第8讲 光学测量探究实验 板块 实验题专项强化练习 - 2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦光学测量核心实验，通过分层题型构建从原理应用到误差分析的知识逻辑链，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| |----|-----------|----------|----------| |测量玻璃的折射率|3题|涵盖玻璃砖/烧杯测量方案，涉及操作误差分析、光路图绘制、数据计算|以折射定律为核心，从标准实验到变式方案，构建"原理-操作-误差-计算"逻辑链| |用双缝干涉测波长|3题|包含装置选择、条纹间距测量、波长计算及洛埃镜拓展实验|基于干涉条件，从基础装置到拓展应用，形成"原理-装置-数据处理-拓展迁移"认知体系|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 第8讲 光学测量探究实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　测量玻璃的折射率 1．在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖MNPQ，画出玻璃砖与空气的两个界面aa'和bb'（如图甲）。 (1)实验小组内的两位学生在实验中： ①第一位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa'和bb'都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图乙所示），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）； ②第二位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa'和bb'，在后面的实验中因不慎碰动了玻璃砖，使它向aa'方向平移了一点（如图丙所示），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (2)纠正错误后，实验小组得到如图丁所示的插针结果，则： ①请在图中画出光路图______，并标明在入射面上的入射角和折射角； ②该玻璃砖的折射率n＝______ 2．如图所示，某同学用一个烧杯和一把刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白. （1）用刻度尺（可以视为线状物）测出烧杯杯口内径d（图中OC的距离）. （2）将刻度尺沿烧杯杯口边缘竖直插入烧杯中，刻度尺的零刻度（A点）与烧杯底部接触，刻度尺在烧杯杯口位置（C点）的刻度值为x1； （3）从某一方向通过杯口O点看，恰好可以直接看到刻度尺上的B点刻度值x2，接下来往烧杯内注满水，在相同位置相同方向观察，恰好能看到刻度尺的A点. （4）在烧杯内注满水后，眼睛恰好能看到刻度尺的A点时，该同学同时还可以通过水面反射光线看到刻度尺上的刻度值为_____. （5）根据以上测量和观察结果，可以计算出水的折射率n=_____. 3．用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中 (1)在画玻璃砖边界时，请指出图1中操作不当之处______； (2)已画好玻璃砖边界MN、PQ，插上大头针、，使连线与PQ边界垂直。要保证能测出玻璃的折射率，入射光应从图2中玻璃砖______（选填“ae”、“ef”或“fd”）区域射入。（已知玻璃的折射率介于）； (3)接（2）问，插大头针、操作正确，测得、的连线与MN的夹角，如图3所示，则玻璃的折射率______。 小专题2　用双缝干涉实验测量光的波长 1．“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示，光源为白炽奵。    （1）下列说法正确的是______（填选项前的字母）； A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B．为了减小测量误差，可测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）已知双缝间距，双缝到屏间的距离。将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该两条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如上图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如上图乙所示，求得这种色光的波长______（结果保留三位有效数字）。    （3）若在目镜中观察到如图所示的情形。实验中其他操作无误，则此情形下测得的单色光波长将______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）    2．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______（填标号）； A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 (2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，下列说法正确的是______（填标号）； A．中央亮纹最亮最宽 B．将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度变宽 C．将屏向远离双缝的方向移动，可以减少从目镜中观察到的条纹个数 (3)某次实验中，目镜中心刻线对齐第n条亮条纹中心和第条亮条纹中心时，游标卡尺的示数分别如图乙和图丙所示，图乙中游标卡尺的读数为______mm。已知双缝间距，双缝到屏的距离，所测单色光的波长为______nm（保留三位有效数字）。 3．1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。应用洛埃镜测量单色光波长的原理如下： 如图所示，是单缝S通过平面镜成的像，如果S被视为双缝干涉中的一个缝，相当于另一个缝。单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里出现干涉条纹。 请回答下列问题： (1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离___________； A．将平面镜稍向上移动一些 B．将平面镜稍向下移动一些 C．将光屏稍向右移动一些 D．将光源由红色光改为绿色光 (2)若光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为h和D，光屏上形成的相邻两条亮纹（或暗纹）间距离为，单色光的波长__________； (3)实验表明，光从光疏介质射向光密介质，会在界面发生反射，当入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。已知h远小于D，如果把光屏向左平移到非常接近平面镜处，屏上最下方两束光相遇会相互_________（选填“加强”或“减弱”）。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 第8讲 光学测量探究实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　测量玻璃的折射率 1．(1) 偏小 不变 (2) 【详解】（1）[1]同学1光路图如图所示 由图可知 其中变大，则减小，即测量值偏小； [2]同学2 的光路图如图所示 由图可知 角度保持不变，所以的值不变。 （2）根据结果画出的光路图如图所示 折射率 2． 2x1-x2 【详解】（4）[1]在烧杯内注满水后，眼睛恰好能看到刻度尺的A点时，该同学同时还可以通过水面反射光线看到刻度尺上B点的对称点的刻度值为 （5）[2]水的折射率为 根据几何关系得， 解得 3．(1)不能直接沿玻璃砖画边界 (2)fd (3) 【详解】（1）不能在白纸上用铅笔紧靠玻璃砖画出玻璃砖界面，这样会污染和磨损玻璃砖。 （2）玻璃的折射率介于，则临界角的正弦值范围为 若段射入，由几何关系可知，光线在边上的入射角为大于临界角，发生全反射，不能测出玻璃的折射率；若段射入，光线将从边垂直射出，不能测出玻璃的折射率；若段射入，由几何关系可知，光线在边上的入射角为小于临界角，能过从边折射出光线，可以测出玻璃的折射率。则入射光应从图2中玻璃砖区域射入。 （3）补全光路图，如图所示 由几何关系可得， 由折射定律可得，玻璃的折射率 小专题2　用双缝干涉实验测量光的波长 1． B 偏大 【详解】（1）[1]A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误； B．n条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为 故B正确； C．根据条纹的宽度与单缝和双缝间的距离无关，所以将单缝向双缝移动之后，并不影响条纹的宽度，故C错误； D．去掉滤光片后，入射光是复合光，而两列光相干的条件是他们的频率相同，故能发生干涉现象，但条纹是彩色的，故D错误。 故选B。 （2）[2]图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为 图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为 所以最终读数为，则有 根据双缝干涉条纹的间距公式 可得 代入数据得 （3）[3] 在目镜中观察到如图所示的情形，会导致条纹间距测量偏大，由公式 可知导致测量的单色光波长偏大。 2．(1)A (2)C (3) 8.70 630 【详解】（1）为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝。 故选A。 （2）A。单色光的干涉条纹等宽等亮，故A错误； B．干涉条纹宽度与单缝与双缝的距离无关，将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度不变，故B错误； C．由双缝干涉条纹间距公式 可知，对于某单色光，波长λ一定，增大双缝到光屏的距离L可增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可以减少从目镜中观察到的条纹个数，故C正确。 故选C。 （3）[1]图乙中游标卡尺的读数为 图丙中游标卡尺的读数为 相邻条纹间距 [2]根据条纹间距公式 代入数据可得 3．(1)AC (2) (3)减弱 【详解】（1）由双缝干涉条纹间距公式有 若要增大条纹间距，可以增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜稍向上移动一些；或者换用波长更大的单色光，如将光源由绿色改为红色。 故选AC。 （2）由题意结合条纹间距公式有 整理有 （3）如果把光屏移动到和平面镜非常接近，即相当于两者接触，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即“半波损失”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，光程差为半波长，所以两束光相遇会减弱。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $