 D．利用油膜法估测分子直径实验中，测一滴油酸酒精溶液的体积 (4)如图丙所示，实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为x1、x2，双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，则入射的单色光的波长λ=______________________________(用题中涉及的物理量符号表示)。 4．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中： (1)在光具座上放置的光学元件依次为：光源、滤色片、单缝、__________、遮光筒、光屏含测量头。 (2)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是（　　） A．将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片，其他条件不变，干涉现象消失 (3)在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第条亮纹，此时手轮上的示数如下左图所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如下右图所示，则此示数为__________，由此可求得相邻亮纹的间距为_________。 (4)已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，由计算式__________，求得所测红光波长为__________。 5．(24-25高二下·天津南开中学·期末)光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 (1)观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的_____现象，这个现象说明光是横波。 (2)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，将长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。 下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是_____。 A．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B．正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C．实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 (3)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”）。 6．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。    （1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________。 A．干涉条纹与双缝垂直 B．单缝和双缝应相互平行放置 C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样 D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近 （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）已知双缝间距d为2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为____m（结果保留三位有效数字）。 7．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是（　　）    A．由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大 B．图乙实验中，若只将光源由蓝色光改为绿色光，则两相邻亮条纹间距离增大 C．图丙中，若将薄片向右移动，条纹间距将变小 D．图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上光的亮度保持不变 地 城 考点02 测量玻璃的折射率 8．(24-25高二下·天津河西区·期末)如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验。 (1)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针P₄须挡住P₃及P₁、P₂的像 C．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些 D．光可能在边界b发生全反射，导致观察不到P₁、P₂的像 (2)在实验中，先在白纸上描出玻璃砖两个平行面的边界a和b，正确操作后，作出的光路图如图甲所示。为测量玻璃砖的折射率，可以采用如下三种测量方法 方法一： 如图甲所示，根据光路图用量角器测出O点的入射角和折射角，则该玻璃砖的折射率____（用和表示） 方法二： 如图乙所示，以O点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再分别过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点。则该玻璃砖的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）； 方法三： 如图丙所示，以O点为圆心作大圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的分界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M。再以O点为圆心、OM为半径作小圆。则该玻璃砖的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）； 9．(24-25高二下·天津四校联考·期末)(1)某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 ①该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是( )。 A．尽量选择质量大、体积小的摆球 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C．用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度偏大 ②实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为______mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，可测得重力加速度g=_________m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）； ③在实验中，有三位同学作出的T2−L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是( ) A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 B．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 C．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L (2)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 ①为较方便地表示出玻璃砖的折射率，可以选择用刻度尺测量下列长度中的一部分：AB的长度为x1，CD的长度为x2，AO的长度为x3，DO的长度为x4，则玻璃砖的折射率可表示为n=______； ②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 10．(24-25高二下·天津第一中学·期末)某班做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：两光学表面平行的玻璃砖、半圆形玻璃碳、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。 (1)某小组选用两光学表面平行的玻璃砖，在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为两点，如图所示。计算折射率时，用_____________（填“d”或“e”）点得到的值较小，用_____________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小。 (2)另一小组选用半圆形玻璃砖，用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。先做出分界面MN，插大头针确定入射光线，并让入射光线过圆心，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住的像，连接，确定折射光线，测量可计算出折射率。若在插大头针前不小心将玻璃砖以为圆心顺时针转过一小角度，由些测得玻璃砖的折射率将_____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学·)某同学利用激光器测定一块直角三角形玻璃砖的折射率，如图所示，在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面，然后让很细的激光平行于木板垂直于入射。 (1)因为无法用肉眼直接观察激光，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，则首先插入的针应是_______；（选填“”、“”、“”或“”） (2)用量角器量得图中，则玻璃的折射率约为_______（保留三位有效数字）； (3)该同学换用形状、大小完全相同，但材质不同的透明体重复上述步骤，他在外侧始终找不到出射光线，则可能的原因是________________________。 12．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。 （1）在插和时，应使__________。 A．只挡住的像 B．只挡住 C．同时挡住、的像 D．挡住及、的像 （2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率__________（用图中线段的字母表示）。 （3）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 13．(24-25高二下·天津西青区·期末)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 （1）设AB的长度为，AO的长度为，CD的长度为，DO的长度为，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________； （2）该同学在插大头针前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 14．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)某小组做了“测定玻璃的折射率”实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸． (1)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是___________． (2)该小组选取了操作正确的实验记录，在自纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=____________．（用图中线段的字母表示） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 光学实验 2大高频考点概览 考点01 用双缝干涉测量光的波长 考点02 测量玻璃的折射率 地 城 考点01 用双缝干涉测量光的波长 1．(24-25高二下·天津和平区·期末)某同学利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。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干涉条纹。回答下列问题： (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_____； A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 (2)某次测量时，选用的双缝的间距为0.02cm，测得屏与双缝间的距离为50cm，第1级亮纹中心到第5级亮纹中心距离为0.45cm，则所测单色光的波长为_____nm（结果保留3位有效数字）。 (3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值_____实际值。（填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】(1)B (2)450 (3)大于 【详解】（1）双缝干涉相邻两个亮条纹的中心间距公式为 若想增加目镜中的条纹数目，就要减小两条纹间距，可以通过减小屏到双缝的距离、增大双缝间距、换用更短波长的光这几种方法，故选B。 （2）根据题中所给数据，相邻两条亮条纹中心间距为 将所有数据代入公式，可求得。 （3）如图所示的方法，测得中心条纹间距不是条纹间的垂直距离，测量的数据中偏大，根据公式，所以得到的波长会偏大。 2．(24-25高二下·天津第一中学·期末)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上（如图所示）。从仪器注明的规格可知：双缝屏的缝间距为d，像屏与双缝屏间的距离为L。然后，接通电源使光源正常工作。 (1)在本实验中，要想求得单色光的波长，因为d、L是已知量，所以干涉条纹间距的测量是关键，观察下面的图像，你认为在实际操作中应选下列图中的____________（填“甲”或“乙”）图更为合适。其中白色表示亮条纹，灰色表示暗条纹。 (2)在实际操作中，通常会通过测量n个间距取平均值的方法来减小测量误差。已知实验所用的测量头使用50分度的游标卡尺。某同学在成功观察到干涉图像后，开始进行数据记录，总共测量了7个间距的距离，初位置游标卡尺的读数为5.36mm，末位置游标卡尺的示数如图所示，其读数为____________mm。 (3)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为__________m（保留一位有效数字）。 (4)在写实验报告时，实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初、末两个视场区，你觉得__________（填“甲”或“乙”）同学的图像存在造假现象。 【答案】(1)甲 (2)1.18 (3) (4)甲 【详解】（1）在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，则应选甲图更为合适。 （2）末位置游标卡尺的读数为 （3）相邻条纹间距 由，解得单色光的波长为 （4）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应移动，则甲同学的图像存在造假现象。 3．(24-25高二下·天津第五中学·期末)某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的实验装置如图甲所示。 (1)图甲2处固定的元件是_______(填“单缝”、“双缝”或“滤光片”)。 (2)该同学正确操作后，通过测量头观察到清晰的干涉图像，接着转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准某条亮条纹的中心，手轮的示数如图乙所示，此时手轮的读数为___mm。 (3)本实验为减小误差，并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量数条亮条纹间的距离，再求出相邻亮条纹间的距离。这与下列哪些实验方法是类似的 。 A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 B．“用单摆测量重力加速度的大小”实验中单摆周期的测量 C．卡文迪许在扭秤实验中，把引力效果放大，测量引力常量 D．利用油膜法估测分子直径实验中，测一滴油酸酒精溶液的体积 (4)如图丙所示，实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为x1、x2，双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，则入射的单色光的波长λ=______________________________(用题中涉及的物理量符号表示)。 【答案】(1)单缝 (2)4.650 (3)BD (4) 【详解】（1）图甲2处固定的元件是单缝。 （2）手轮的读数为 （3）A． “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量，是等效替代法，A不符合题； B．“用单摆测量重力加速度的大小”实验中单摆周期的测量，是微量积累法，B符合题意； C．卡文迪许在扭秤实验中，把引力效果放大，测量引力常量，是效果放大法，C不符合题； D．利用油膜法估测分子直径实验中，测一滴油酸酒精溶液的体积，是微量积累法，D符合题意。 故选BD。 （4）根据 ， 解得 4．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中： (1)在光具座上放置的光学元件依次为：光源、滤色片、单缝、__________、遮光筒、光屏含测量头。 (2)利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是（　　） A．将光屏移近双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽 D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片，其他条件不变，干涉现象消失 (3)在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第条亮纹，此时手轮上的示数如下左图所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如下右图所示，则此示数为__________，由此可求得相邻亮纹的间距为_________。 (4)已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，由计算式__________，求得所测红光波长为__________。 【答案】(1)双缝 (2)ABD (3) (4) 660 【详解】（1）由图可知为双缝； （2）A．将光屏移近双缝时，减小，则由可知，在其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故A正确； B．将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长变大，所以其他条件不变时，干涉条纹间距变宽，故B正确； C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变时，干涉条纹间距不变，故C错误； D．换一个两缝之间距离更大的双缝，则变大，在其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故D正确； E．去掉滤光片，其他条件不变，会形成白光的彩色干涉条纹，故E错误。 故选ABD。 （3）[1]由右图可得读数为 [2]由左图可得读数为 则相邻亮纹的间距为 （4）[1]由可得 [2]代入数据红光波长 5．(24-25高二下·天津南开中学·期末)光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。 (1)观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的_____现象，这个现象说明光是横波。 (2)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，将长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直插上、两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住、的像，插上大头针，使挡住和、的像。过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接、。测量图甲中角和角的大小，可以计算出玻璃的折射率。 下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是_____。 A．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面 B．正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段 C．实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行 D．确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面 (3)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将_____（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)偏振 (2)BC (3) 变大 不变 【详解】（1）[1]3D电影利用了光的偏振现象。荧幕上偏振方向不同的光，通过对应的偏振方向不同的左右镜片，使得进入左右眼的图像不同，进而形成立体视觉。 （2）[2] A．A项中的操作会使折射角的测量值偏大，如图所示，由折射率 导致玻璃砖折射率的测量值偏小，故A错误； B．B项中的操作折射角的测量值不变，如图所示，对玻璃砖折射率的测量值没有影响，故B正确； C．C项中的操作对玻璃砖折射率的测量值没有影响，如图所示，故C正确； D．D项中的操作可能会对玻璃砖折射率的测量值产生影响，如图所示，对于从射出的光线，若在出射点c左侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏小，若中间光线是出射光线则玻璃砖折射率的测量值准确，若在出射点c右侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏大，故D错误。 故选BC。 （3）[3][4]根据双缝干涉条纹间距 可知增大双缝到屏的距离，相邻两亮条纹间距变大；为双缝间距而不是单缝与双缝间距，所以增大单缝与双缝间距对无影响，相邻两亮条纹间距不变。 6．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。    （1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________。 A．干涉条纹与双缝垂直 B．单缝和双缝应相互平行放置 C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样 D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近 （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）已知双缝间距d为2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为____m（结果保留三位有效数字）。 【答案】 BC/CB 13.865 7.70×10﹣7 【详解】（1）[1]A．干涉条纹与双缝平行，故A错误； B．单缝和双缝应相互平行放置，故B正确； C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样，故C正确； D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距减小；根据条纹间距公式 Δxλ 可知，可以将双缝的距离d增大，或将双缝到屏的距离L减小，或换用波长更小的光做该实验；单缝向双缝靠近，不会改变条纹间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，故D错误。 故选BC。 (2)[2]螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，图乙中手轮上的示数为 x2=13.5mm+36.5×0.01mm=13.865mm (3)[3]图甲所示螺旋测微器示数为 x1=2mm+32.0×0.01mm=2.320mm 条相邻纹间距为 由 Δxλ 得，所测光的波长为 7．(24-25高二下·天津滨海新区·期末)（多选）以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是（　　）    A．由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大 B．图乙实验中，若只将光源由蓝色光改为绿色光，则两相邻亮条纹间距离增大 C．图丙中，若将薄片向右移动，条纹间距将变小 D．图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上光的亮度保持不变 【答案】BC 【详解】A．对于受迫振动，当驱动力频率等于振动系统固有频率时，振幅最大，故A错误； B．图乙中，根据 若只将光源由蓝色光改为绿色光，波长增大，则两相邻亮条纹间距离增大，故B正确； C．图丙中，当将薄片向右移动时，同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C正确； D．图丁中，当M固定不动，将N缓慢转动的过程中，M、N的透振方向变为相互垂直，此时光屏P上光的亮度最暗，故D错误。 故选BC。 地 城 考点02 测量玻璃的折射率 8．(24-25高二下·天津河西区·期末)如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验。 (1)关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针P₄须挡住P₃及P₁、P₂的像 C．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些 D．光可能在边界b发生全反射，导致观察不到P₁、P₂的像 (2)在实验中，先在白纸上描出玻璃砖两个平行面的边界a和b，正确操作后，作出的光路图如图甲所示。为测量玻璃砖的折射率，可以采用如下三种测量方法 方法一： 如图甲所示，根据光路图用量角器测出O点的入射角和折射角，则该玻璃砖的折射率____（用和表示） 方法二： 如图乙所示，以O点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再分别过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点。则该玻璃砖的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）； 方法三： 如图丙所示，以O点为圆心作大圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的分界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M。再以O点为圆心、OM为半径作小圆。则该玻璃砖的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）； 【答案】(1)BC (2) 【详解】（1）A．选择的入射角大小要适当，不能过大或过小，A错误； B．大头针P₄须挡住P₃及P₁、P₂的像，B正确； C．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些，可减小确定光线方向时产生的误差，C正确； D．因光在边界b的入射角等于在a边界的折射角，可知光不可能在边界b发生全反射，D错误。 故选BC。 （2）[1]该玻璃砖的折射率 [2]该玻璃砖的折射率 [3]该玻璃砖的折射率 9．(24-25高二下·天津四校联考·期末)(1)某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 ①该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是( )。 A．尽量选择质量大、体积小的摆球 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C．用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度偏大 ②实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为______mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，可测得重力加速度g=_________m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）； ③在实验中，有三位同学作出的T2−L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是( ) A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 B．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 C．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L (2)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 ①为较方便地表示出玻璃砖的折射率，可以选择用刻度尺测量下列长度中的一部分：AB的长度为x1，CD的长度为x2，AO的长度为x3，DO的长度为x4，则玻璃砖的折射率可表示为n=______； ②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) AD 22.6 9.87 C (2) 偏大 【详解】（1）①[1]A．尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小阻力的影响，故A正确； B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为，故B错误； C．根据 可得 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，则摆长偏大，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C错误； D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆则根据 解得 则测得的周期值偏小，根据 则导致测量的重力加速度偏大，故D正确。 故选AD。 ②[2]实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数为22mm+0.1mm×6=22.6mm； [3]小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，根据 可得 则重力加速度； ③[4]根据 可得 T2−L图像的斜率 AB．由图所示图像可知，对图线a与图线b的斜率相同，所以图线a对应的g值等于图线b对应的g值，图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故AB错误； C．如果实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次，故C正确； D．由图所示图像可知，对图线a，当L为零时，T不为零，所测摆长偏小，可能是把细线长度作为摆长L，也可能是把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故D错误。 故选C。 （2）①[1]玻璃砖的折射率可表示为 ②[2]若该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式可知，测得玻璃砖的折射率将偏大。 10．(24-25高二下·天津第一中学·期末)某班做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：两光学表面平行的玻璃砖、半圆形玻璃碳、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。 (1)某小组选用两光学表面平行的玻璃砖，在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为两点，如图所示。计算折射率时，用_____________（填“d”或“e”）点得到的值较小，用_____________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小。 (2)另一小组选用半圆形玻璃砖，用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。先做出分界面MN，插大头针确定入射光线，并让入射光线过圆心，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住的像，连接，确定折射光线，测量可计算出折射率。若在插大头针前不小心将玻璃砖以为圆心顺时针转过一小角度，由些测得玻璃砖的折射率将_____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) d e (2)偏大 【详解】（1）[1][2]连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点入射点与出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率小；对于两光学面平行的玻璃砖，ec连线与入射光线入射光线和出射光线平行，误差小。 如图所示 （2）该同学在插大头针P前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式可知，测得玻璃砖的折射偏大。 11．(24-25高二下·天津滨海新区大港第一中学·)某同学利用激光器测定一块直角三角形玻璃砖的折射率，如图所示，在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面，然后让很细的激光平行于木板垂直于入射。 (1)因为无法用肉眼直接观察激光，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，则首先插入的针应是_______；（选填“”、“”、“”或“”） (2)用量角器量得图中，则玻璃的折射率约为_______（保留三位有效数字）； (3)该同学换用形状、大小完全相同，但材质不同的透明体重复上述步骤，他在外侧始终找不到出射光线，则可能的原因是________________________。 【答案】(1) (2)1.41 (3)激光在MP面上发生全反射 【详解】（1）四根针应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P4、P3、P2、P1； （2）在MP界面，光的入射角为30°，折射角为45°，则玻璃的折射率 （3）若激光器正常发光，该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线，由于是从光密介质到光疏介质，则可能是激光在MP界面上发生了全反射。 12．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。 （1）在插和时，应使__________。 A．只挡住的像 B．只挡住 C．同时挡住、的像 D．挡住及、的像 （2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率__________（用图中线段的字母表示）。 （3）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 CD 小于 【详解】（1）[1]确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3同时挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。 故选CD。 （2）[2]如图 由几何关系可知，R为圆的半径，入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 则折射率 （3）[3]在测量过程中，放置三棱镜的位置向左发生了微小的平移（移至图丙中的虚线位置，底边仍重合），作出光路图，如图所示 入射角不变，而折射角的测量值偏大，由，可知三棱镜玻璃材料折射率的测量值小于真实值。 13．(24-25高二下·天津西青区·期末)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 （1）设AB的长度为，AO的长度为，CD的长度为，DO的长度为，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________； （2）该同学在插大头针前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】 和 偏大 【详解】（1）[1][2]由几何关系，可得 因此玻璃的折射率为 因此只需测量l1和l3即可； （2）[3]当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值 将偏大。 14．(24-25高二下·天津武清区城关中学·期末)某小组做了“测定玻璃的折射率”实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸． (1)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是___________． (2)该小组选取了操作正确的实验记录，在自纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=____________．（用图中线段的字母表示） 【答案】 B 【详解】(1)[1]因玻璃的折射率较大，故在玻璃中的折射角一定小于入射角；实验作出的入射角一定大于折射角；并且光线从玻璃中出来后，应与入射光平行 A．与分析不符，故A项不符合题意； B．与分析相符，故B项符合题意； C．与分析不符，故C项不符合题意； D．与分析不符，故D项不符合题意． (2)[2]折射率为： 其中： 解得： 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $