第64讲 光学实验（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦光学核心实验，以原型-创新双维度构建实验能力体系，强化科学探究与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |测定玻璃的折射率原型实验|5题|基础操作（插针法）、数据处理（图像法）|基于折射定律n=sini/sinr，从规范操作到误差分析| |测定玻璃的折射率创新实验|5题|情境拓展（圆柱形/球形玻璃砖、液体测量）|原理迁移，结合几何关系深化折射率测量方法| |双缝干涉测波长原型实验|5题|仪器使用（游标卡尺）、条纹间距计算|围绕Δx=Lλ/d，强化基础数据读取与公式应用| |双缝干涉测波长创新实验|2题|装置变式（平面镜反射、介质环境）|拓展干涉条件，培养实验设计与误差修正能力|

第64讲 光学实验 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 测定玻璃的折射率原型实验 1 题型02 测定玻璃的折射率创新实验 6 题型03 用双缝干涉实验测量光的波长原型实验 10 题型04 用双缝干涉实验测量光的波长创新实验 15 重难·创新演练 19 真题·实战演练 26 模拟·基础演练 考查重点：测定玻璃的折射率、用双缝干涉实验测量光的波长…… ⏳题型01 测定玻璃的折射率原型实验 1．（25-26高二下·辽宁葫芦岛）在“测玻璃的折射率”实验中： (1)如图1，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是_______。 A．若不小心用手触摸了光学表面，不会影响测量 B．为减少测量误差，的连线与法线的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．界面一定要与平行，否则会有误差 (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 (3)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图2所示，从图像可知玻璃砖的折射率等于___________。 (4)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画斜了。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”）。 【答案】(1)C (2)大 (3)1.5 (4)小于 【详解】（1）A．手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”，以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏，故A错误； B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误。 C．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，和的距离应适当取大些，故C正确。 D．测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故玻璃的两个光学面不平行，对玻璃折射率的测定结果没有影响，故D错误。 故选C。 （2）如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量，宽度越大，出射光线的侧位移越大，折射角的测量越准确，故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。 （3）根据折射率定义公式有 代入数据可得玻璃砖的折射率为 （4）如图为在图中分别做出的实际光路图（图中实线）和以、为界面，以大头针留的痕迹作出实验光路图（图中虚线） 比较实际光路图的折射角与实验图的折射角关系，可知折射角测量值偏大，则折射率小于真实值。 2．（25-26高三·黑龙江辽宁·二轮复习）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置； b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； c.用刻度尺测量PM和OM的长度和，测得； d.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图所示。利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=_______；由测得的数据可得折射率n为_______（结果保留3位有效数字）。 【答案】 1.51 【详解】【小题1】[1]折射率 [2]代入数据得 3．（24-25高一下·吉林长春）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aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bb'于O'， 过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=___________； (3)该同学想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，在图丙中右边的插针应该是（　　） A．P3、P6 B．P3、P8 C．P5、P6 D．P7、P8 (4)另一位同学准确地画好玻璃砖的界面aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了少许，但他没有察觉，继续进行了后续的其他实验操作，且均正确，则折射率的测量值___________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)BD (2) (3)C (4)等于 【详解】（1）光沿直线传播，两点确定一条直线，让P3同时挡住P1、P2的像，保证入射光线是唯一的且过P1、P2，同理使P4挡住P3和P1、P2的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过P3、P4，最后使四个点在同一条光线的传播路径上，故AC错误，BD正确。 故选BD。 （2）[1]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，故 （3）光路图如图所示 根据光路图可知，经过P1、P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6。 故选C。 （4）[1]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aa'的距离等于N点到bb'的距离，所以四边形PMNQ为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。 4．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨）如图甲所示，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，O为直线AO与的交点，在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有（多选）_________________。 A．插上大头针，使挡住的像和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使挡住和、的像 D．插上大头针，使仅挡住 (2)如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画斜了。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”）。 (3)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，对实验中的一些具体问题，下列说法中错误的是（多选）________。 A．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 B．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C．不论光以什么角度从平行玻璃砖界面射入，经一次折射后达到玻璃砖界面都能射出 D．为减少测量误差，和的连线与法线的夹角应尽量小些 【答案】(1)AC (2)小于 (3)BD 【详解】（1）AB．在“测定玻璃的折射率”实验中，确定光路的方法是利用插针法。在玻璃砖的另一侧观察，插上大头针，使挡住的像和的像，这样就在折射光线的延长线上，故A正确，B错误； CD．接着插上大头针，使挡住和、的像，这样、就在出射光线上，从而确定了出射光线，故C正确，D错误。 故选AC。 （2）如图乙所示 根据图示可知，在上边界处，折射光线与法线的夹角，即折射角比实际折射角偏大。根据折射率公式，入射角不变，折射角偏大，导致偏大，所以折射率的测量值小于准确值。 （3）A．为了减小确定光线方向的误差，大头针和的距离应适当取大些，这样连线确定的入射光线方向更准确，故A正确； B．光从空气射入玻璃砖，是从光疏介质进入光密介质，无论入射角多大，都不会发生全反射，光都能进入玻璃砖，故B错误； C．光线射到玻璃砖下表面时，入射角等于上表面的折射角。根据光路可逆原理，光线在上表面能折射进入，在下表面就一定能折射射出，不会发生全反射，故C正确； D．入射角如果太小，折射角也太小，测量角度时的相对误差较大，为了减小测量误差，入射角应适当大一些，而不是尽量小，故D错误。 本题选错误的，故选BD。 5．（25-26高二下·黑龙江佳木斯）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，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aa' 和bb'，O为直线AO与aa' 的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bb'于O'，连接OO'，过O'作垂直于aa' 的直线NN'，测图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n =_______。 (3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，P1和P2的距离应适当取大些 C．如果在界面aa' 光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 D．不论光以什么角度从aa' 射入，经一次折射后达到界面bb' 都能射出 (4)在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直，出现如图所示的倾斜；则测得的折射率比真实值________（填偏大、偏小、等于） 【答案】(1)BD (2) (3)BD (4)偏小 【详解】（1）AB．确定大头针的位置的方法是插上大头针P3，使挡住P1、P2的像，故A错误，B正确； CD．确定大头针的位置的方法是插上大头针P4，使挡住P1和P2、P3的像，故C错误，D正确。 故选BD。 （2）根据折射定律得，玻璃砖的折射率为 （3）A．入射角过小会使得角度测量的相对误差大；入射角过大会造成反射光强折射光弱以及色散现象，带来测量的误差偏大。所以入射角要适当大一些（建议在30°~60°之间），故A错误； B．为了减小作图误差，P1和P2的距离应适当取大些，故B正确； C．光从空气进入玻璃，是从光疏介质进入光密介质，不能发生全反射，在界面光的入射角大于临界角，光依然会进入玻璃砖，故C错误； D．如图所示 根据折射定律 因为，所以 不论光以什么角度射入，入射角都小于临界角，都不会发生全反射，所以光经一次折射后达到界面都能射出，故D正确； 故选BD。 （4）设真实的入射角为，折射角为，真实折射率。 当法线画得与界面不垂直时，我们误将倾斜的线当作法线，导致：测得的入射角比真实入射角偏大，测得的折射角比真实折射角偏大，且的增大幅度比更明显，此时测得的折射率，由于相对增加得更多，因此，测得的折射率比真实值偏小。 ⏳题型02 测定玻璃的折射率创新实验 6．（25-26高二下·山东青岛）水对特定光的折射率主要由其矿物质含量（溶质浓度）决定。为筹备校运会，团队采购了一批矿泉水，小聪和小明分别想到了用双缝干涉装置测定这种矿泉水折射率的不同方法。两位同学先用图甲所示装置在空气环境中进行了实验。 (1)在空气中实验时，若仅增大双缝间距，其他条件不变，光屏上相邻亮条纹的间距将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)小聪设想：将整套实验装置浸没在矿泉水中再次实验，其余条件不变。若测得浸没在矿泉水中前、后光屏上相邻两条亮条纹的间距分别为x1、x2，则这种矿泉水的折射率n1=__________。 (3)小明设想：如图乙所示，在狭缝S2前放置一个充满矿泉水的特制透明容器（不计器壁对光的影响），其余条件不变。若观察到中央零级亮纹偏移至原来第5级亮纹的位置，已知特制容器的宽度为15λ，则这种矿泉水的折射率n2=_________。（计算结果保留两位有效数字） 【答案】(1)变小 (2) (3)1.3 【详解】（1）双缝干涉相邻亮条纹间距公式为 其中d为双缝间距。相邻亮条纹间距与d成反比，若仅增大双缝间距d，其余条件不变，则相邻亮条纹的间距将变小。 （2）空气中光的波长为，相邻两条亮条纹的间距 光在折射率为的矿泉水中，波长变为 相邻两条亮条纹的间距 可得矿泉水折射率 （3）中央零级亮纹要求光程差为0。加入宽度的矿泉水容器后，经过的光，在矿泉水中的光程为，在空气中的光程为，光程增加了 现在零级偏移至原第5级亮纹位置，说明增加的光程恰好等于5个波长，即 解得 7．（2026·全国·一模）某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。 (1)用10分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=________cm。 (2)激光束射到底面上的A点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，则激光束在A点处折射角的正弦值为________。（结果用分数表示） (3)如图乙所示，过E点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE的长度，通过计算得到入射角的正弦值为0.6，则圆柱体的折射率为________。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1)6.00 (2) (3)1.8 【详解】（1）直径 （2）过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，根据几何关系可知，折射角的正弦值 （3）根据折射定律 解得n=1.8 8．（25-26高二下·福建福州）小凯同学家有一个摆件上挂着一个球形透明物，为了弄清这个球形物体的材质是什么，小凯设计了一个实验来测定该球体的折射率。 (1)小凯同学先用游标卡尺测量球体的直径D，测量结果如图甲所示，球体直径_______ cm； (2)图乙是小凯同学设计的实验原理图，他将该球体固定在水平桌面上，找来一支激光笔，射出一束沿水平方向的红色激光照在球体上，调整水平激光的高度，当看到光线在进出球体时没有发生偏折时，说明激光通过了球体的球心（如图中MN），在球体上光线出射的位置做一个记号（图中P点）。将激光笔竖直向上移动，保持入射光线水平，当光线经球体发生折射后恰好能从P点射出时，将激光笔固定，测量得到该过程中光线向上移动的距离为。根据所测数据可求得球体的折射率为________（，计算结果保留两位有效数字）； (3)若实际操作中，光线经球体折射后，从球体出射时的位置相对P点向上偏了一点，小凯仍按照（2）中原理计算折射率，实验结果将___________（填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。 【答案】(1)5.00 (2)1.8 (3)偏大 【详解】（1）图甲可知，该游标卡尺精度为0.1mm，则球体直径 （2）如图所示 设光线由A点射入，入射角为，折射角为，几何关系可知， 因为， 折射率 （3）若实际操作中，小凯最终调到的水平光线从球体内出射时的位置相对P点向上偏了一点，则会造成d偏小，即AP偏大，n的测量值偏大 9．（2026·浙江宁波·二模）一块高度为2 cm圆柱形透明玻璃砖内有一粒直径很小的不透明球状杂质，小明设计了如下实验测量该杂质与玻璃砖中心轴线的距离。 （1）用游标卡尺测量该玻璃砖的直径，如图甲所示，___________cm。 （2）在水平桌面上固定一张白纸，如图乙所示，以为圆心作出直径为的内圆（实线圆）和另一个外圆（虚线辅助圆），过点作相互垂直的直线和（与内圆交点为、、、）。 （3）在直线与外圆交点上分别竖直插两枚大头针和。将该玻璃砖置于纸上并与内圆重合，使玻璃砖绕其中轴线旋转（保持其始终与内圆重合），并在右侧沿平行纸面方向观察，直至恰好完全遮挡住杂质的像和的像，此后固定玻璃砖。 （4）在外圆弧线上适当的位置竖直插一枚大头针，再在适当位置竖直插一枚大头针，使得沿平行纸面方向观察时完全遮挡住和杂质的像。 （5）记下四枚大头针的位置并撤掉玻璃砖，作直线与内圆交于点，作出直线，用量角器测量出图中夹角和，若该玻璃砖的折射率为，，，则该杂质与玻璃砖中轴线的距离___________（用直径符号表示）。 【答案】 5.000 【详解】[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 [2]根据题意可知，杂质应位于f点，如图所示 根据折射定律可得 解得 所以该杂质与玻璃砖中轴线的距离 10．（2026·山东青岛·三模）某实验兴趣小组用两块玻璃板、垫片和CCD器件测量光的波长及介质折射率。在玻璃板上端放置垫片，下端紧靠在一起，构成一个“V”形槽，并将“V”形槽前后两侧密封，其截面图如图所示，截面两边夹角很小且边长相等，实验步骤如下： A．用刻度尺测量两玻璃板交点到上端的距离； B．用螺旋测微器测量垫片的厚度； C．将槽固定，使右侧玻璃板竖直，让一束平行激光水平入射，在入射侧利用CCD器件采集条纹图像，利用数字图像处理技术获得相邻两亮条纹间的距离为； D．将未知液体注入槽内，使其充满容器，再次测量相邻两亮条纹间的距离为。 请回答以下问题： (1)实验所用激光的波长为________（用实验测得数据符号表示）； (2)未知液体的折射率为________（用实验测得数据符号表示）； (3)注入液体后，观察相邻两亮条纹间距________（选填“变大”“变小”或“不变”），要使条纹间距便于测量，可采取的措施是________。 【答案】(1) (2) (3) 变小 减小垫片的厚度 【详解】（1）设“V”形槽的夹角为，由几何关系可得 相邻亮条纹对应厚度差满足关系 由几何关系可得 联立解得 （2）注入液体后，相邻亮条纹对应厚度差满足关系 由几何关系可得 联立解得 将代入上式，解得 （3）[1]注入液体后，由，可知 即相邻亮条纹间距变小。 [2]相邻两亮条纹间距 其中、、均为定值，要增大条纹间距便于测量，可减小垫片的厚度。 ⏳题型03 用双缝干涉实验测量光的波长原型实验 11．（25-26高二上·江苏苏州）某物理兴趣小组在用如图所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中，通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。 (1)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图（a）所示，分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图（b）所示（箭头处对齐），则其示数为___________；在B位置时游标卡尺如图（c）所示（箭头处对齐），则其示数为___________。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（此空保留两位有效数字）。 (2)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（d）所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时，测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】(1) 111.15 115.45 (2)大于 【详解】（1）[1]游标卡尺的精确度为0.05mm，图（b）的读数为 [2]图（c）的读数为 [3] 相邻条纹间距为 根据 可得该光的波长为 （2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值 故可知测量值大于实际值；由可知波长的测量值大于其实际值。 12．（25-26高三上·内蒙古赤峰）“祖冲之”研究小组利用图示装置测量某种单色光的波长。 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可______。 A．将单缝远离双缝 B．使用间距更小的双缝 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 (2)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离为，则单色光的波长______。 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.400mm，测得屏与双缝间的距离为1.40m，第1条亮条纹到第4条亮条纹之间的距离为7.66mm，则所测单色光的波长为______nm（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)D (2) (3) 【详解】（1）相邻两条亮（暗）条纹的中心间距，要增加观察到的条纹数，即减小，需增大或减小，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝。 A．由上述分析可知，将单缝远离双缝对条纹间距没有影响，A错误； B．由上述分析可知，使用间距更小的双缝，d减小，增大，条纹个数减少，B错误； C．由上述分析可知，将屏向远离双缝的方向移动，L增大，增大，条纹个数减少，C错误； D．由上述分析可知，使用间距更大的双缝，d增大，减小，条纹个数增加，D正确。 故选D。 （2）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离为，相邻条纹间距为，解得。 （3）第1条亮条纹到第4条亮条纹之间的距离为7.66mm，则相邻条纹间距为 故所测单色光的波长 解得 13．（25-26高二上·广东惠州）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 (1)M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和________。 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，________mm。 (3)若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长为________。（用x1、x2、l和d表示） (4)某同学观察到如图所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出干涉条纹的间距，则波长的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 【答案】(1)双缝 (2)9.764 (3) (4)大于 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 （2）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知 （3）根据条纹间距公式 因为 联立解得波长 （4）在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大，故波长的测量值偏大，即波长的测量值大于真实值。 14．（2025高三·内蒙古）某实验小组的同学利用如图1所示的装置测量某光的波长。 (1)对下列操作以及实验装置的理解，下列说法正确的是______。 A．去掉单缝，在光屏上仍能得到干涉条纹 B．滤光片只能放在光源和凸透镜之间 C．为了减小测量误差，应测量多条亮纹中心间的距离 (2)在某次操作时，分划板的中心线与第一条亮纹对齐时，其刻度如图2所示，该读数为______mm；当分划板的中心线与第四条亮纹对齐时，其读数为7.870mm。 (3)若双缝到光屏的距离为，双缝之间的距离为，由以上可求得该光的波长为______（结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)C (2)2.191/2.192/2.193 (3) 【详解】（1）A．单缝的作用是使到达双缝处的光是相干光，若只去掉单缝，将看不到条纹，故A错误； B．为了在单缝处得到单色光，滤光片应放在光源和单缝之间，故B错误； C．为了减小测量误差，最好用测量头测出多条亮纹中心间的距离，然后求出相邻两条亮纹间距，故C正确。 故选C。 （2）由螺旋测微器的读数规则可知，该刻度值为。也可读为2.191mm或2.193mm。 （3）相邻两亮条纹的中心间距为 由公式得，代入数据解得。 15．（2026·青海西宁·二模）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距，毛玻璃屏与双缝间的距离，滤光片为红色滤光片，接通电源使光源正常工作。 (1)正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为________（填正确答案标号）。 A．双缝、单缝 B．单缝、双缝 (2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20个等分刻度，该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图丙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示，则读数为________mm，实验所用红光的波长________nm（结果保留三位有效数字）。 (3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，则条纹间的距离将________（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2) 15.05 693 (3)变小 【详解】（1）正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为单缝、双缝，故选B； （2）[1][2]游标卡尺读数=15mm+0.05mm×1=15.05mm，所以条纹间距离 由可知。 （3）绿光的波长小于红光的波长，所以实验中若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，根据可知，条纹间的距离将变小。 ⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长创新实验 16．在2026年5月20日“世界计量日”来临之际，某研究团队举办了一场主题为“光：从波动本性到精密测量”的探究活动。该团队利用激光分别开展了两项实验： 实验Ⅰ：用图1甲的装置研究光的干涉现象。某次实验用绿色激光照射缝屏上的双缝，在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。图1乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： （1）若双缝竖直，则光屏上出现一系列__（填“水平”或“竖直”）的明暗相间的条纹； （2）不改变光的种类，增大激光器的发射功率，光照强度分布图发生的变化是__ A．光照强度的峰值变大       B．相邻光照强度峰值处水平间距变小 （3）若改用功率相同的红色激光照射，光屏上条纹间距____（选填“变大”“不变”或“变小”）。 实验Ⅱ：“为了测量某星球的质量”，该团队利用激光完成如图所示的实验。 （1）图2甲为扭称装置测量引力常量，为测量石英丝极微小的扭转角，能实现“微小量放大”的措施是____； A．增大石英丝的直径 B．减小T形架横梁的长度 C．利用波长更大的激光照射 D．增大刻度尺与平面镜的距离 （2）如图2甲，四颗相同的均匀铅球质量为、半径为，其中两球固定在倒悬的T形架横杆两端，两球分别在两球旁，稳定时A、B两球表面的最近距离为，两球间的万有引力大小为，则引力常量____；（用题中所给物理量符号表示） （3）在该星球上用如图2乙所示装置做如下实验：小球摆到悬点O正下方时悬线被P点炽热电热丝瞬间烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。用频闪数码相机在有坐标纸的背景屏前拍下小球的多张照片，照片合成后如图2丙所示，、、、为连续四次拍下的小球位置。 ①已知频闪数码相机连续拍照的时间间隔，照片中坐标为物体运动的实际距离，则该星球表面的重力加速度大小____；（保留两位有效数字） ②测定引力常量、星球表面重力加速度后，为了测量该星球质量，还需要测量该星球的__（填物理量名称及符号），则星球的质量表达式是__。 【答案】Ⅰ： 竖直 A 变大 Ⅱ： D 8.0 【详解】Ⅰ：[1]双缝干涉中，干涉条纹与双缝方向平行，双缝竖直，因此条纹为竖直方向。 [2]A．增大发射功率，单位时间出射光子数增加，总光照强度升高，因此光照强度峰值变大，故A正确； B．光的波长、双缝间距、双缝到光屏距离都不变，由条纹间距公式，相邻峰值间距不变，故B错误。 故选A。 [3]红光波长大于绿光波长，由可知，若改用功率相同的红色激光照射，光屏上条纹间距变大。 Ⅱ：[1]A．当增大石英丝的直径时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，故A错误； B．当减小T形架横梁的长度时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，故B错误； C．激光的波长与几何放大原理无关，不会改变光点的位移大小，无法实现“微小量放大”，故C错误； D．刻度尺上光斑的偏移量随刻度尺到平面镜的距离增大而增大，增大刻度尺与平面镜的距离，放大效果更明显，故D正确。 故选D。 [2]两球间的万有引力大小为 整理得 [3]平抛运动在竖直方向为匀加速运动，满足 由图2丙可得相邻相等时间内竖直位移差 代入，解得 [4][5]星球表面重力等于万有引力，即 整理得 因此还需要测量星球的半径。 17．（25-26高二下·重庆）某小组利用平面镜进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L，到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为，第七条亮条纹如图丙所示读数记为=_____________mm，该单色光的波长λ=_____________（用a，L，和表示）。 (2)如图甲，某同学做实验时，平面镜意外沿纸面向下平移了一小段。与未发生平移时相比，干涉条纹间距将_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”） (3)若改用激光器进行双缝干涉实验，在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片相比_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”） (4)如图甲，若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为_____________（用L、a、b和c表示） 【答案】(1) 13.870 (2)变小 (3)不变 (4) 【详解】（1）[1]由图丙可知 [2]相邻亮条纹中心间距为 由题意可知，等效的双缝间距为，又因为 联立解得 （2）光源S到平面镜中虚像的间距看成双缝的间距d，平面镜意外沿纸面向下平移了一小段，则d变大，根据可知，干涉条纹间距将变小。 （3）激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，不影响光的波长，则测得的干涉条纹间距与不加偏振片相比不变。 （4）画出光路图 根据几何关系，打到最上面的点A到P点距离设为，则 打到最下面的点B到P点距离设为，则 出现干涉条纹区域的竖直长度为 重难·创新演练 设题创新:结合生活实际(T2 );新角度考查研究方法(T1); 1．（2026·山东济南·三模）某同学利用如图所示装置来测量水对激光的折射率。将圆柱形的薄壁玻璃杯放在铁架台上，杯中有适量的水，将激光笔固定在铁架台上，并保持激光照射到水面的入射角不变，在玻璃杯侧壁标记水面的位置为，激光光点的位置为。再向杯内加入少量的水，记录此时水面与点之间的距离为，激光光点与点之间的距离为，继续多次向杯内加水，激光光点始终在侧壁上，记录多组和的值，做出图像，该图像为过原点的直线，求出图像的斜率为。请回答下列问题： (1)向杯中加水后的激光光点在点的________（选填“上方”或“下方”）； (2)若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，则应适当________（选填“增大”或“减小”）入射角； (3)已测得，则水对激光的折射率________（用表示）。 【答案】(1)下方 (2)增大 (3) 【详解】（1）加水前后的光路图如图所示 其中，光线1为加水前的折射光线，光线2为加水后的折射光线，由图可知，向杯中加水后的激光光点在点的下方。 （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，是由于光线在点的入射角过大（大于等于临界角）而发生了全反射，所以应减小光线在点的入射角，即增大角。 （3）设折射角为，加水前，到入射点的距离为，间的距离为，如（1）中光路图所示，由几何关系可知 加水后 整理可得 所以图线的斜率为 又因为 解得 即 根据折射定律可得 解得 2．（2026·山东东营·二模）含糖饮料过量摄入会影响身体的健康，我们可以通过劈尖干涉测量折射率的方法来测量饮料中蔗糖的浓度。如图甲，用平行的红色光垂直照射玻璃板，用光学显微镜从上方观察。劈尖之间未滴入溶液时（可视为真空），测得条纹间距为0.280mm。 (1)在两玻璃片之间滴入蔗糖溶液，将读数显微镜视场准星与第1条亮纹中心对齐，读出示数为15.120mm；然后同向转动显微镜视场，使视场准星与第5条亮纹中心对齐，此时示数如图乙所示，该示数为_____mm，进而得出蔗糖折射率为_____。 (2)蔗糖浓度和溶液折射率的关系如图丙，则所测量蔗糖溶液的浓度为_____。 (3)某次测量时，一同学将读数显微镜视场准星与第1条亮纹左边界对齐，同方向转动后又与第5条亮纹右边界对齐，则他所测量的蔗糖溶液浓度_____（选填“偏高”还是“偏低”）。 【答案】(1) 15.920 1.40 (2) (3)偏低 【详解】（1）[1][2]由图乙可得，该读数为 劈尖干涉相邻亮纹间距公式，真空时， 滴入溶液后折射率为，则 因此 第1条到第5条亮纹间有个间隔，故 代入解得 （2）由图丙可知，折射率对应蔗糖浓度为。 （3）该同学对齐第1条左边界、第5条右边界，测得的间距差比真实值偏大，因此计算得到的测偏大，根据 所以测得的偏小，结合图丙，折射率越小对应浓度越低，因此测量的蔗糖浓度偏低。 3．（25-26高二下·重庆九龙坡）某实验小组用如图所示的装置来研究光的折射规律和测量介质的折射率。 (1)如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖直放置，把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，O是圆心，让光从O点斜射入玻璃砖。保持入射点O不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的入射角和折射角的大小，发现折射角始终______（填“小于”或“大于”）入射角，根据图甲所测的、，写出玻璃砖折射率的表达式＝______； (2)如图乙所示，把一个光具盘（圆弧刻度未标出）的一半竖直放置在水中，AB是竖直直径，CD是贴着水面的水平直径，O是圆心，让一束光在水槽内从O点射出水面进入空气，光线经过光具盘上的M、N两点，测出M、N两点到AB的距离分别为。根据所测的距离，写出水折射率的表达式＝______。 【答案】(1) 小于 (2) 【详解】（1）[1] 光从空气斜射入玻璃砖时，空气是光疏介质，玻璃是光密介质，根据折射规律，折射角小于入射角。 [2] 由图甲可知，入射角为，折射角为，根据折射定律 可知，玻璃砖的折射率 （2）光从水中射入空气，法线为竖直直径。设光具盘半径为，入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角。由几何关系可知， 根据折射定律 解得水的折射率 4．（2025·吉林长春·模拟预测）某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系Oxy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示： ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上y<0的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 根据以上步骤，回答下列问题： (1)测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图（a）所示，则d=________cm； (2)若测得PQ线段的长度L=2.00cm，计算可得玻璃砖的折射率为n=________。（结果保留3位有效数字） 【答案】(1)6.43 (2)1.61 【详解】（1）由图（a）可知，玻璃砖的直径为 （2）当恰好发生全反射时，有 折射率 5．（2026·陕西西安·模拟预测）图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置，由一端有转轴的主支架和两根与主支架垂直的分支架1和2组成，分支架1上沿其轴线方向固定一支激光笔，一直角扇形量角盘固定在主支架和分支架1之间，交点处用细线悬挂一重锤，分支架2上放置装有待测液体的透明容器，整个装置可绕转轴在竖直面内转动。 (1)打开激光笔开关，让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路，缓慢转动装置，为了使透射出液面的光线消失，主支架绕转轴的转动方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）； (2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ，则该待测液体的折射率的表达式为________，越靠近激光笔，标注的折射率值________（填“越大”“不变”或“越小”）； (3)若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角________（填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】(1)顺时针 (2) 越大 (3)不变 【详解】（1）激光笔固定在分支架1上，缓慢转动装置，要使光线在液面的入射角逐渐增大至全反射的临界角，需将主支架顺时针转动，即θ减小，光线在液面处的入射角增大，则折射角增大； （2）[1]当光线恰好发生全反射时，如图所示 根据几何关系可知全反射的临界角为 所以 [2]越靠近激光笔，则θ越大，cosθ越小，则标注的折射率值越大； （3）由于激光垂直容器壁射入液体，可知激光在容器中传播方向不变，若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角仍等于90°-θ，即入射角不变。 真题·实战演练 高频考点：平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三角玻璃砖等测量折射率，双缝干涉实验测波长 1．（2023·广东·高考真题）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界 （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示    ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为________。测得为    （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式________ ；由测得的数据可得折射率为________（结果保留3位有效数字） （4）相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角________。 【答案】 2.25 1.51 稍小一些 【详解】（2）③[1]刻度尺的最小分度为0.1cm，由图可知，为2.25cm； （3）[2][3]玻璃砖折射率的表达式 带入数据可知 （4）[4]相对误差的计算式为，为了减小测量的相对误差，实验中要尽量稍大一些，即激光在点入射时应尽量使入射角稍小一些。 2．（2024·湖北·高考真题）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： ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线和，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴，并使其圆心位于O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CO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M。 ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。 ④分别过M、P作BB'的垂线、，、是垂足，并用米尺分别测量、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。根据这些数据作出图像，如图（b）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O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据图像，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”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)1.57 (3)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，根据几何关系可得入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 折射率 可知图像斜率大小等于折射率，即 （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．（2024·河北·高考真题）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为____________（填“红光”或“绿光”）。 【答案】绿光 【详解】根据，可得 由图表带入数据可知 故 则 已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1是绿光。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第64讲 光学实验 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 测定玻璃的折射率原型实验 1 题型02 测定玻璃的折射率创新实验 5 题型03 用双缝干涉实验测量光的波长原型实验 8 题型04 用双缝干涉实验测量光的波长创新实验 11 重难·创新演练 12 真题·实战演练 15 模拟·基础演练 考查重点：测定玻璃的折射率、用双缝干涉实验测量光的波长…… ⏳题型01 测定玻璃的折射率原型实验 1．（25-26高二下·辽宁葫芦岛）在“测玻璃的折射率”实验中： (1)如图1，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是_______。 A．若不小心用手触摸了光学表面，不会影响测量 B．为减少测量误差，的连线与法线的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．界面一定要与平行，否则会有误差 (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 (3)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图2所示，从图像可知玻璃砖的折射率等于___________。 (4)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画斜了。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”）。 2．（25-26高三·黑龙江辽宁·二轮复习）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置； b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界； c.用刻度尺测量PM和OM的长度和，测得； d.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图所示。利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=_______；由测得的数据可得折射率n为_______（结果保留3位有效数字）。 3．（24-25高一下·吉林长春）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aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bb'于O'， 过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=___________； (3)该同学想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，在图丙中右边的插针应该是（　　） A．P3、P6 B．P3、P8 C．P5、P6 D．P7、P8 (4)另一位同学准确地画好玻璃砖的界面aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了少许，但他没有察觉，继续进行了后续的其他实验操作，且均正确，则折射率的测量值___________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 4．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨）如图甲所示，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，O为直线AO与的交点，在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有（多选）_________________。 A．插上大头针，使挡住的像和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使挡住和、的像 D．插上大头针，使仅挡住 (2)如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画斜了。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”）。 (3)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，对实验中的一些具体问题，下列说法中错误的是（多选）________。 A．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 B．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C．不论光以什么角度从平行玻璃砖界面射入，经一次折射后达到玻璃砖界面都能射出 D．为减少测量误差，和的连线与法线的夹角应尽量小些 5．（25-26高二下·黑龙江佳木斯）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，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aa' 和bb'，O为直线AO与aa' 的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bb'于O'，连接OO'，过O'作垂直于aa' 的直线NN'，测图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n =_______。 (3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，P1和P2的距离应适当取大些 C．如果在界面aa' 光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 D．不论光以什么角度从aa' 射入，经一次折射后达到界面bb' 都能射出 (4)在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直，出现如图所示的倾斜；则测得的折射率比真实值________（填偏大、偏小、等于） ⏳题型02 测定玻璃的折射率创新实验 6．（25-26高二下·山东青岛）水对特定光的折射率主要由其矿物质含量（溶质浓度）决定。为筹备校运会，团队采购了一批矿泉水，小聪和小明分别想到了用双缝干涉装置测定这种矿泉水折射率的不同方法。两位同学先用图甲所示装置在空气环境中进行了实验。 (1)在空气中实验时，若仅增大双缝间距，其他条件不变，光屏上相邻亮条纹的间距将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (2)小聪设想：将整套实验装置浸没在矿泉水中再次实验，其余条件不变。若测得浸没在矿泉水中前、后光屏上相邻两条亮条纹的间距分别为x1、x2，则这种矿泉水的折射率n1=__________。 (3)小明设想：如图乙所示，在狭缝S2前放置一个充满矿泉水的特制透明容器（不计器壁对光的影响），其余条件不变。若观察到中央零级亮纹偏移至原来第5级亮纹的位置，已知特制容器的宽度为15λ，则这种矿泉水的折射率n2=_________。（计算结果保留两位有效数字） 7．（2026·全国·一模）某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。 (1)用10分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=________cm。 (2)激光束射到底面上的A点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，则激光束在A点处折射角的正弦值为________。（结果用分数表示） (3)如图乙所示，过E点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE的长度，通过计算得到入射角的正弦值为0.6，则圆柱体的折射率为________。（结果保留两位有效数字） 8．（25-26高二下·福建福州）小凯同学家有一个摆件上挂着一个球形透明物，为了弄清这个球形物体的材质是什么，小凯设计了一个实验来测定该球体的折射率。 (1)小凯同学先用游标卡尺测量球体的直径D，测量结果如图甲所示，球体直径_______ cm； (2)图乙是小凯同学设计的实验原理图，他将该球体固定在水平桌面上，找来一支激光笔，射出一束沿水平方向的红色激光照在球体上，调整水平激光的高度，当看到光线在进出球体时没有发生偏折时，说明激光通过了球体的球心（如图中MN），在球体上光线出射的位置做一个记号（图中P点）。将激光笔竖直向上移动，保持入射光线水平，当光线经球体发生折射后恰好能从P点射出时，将激光笔固定，测量得到该过程中光线向上移动的距离为。根据所测数据可求得球体的折射率为________（，计算结果保留两位有效数字）； (3)若实际操作中，光线经球体折射后，从球体出射时的位置相对P点向上偏了一点，小凯仍按照（2）中原理计算折射率，实验结果将___________（填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。 9．（2026·浙江宁波·二模）一块高度为2 cm圆柱形透明玻璃砖内有一粒直径很小的不透明球状杂质，小明设计了如下实验测量该杂质与玻璃砖中心轴线的距离。 （1）用游标卡尺测量该玻璃砖的直径，如图甲所示，___________cm。 （2）在水平桌面上固定一张白纸，如图乙所示，以为圆心作出直径为的内圆（实线圆）和另一个外圆（虚线辅助圆），过点作相互垂直的直线和（与内圆交点为、、、）。 （3）在直线与外圆交点上分别竖直插两枚大头针和。将该玻璃砖置于纸上并与内圆重合，使玻璃砖绕其中轴线旋转（保持其始终与内圆重合），并在右侧沿平行纸面方向观察，直至恰好完全遮挡住杂质的像和的像，此后固定玻璃砖。 （4）在外圆弧线上适当的位置竖直插一枚大头针，再在适当位置竖直插一枚大头针，使得沿平行纸面方向观察时完全遮挡住和杂质的像。 （5）记下四枚大头针的位置并撤掉玻璃砖，作直线与内圆交于点，作出直线，用量角器测量出图中夹角和，若该玻璃砖的折射率为，，，则该杂质与玻璃砖中轴线的距离___________（用直径符号表示）。 10．（2026·山东青岛·三模）某实验兴趣小组用两块玻璃板、垫片和CCD器件测量光的波长及介质折射率。在玻璃板上端放置垫片，下端紧靠在一起，构成一个“V”形槽，并将“V”形槽前后两侧密封，其截面图如图所示，截面两边夹角很小且边长相等，实验步骤如下： A．用刻度尺测量两玻璃板交点到上端的距离； B．用螺旋测微器测量垫片的厚度； C．将槽固定，使右侧玻璃板竖直，让一束平行激光水平入射，在入射侧利用CCD器件采集条纹图像，利用数字图像处理技术获得相邻两亮条纹间的距离为； D．将未知液体注入槽内，使其充满容器，再次测量相邻两亮条纹间的距离为。 请回答以下问题： (1)实验所用激光的波长为________（用实验测得数据符号表示）； (2)未知液体的折射率为________（用实验测得数据符号表示）； (3)注入液体后，观察相邻两亮条纹间距________（选填“变大”“变小”或“不变”），要使条纹间距便于测量，可采取的措施是________。 ⏳题型03 用双缝干涉实验测量光的波长原型实验 11．（25-26高二上·江苏苏州）某物理兴趣小组在用如图所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中，通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。 (1)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图（a）所示，分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图（b）所示（箭头处对齐），则其示数为___________；在B位置时游标卡尺如图（c）所示（箭头处对齐），则其示数为___________。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（此空保留两位有效数字）。 (2)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（d）所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距时，测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 12．（25-26高三上·内蒙古赤峰）“祖冲之”研究小组利用图示装置测量某种单色光的波长。 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可______。 A．将单缝远离双缝 B．使用间距更小的双缝 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 (2)若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离为，则单色光的波长______。 (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.400mm，测得屏与双缝间的距离为1.40m，第1条亮条纹到第4条亮条纹之间的距离为7.66mm，则所测单色光的波长为______nm（结果保留三位有效数字）。 13．（25-26高二上·广东惠州）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 (1)M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和________。 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，________mm。 (3)若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长为________。（用x1、x2、l和d表示） (4)某同学观察到如图所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出干涉条纹的间距，则波长的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 14．（2025高三·内蒙古）某实验小组的同学利用如图1所示的装置测量某光的波长。 (1)对下列操作以及实验装置的理解，下列说法正确的是______。 A．去掉单缝，在光屏上仍能得到干涉条纹 B．滤光片只能放在光源和凸透镜之间 C．为了减小测量误差，应测量多条亮纹中心间的距离 (2)在某次操作时，分划板的中心线与第一条亮纹对齐时，其刻度如图2所示，该读数为______mm；当分划板的中心线与第四条亮纹对齐时，其读数为7.870mm。 (3)若双缝到光屏的距离为，双缝之间的距离为，由以上可求得该光的波长为______（结果保留2位有效数字）。 15．（2026·青海西宁·二模）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距，毛玻璃屏与双缝间的距离，滤光片为红色滤光片，接通电源使光源正常工作。 (1)正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为________（填正确答案标号）。 A．双缝、单缝 B．单缝、双缝 (2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20个等分刻度，该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图丙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示，则读数为________mm，实验所用红光的波长________nm（结果保留三位有效数字）。 (3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，则条纹间的距离将________（填“变大”“变小”或“不变”）。 ⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长创新实验 16．在2026年5月20日“世界计量日”来临之际，某研究团队举办了一场主题为“光：从波动本性到精密测量”的探究活动。该团队利用激光分别开展了两项实验： 实验Ⅰ：用图1甲的装置研究光的干涉现象。某次实验用绿色激光照射缝屏上的双缝，在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。图1乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： （1）若双缝竖直，则光屏上出现一系列__（填“水平”或“竖直”）的明暗相间的条纹； （2）不改变光的种类，增大激光器的发射功率，光照强度分布图发生的变化是__ A．光照强度的峰值变大       B．相邻光照强度峰值处水平间距变小 （3）若改用功率相同的红色激光照射，光屏上条纹间距____（选填“变大”“不变”或“变小”）。 实验Ⅱ：“为了测量某星球的质量”，该团队利用激光完成如图所示的实验。 （1）图2甲为扭称装置测量引力常量，为测量石英丝极微小的扭转角，能实现“微小量放大”的措施是____； A．增大石英丝的直径 B．减小T形架横梁的长度 C．利用波长更大的激光照射 D．增大刻度尺与平面镜的距离 （2）如图2甲，四颗相同的均匀铅球质量为、半径为，其中两球固定在倒悬的T形架横杆两端，两球分别在两球旁，稳定时A、B两球表面的最近距离为，两球间的万有引力大小为，则引力常量____；（用题中所给物理量符号表示） （3）在该星球上用如图2乙所示装置做如下实验：小球摆到悬点O正下方时悬线被P点炽热电热丝瞬间烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。用频闪数码相机在有坐标纸的背景屏前拍下小球的多张照片，照片合成后如图2丙所示，、、、为连续四次拍下的小球位置。 ①已知频闪数码相机连续拍照的时间间隔，照片中坐标为物体运动的实际距离，则该星球表面的重力加速度大小____；（保留两位有效数字） ②测定引力常量、星球表面重力加速度后，为了测量该星球质量，还需要测量该星球的__（填物理量名称及符号），则星球的质量表达式是__。 17．（25-26高二下·重庆）某小组利用平面镜进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L，到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为，第七条亮条纹如图丙所示读数记为=_____________mm，该单色光的波长λ=_____________（用a，L，和表示）。 (2)如图甲，某同学做实验时，平面镜意外沿纸面向下平移了一小段。与未发生平移时相比，干涉条纹间距将_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”） (3)若改用激光器进行双缝干涉实验，在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片相比_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”） (4)如图甲，若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为_____________（用L、a、b和c表示） 重难·创新演练 设题创新:结合生活实际(T2 );新角度考查研究方法(T1); 1．（2026·山东济南·三模）某同学利用如图所示装置来测量水对激光的折射率。将圆柱形的薄壁玻璃杯放在铁架台上，杯中有适量的水，将激光笔固定在铁架台上，并保持激光照射到水面的入射角不变，在玻璃杯侧壁标记水面的位置为，激光光点的位置为。再向杯内加入少量的水，记录此时水面与点之间的距离为，激光光点与点之间的距离为，继续多次向杯内加水，激光光点始终在侧壁上，记录多组和的值，做出图像，该图像为过原点的直线，求出图像的斜率为。请回答下列问题： (1)向杯中加水后的激光光点在点的________（选填“上方”或“下方”）； (2)若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，则应适当________（选填“增大”或“减小”）入射角； (3)已测得，则水对激光的折射率________（用表示）。 2．（2026·山东东营·二模）含糖饮料过量摄入会影响身体的健康，我们可以通过劈尖干涉测量折射率的方法来测量饮料中蔗糖的浓度。如图甲，用平行的红色光垂直照射玻璃板，用光学显微镜从上方观察。劈尖之间未滴入溶液时（可视为真空），测得条纹间距为0.280mm。 (1)在两玻璃片之间滴入蔗糖溶液，将读数显微镜视场准星与第1条亮纹中心对齐，读出示数为15.120mm；然后同向转动显微镜视场，使视场准星与第5条亮纹中心对齐，此时示数如图乙所示，该示数为_____mm，进而得出蔗糖折射率为_____。 (2)蔗糖浓度和溶液折射率的关系如图丙，则所测量蔗糖溶液的浓度为_____。 (3)某次测量时，一同学将读数显微镜视场准星与第1条亮纹左边界对齐，同方向转动后又与第5条亮纹右边界对齐，则他所测量的蔗糖溶液浓度_____（选填“偏高”还是“偏低”）。 3．（25-26高二下·重庆九龙坡）某实验小组用如图所示的装置来研究光的折射规律和测量介质的折射率。 (1)如图甲所示，把一个带圆弧刻度的光具盘竖直放置，把半圆形玻璃砖安装在光具盘上，O是圆心，让光从O点斜射入玻璃砖。保持入射点O不变，多次改变入射角进行实验并记录对应的入射角和折射角的大小，发现折射角始终______（填“小于”或“大于”）入射角，根据图甲所测的、，写出玻璃砖折射率的表达式＝______； (2)如图乙所示，把一个光具盘（圆弧刻度未标出）的一半竖直放置在水中，AB是竖直直径，CD是贴着水面的水平直径，O是圆心，让一束光在水槽内从O点射出水面进入空气，光线经过光具盘上的M、N两点，测出M、N两点到AB的距离分别为。根据所测的距离，写出水折射率的表达式＝______。 4．（2025·吉林长春·模拟预测）某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系Oxy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示： ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上y<0的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 根据以上步骤，回答下列问题： (1)测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图（a）所示，则d=________cm； (2)若测得PQ线段的长度L=2.00cm，计算可得玻璃砖的折射率为n=________。（结果保留3位有效数字） 5．（2026·陕西西安·模拟预测）图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置，由一端有转轴的主支架和两根与主支架垂直的分支架1和2组成，分支架1上沿其轴线方向固定一支激光笔，一直角扇形量角盘固定在主支架和分支架1之间，交点处用细线悬挂一重锤，分支架2上放置装有待测液体的透明容器，整个装置可绕转轴在竖直面内转动。 (1)打开激光笔开关，让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路，缓慢转动装置，为了使透射出液面的光线消失，主支架绕转轴的转动方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）； (2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ，则该待测液体的折射率的表达式为________，越靠近激光笔，标注的折射率值________（填“越大”“不变”或“越小”）； (3)若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角________（填“增大”“不变”或“减小”）。 真题·实战演练 高频考点：平行玻璃砖、圆形玻璃砖、三角玻璃砖等测量折射率，双缝干涉实验测波长 1．（2023·广东·高考真题）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界 （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示    ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为________。测得为    （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式________ ；由测得的数据可得折射率为________（结果保留3位有效数字） （4）相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角________。 2．（2024·湖北·高考真题）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： ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线和，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴，并使其圆心位于O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CO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M。 ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。 ④分别过M、P作BB'的垂线、，、是垂足，并用米尺分别测量、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。根据这些数据作出图像，如图（b）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O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据图像，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”或“不变”）。 3．（2024·河北·高考真题）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为____________（填“红光”或“绿光”）。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第64讲 光学实验 模拟·基础演练 1．【答案】(1)C (2)大 (3)1.5 (4)小于 【详解】（1）A．手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”，以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏，故A错误； B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误。 C．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，和的距离应适当取大些，故C正确。 D．测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故玻璃的两个光学面不平行，对玻璃折射率的测定结果没有影响，故D错误。 故选C。 （2）如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量，宽度越大，出射光线的侧位移越大，折射角的测量越准确，故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。 （3）根据折射率定义公式有 代入数据可得玻璃砖的折射率为 （4）如图为在图中分别做出的实际光路图（图中实线）和以、为界面，以大头针留的痕迹作出实验光路图（图中虚线） 比较实际光路图的折射角与实验图的折射角关系，可知折射角测量值偏大，则折射率小于真实值。 2．【答案】 1.51 【详解】【小题1】[1]折射率 [2]代入数据得 3．【答案】(1)BD (2) (3)C (4)等于 【详解】（1）光沿直线传播，两点确定一条直线，让P3同时挡住P1、P2的像，保证入射光线是唯一的且过P1、P2，同理使P4挡住P3和P1、P2的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过P3、P4，最后使四个点在同一条光线的传播路径上，故AC错误，BD正确。 故选BD。 （2）[1]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，故 （3）光路图如图所示 根据光路图可知，经过P1、P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6。 故选C。 （4）[1]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aa'的距离等于N点到bb'的距离，所以四边形PMNQ为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。 4．【答案】(1)AC (2)小于 (3)BD 【详解】（1）AB．在“测定玻璃的折射率”实验中，确定光路的方法是利用插针法。在玻璃砖的另一侧观察，插上大头针，使挡住的像和的像，这样就在折射光线的延长线上，故A正确，B错误； CD．接着插上大头针，使挡住和、的像，这样、就在出射光线上，从而确定了出射光线，故C正确，D错误。 故选AC。 （2）如图乙所示 根据图示可知，在上边界处，折射光线与法线的夹角，即折射角比实际折射角偏大。根据折射率公式，入射角不变，折射角偏大，导致偏大，所以折射率的测量值小于准确值。 （3）A．为了减小确定光线方向的误差，大头针和的距离应适当取大些，这样连线确定的入射光线方向更准确，故A正确； B．光从空气射入玻璃砖，是从光疏介质进入光密介质，无论入射角多大，都不会发生全反射，光都能进入玻璃砖，故B错误； C．光线射到玻璃砖下表面时，入射角等于上表面的折射角。根据光路可逆原理，光线在上表面能折射进入，在下表面就一定能折射射出，不会发生全反射，故C正确； D．入射角如果太小，折射角也太小，测量角度时的相对误差较大，为了减小测量误差，入射角应适当大一些，而不是尽量小，故D错误。 本题选错误的，故选BD。 5．【答案】(1)BD (2) (3)BD (4)偏小 【详解】（1）AB．确定大头针的位置的方法是插上大头针P3，使挡住P1、P2的像，故A错误，B正确； CD．确定大头针的位置的方法是插上大头针P4，使挡住P1和P2、P3的像，故C错误，D正确。 故选BD。 （2）根据折射定律得，玻璃砖的折射率为 （3）A．入射角过小会使得角度测量的相对误差大；入射角过大会造成反射光强折射光弱以及色散现象，带来测量的误差偏大。所以入射角要适当大一些（建议在30°~60°之间），故A错误； B．为了减小作图误差，P1和P2的距离应适当取大些，故B正确； C．光从空气进入玻璃，是从光疏介质进入光密介质，不能发生全反射，在界面光的入射角大于临界角，光依然会进入玻璃砖，故C错误； D．如图所示 根据折射定律 因为，所以 不论光以什么角度射入，入射角都小于临界角，都不会发生全反射，所以光经一次折射后达到界面都能射出，故D正确； 故选BD。 （4）设真实的入射角为，折射角为，真实折射率。 当法线画得与界面不垂直时，我们误将倾斜的线当作法线，导致：测得的入射角比真实入射角偏大，测得的折射角比真实折射角偏大，且的增大幅度比更明显，此时测得的折射率，由于相对增加得更多，因此，测得的折射率比真实值偏小。 6．【答案】(1)变小 (2) (3)1.3 【详解】（1）双缝干涉相邻亮条纹间距公式为 其中d为双缝间距。相邻亮条纹间距与d成反比，若仅增大双缝间距d，其余条件不变，则相邻亮条纹的间距将变小。 （2）空气中光的波长为，相邻两条亮条纹的间距 光在折射率为的矿泉水中，波长变为 相邻两条亮条纹的间距 可得矿泉水折射率 （3）中央零级亮纹要求光程差为0。加入宽度的矿泉水容器后，经过的光，在矿泉水中的光程为，在空气中的光程为，光程增加了 现在零级偏移至原第5级亮纹位置，说明增加的光程恰好等于5个波长，即 解得 7．【答案】(1)6.00 (2) (3)1.8 【详解】（1）直径 （2）过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，根据几何关系可知，折射角的正弦值 （3）根据折射定律 解得n=1.8 8． 【答案】(1)5.00 (2)1.8 (3)偏大 【详解】（1）图甲可知，该游标卡尺精度为0.1mm，则球体直径 （2）如图所示 设光线由A点射入，入射角为，折射角为，几何关系可知， 因为， 折射率 （3）若实际操作中，小凯最终调到的水平光线从球体内出射时的位置相对P点向上偏了一点，则会造成d偏小，即AP偏大，n的测量值偏大 9．【答案】 5.000 【详解】[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 [2]根据题意可知，杂质应位于f点，如图所示 根据折射定律可得 解得 所以该杂质与玻璃砖中轴线的距离 10．【答案】(1) (2) (3) 变小 减小垫片的厚度 【详解】（1）设“V”形槽的夹角为，由几何关系可得 相邻亮条纹对应厚度差满足关系 由几何关系可得 联立解得 （2）注入液体后，相邻亮条纹对应厚度差满足关系 由几何关系可得 联立解得 将代入上式，解得 （3）[1]注入液体后，由，可知 即相邻亮条纹间距变小。 [2]相邻两亮条纹间距 其中、、均为定值，要增大条纹间距便于测量，可减小垫片的厚度。 11．【答案】(1) 111.15 115.45 (2)大于 【详解】（1）[1]游标卡尺的精确度为0.05mm，图（b）的读数为 [2]图（c）的读数为 [3] 相邻条纹间距为 根据 可得该光的波长为 （2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际值 故可知测量值大于实际值；由可知波长的测量值大于其实际值。 12．【答案】(1)D (2) (3) 【详解】（1）相邻两条亮（暗）条纹的中心间距，要增加观察到的条纹数，即减小，需增大或减小，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，或使用间距更大的双缝。 A．由上述分析可知，将单缝远离双缝对条纹间距没有影响，A错误； B．由上述分析可知，使用间距更小的双缝，d减小，增大，条纹个数减少，B错误； C．由上述分析可知，将屏向远离双缝的方向移动，L增大，增大，条纹个数减少，C错误； D．由上述分析可知，使用间距更大的双缝，d增大，减小，条纹个数增加，D正确。 故选D。 （2）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮条纹到第6条亮条纹之间的距离为，相邻条纹间距为，解得。 （3）第1条亮条纹到第4条亮条纹之间的距离为7.66mm，则相邻条纹间距为 故所测单色光的波长 解得 13．【答案】(1)双缝 (2)9.764 (3) (4)大于 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 （2）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知 （3）根据条纹间距公式 因为 联立解得波长 （4）在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大，故波长的测量值偏大，即波长的测量值大于真实值。 14．【答案】(1)C (2)2.191/2.192/2.193 (3) 【详解】（1）A．单缝的作用是使到达双缝处的光是相干光，若只去掉单缝，将看不到条纹，故A错误； B．为了在单缝处得到单色光，滤光片应放在光源和单缝之间，故B错误； C．为了减小测量误差，最好用测量头测出多条亮纹中心间的距离，然后求出相邻两条亮纹间距，故C正确。 故选C。 （2）由螺旋测微器的读数规则可知，该刻度值为。也可读为2.191mm或2.193mm。 （3）相邻两亮条纹的中心间距为 由公式得，代入数据解得。 15．【答案】(1)B (2) 15.05 693 (3)变小 【详解】（1）正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为单缝、双缝，故选B； （2）[1][2]游标卡尺读数=15mm+0.05mm×1=15.05mm，所以条纹间距离 由可知。 （3）绿光的波长小于红光的波长，所以实验中若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，根据可知，条纹间的距离将变小。 16．【答案】Ⅰ： 竖直 A 变大 Ⅱ： D 8.0 【详解】Ⅰ：[1]双缝干涉中，干涉条纹与双缝方向平行，双缝竖直，因此条纹为竖直方向。 [2]A．增大发射功率，单位时间出射光子数增加，总光照强度升高，因此光照强度峰值变大，故A正确； B．光的波长、双缝间距、双缝到光屏距离都不变，由条纹间距公式，相邻峰值间距不变，故B错误。 故选A。 [3]红光波长大于绿光波长，由可知，若改用功率相同的红色激光照射，光屏上条纹间距变大。 Ⅱ：[1]A．当增大石英丝的直径时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，故A错误； B．当减小T形架横梁的长度时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，故B错误； C．激光的波长与几何放大原理无关，不会改变光点的位移大小，无法实现“微小量放大”，故C错误； D．刻度尺上光斑的偏移量随刻度尺到平面镜的距离增大而增大，增大刻度尺与平面镜的距离，放大效果更明显，故D正确。 故选D。 [2]两球间的万有引力大小为 整理得 [3]平抛运动在竖直方向为匀加速运动，满足 由图2丙可得相邻相等时间内竖直位移差 代入，解得 [4][5]星球表面重力等于万有引力，即 整理得 因此还需要测量星球的半径。 17．【答案】(1) 13.870 (2)变小 (3)不变 (4) 【详解】（1）[1]由图丙可知 [2]相邻亮条纹中心间距为 由题意可知，等效的双缝间距为，又因为 联立解得 （2）光源S到平面镜中虚像的间距看成双缝的间距d，平面镜意外沿纸面向下平移了一小段，则d变大，根据可知，干涉条纹间距将变小。 （3）激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，不影响光的波长，则测得的干涉条纹间距与不加偏振片相比不变。 （4）画出光路图 根据几何关系，打到最上面的点A到P点距离设为，则 打到最下面的点B到P点距离设为，则 出现干涉条纹区域的竖直长度为 重难·创新演练 1．【答案】(1)下方 (2)增大 (3) 【详解】（1）加水前后的光路图如图所示 其中，光线1为加水前的折射光线，光线2为加水后的折射光线，由图可知，向杯中加水后的激光光点在点的下方。 （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，是由于光线在点的入射角过大（大于等于临界角）而发生了全反射，所以应减小光线在点的入射角，即增大角。 （3）设折射角为，加水前，到入射点的距离为，间的距离为，如（1）中光路图所示，由几何关系可知 加水后 整理可得 所以图线的斜率为 又因为 解得 即 根据折射定律可得 解得 2．【答案】(1) 15.920 1.40 (2) (3)偏低 【详解】（1）[1][2]由图乙可得，该读数为 劈尖干涉相邻亮纹间距公式，真空时， 滴入溶液后折射率为，则 因此 第1条到第5条亮纹间有个间隔，故 代入解得 （2）由图丙可知，折射率对应蔗糖浓度为。 （3）该同学对齐第1条左边界、第5条右边界，测得的间距差比真实值偏大，因此计算得到的测偏大，根据 所以测得的偏小，结合图丙，折射率越小对应浓度越低，因此测量的蔗糖浓度偏低。 3．【答案】(1) 小于 (2) 【详解】（1）[1] 光从空气斜射入玻璃砖时，空气是光疏介质，玻璃是光密介质，根据折射规律，折射角小于入射角。 [2] 由图甲可知，入射角为，折射角为，根据折射定律 可知，玻璃砖的折射率 （2）光从水中射入空气，法线为竖直直径。设光具盘半径为，入射光线与法线的夹角为入射角，折射光线与法线的夹角为折射角。由几何关系可知， 根据折射定律 解得水的折射率 4．【答案】(1)6.43 (2)1.61 【详解】（1）由图（a）可知，玻璃砖的直径为 （2）当恰好发生全反射时，有 折射率 5．【答案】(1)顺时针 (2) 越大 (3)不变 【详解】（1）激光笔固定在分支架1上，缓慢转动装置，要使光线在液面的入射角逐渐增大至全反射的临界角，需将主支架顺时针转动，即θ减小，光线在液面处的入射角增大，则折射角增大； （2）[1]当光线恰好发生全反射时，如图所示 根据几何关系可知全反射的临界角为 所以 [2]越靠近激光笔，则θ越大，cosθ越小，则标注的折射率值越大； （3）由于激光垂直容器壁射入液体，可知激光在容器中传播方向不变，若容器壁稍增厚，则激光在液面处的入射角仍等于90°-θ，即入射角不变。 真题·实战演练 1．【答案】 2.25 1.51 稍小一些 【详解】（2）③[1]刻度尺的最小分度为0.1cm，由图可知，为2.25cm； （3）[2][3]玻璃砖折射率的表达式 带入数据可知 （4）[4]相对误差的计算式为，为了减小测量的相对误差，实验中要尽量稍大一些，即激光在点入射时应尽量使入射角稍小一些。 2．【答案】(1)B (2)1.57 (3)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，根据几何关系可得入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 折射率 可知图像斜率大小等于折射率，即 （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．【答案】绿光 【详解】根据，可得 由图表带入数据可知 故 则 已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1是绿光。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $