第48讲 实验:测介质的折射率 、实验:用双缝干涉测量光的波长(专项训练)(福建专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
|
3份
|
89页
|
16人阅读
|
0人下载
内容正文:
第48讲 实验:测介质的折射率 、实验:用双缝干涉测量光的波长(专项训练)
目 录
研判·考情前瞻 2
巩固·知识解构 2
知识点1 实验:测定玻璃的折射率 2
知识点2 实验:用双缝干涉测光的波长 4
模拟·基础演练 5
题型01 测玻璃砖的折射率 6
题型02 测半圆柱体玻璃砖的折射率 12
题型03 测透明液体的折射率 19
题型04 用双缝干涉实验测量光的波长 24
重难·创新演练 29
真题·实战演练 38
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
实验:测定玻璃的折射率
实验题T12(8分)
实验:用双缝干涉测光的波长
考情分析
本专题以实验填空、选择题为主,单选 4 分、多选 6 分,实验大题多为 6-8 分。命题围绕插针法测折射率、双缝干涉测光波长两个基础光学实验。重点考查实验原理、装置调节、光路绘制、仪器读数、数据计算与误差分析;经常和折射定律、干涉条纹规律综合命题。侧重实验探究,考查动手逻辑与误差辨析能力,区分两个实验原理与操作差异,中档题型居多。
复习目标
吃透两个光学实验的原理,熟练掌握插针法确定光路、双缝干涉装置调节要点;掌握游标卡尺、螺旋测微器读数方法,规范利用光路、条纹数据完成折射率、波长计算;分清两类实验误差来源,辨析操作失误带来的结果偏差;能从装置图、表格数据提取实验信息;规避角度找错、条纹数计数错误、读数估读失误等易错点,分清两个实验的适用原理,熟练应对光学实验类考题。
巩固·知识解构
知识点1 实验:测定玻璃的折射率
1.实验原理
如图所示,当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,从而画出折射光线OO′,求出折射角θ2,再根据n=或n=计算出玻璃的折射率。
2.实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。
3.实验步骤
(1)用图钉把白纸固定在木板上。
(2)在白纸上画一条直线aa′,并取aa′上的一点O为入射点,作过O点的法线MM′。
(3)画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P1、P2两根大头针。
(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb′。
(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P1的像被P2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P3和P1、P2的像。
(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′,连接O、O′得线段OO′。
(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
(8)改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的,并取平均值。
4.数据处理
(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的,并取平均值。
(2)作sin θ1-sin θ2图像:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2的图像,由n=可知图像应是过原点的直线,如图所示,其斜率为折射率。
(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n。
以入射点O为圆心,以一定的长度R为半径画圆,交入射光线AO于E点,交折射光线OO′于E′点,过E作NN′的垂线EH,过E′作NN′的垂线E′H′,如图3所示,sin θ1=,sin θ2=,OE=OE′=R,则n==。只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n。
✨得分速记:
不同光学介质模型对光路控制
平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上下表面是平行的
横截面为三角形
横截面是圆
对光线的作用
通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移
通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折
圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折
应用
测定玻璃的折射率
改变光的传播方向
改变光的传播方向
特别提醒:不同颜色的光的频率不同,在同一种介质中的折射率、光速也不同,发生全反射现象的临界角也不同。
知识点2 实验:用双缝干涉测光的波长
1.实验原理
单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足λ=Δx.
2.实验过程
(1)观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示.
②接好光源,打开开关,使灯丝正常发光.
③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏.
④安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为5~10 cm.
⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.
(2)测定单色光的波长
①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹.
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第n条亮条纹.
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的).
④改变双缝间的距离d,双缝到屏的距离l,重复测量.
3.数据处理
(1)条纹间距Δx=.
(2)波长λ=Δx.
(3)计算多组数据,求λ的平均值.
4.注意事项
(1)安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当.
(2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近.
(3)调节的基本依据:照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行所致.
✨得分速记
会分析光的薄膜干涉
(1)薄膜干涉形成原因:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时,从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.
(2)明暗条纹的判断方法:
两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr,等于薄膜厚度的2倍.
在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3…),薄膜上出现明条纹.
在Q处,Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹.
模拟·基础演练
考查重点:福建高考对这两个光学实验的考查,立足实验原理、操作规范与数据处理,侧重折射率测量、双缝干涉测光波长的原理理解,重视光路确定、条纹间距测量、误差来源分析。命题常结合实验装置、光路图、读数表格设问,会考查插针法、双缝干涉装置调节,常和折射定律、条纹间距公式综合。注重实验探究能力,会涉及仪器调节、异常光路、条纹缺失等问题,题型以选择、实验填空为主,计算难度适中,重在实验建模,强调从实验情境提取信息,完成原理判断、读数运算、误差分析的完整逻辑链条。
⏳题型01 测玻璃砖的折射率
1.(2024·福建·三模)某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率,主要实验操作如下:
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c,使c恰好把a、b的像都挡住;
B.将玻璃砖拿走,在白纸上作光路图,进行测量计算,得出折射率;
C.在木板上铺一张白纸,把玻璃砖放在纸上,描出玻璃砖的四个边,然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab,用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针,调整眼睛的位置,使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d,使d恰好把a、b的像和c都挡住;
请回答下列问题:
(1)请将上述实验操作按照正确步骤排序:______
(2)实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示,请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图______,并标明入射面的入射角与折射角,该玻璃砖的折射率为______。
(3)该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验,如图乙所示,两块棱镜放在空气中,两者的AC面是平行放置的,插针、的连线垂直于AB面,若操作无误,则在右边的插针应该是______(填选项字母)。
A.、 B.、 C.、 D.、
【答案】(1)CADB
(2)
(3)D
【详解】(1)用插针法测量玻璃砖的折射率主要实验操作步骤为先铺一张白纸,把玻璃砖放在纸上,在玻璃砖的一侧插两个大头针,再插第三个大头针c,使c恰好把a、b的像都挡住,继续插第四个大头针d,使d恰好把a、b的像和c都挡住,将玻璃砖拿走,在白纸上作光路图,进行测量计算,得出折射率,故顺序为CADB。
(2)[1]连接ab,确定入射光线并延长,与玻璃砖界面相交,连接cd确定最终的折射光线并延长,与玻璃砖界面相交,连接两交点,确定第一次折射的折射光线,作出光路图如图
[2]根据折射定律
(3)光路图如图所示,可知经过,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,所以在右边的插针应该是,,故选D。
2.(2026·浙江嘉兴·一模)如图所示,在测量三棱镜玻璃砖(图中)折射率的实验中,在玻璃砖一侧插上大头针、。在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针后使能把、的像都挡住;再插上大头针,使能把及、的像都挡住。若不测量角度,则可直接通过测量长度测出玻璃砖的折射率。在纸上标出的大头针位置(×)和三棱镜轮廓(实线),并以连线与棱镜边界的交点为圆心画一个圆。在答题卡相应位置的图上画出完整光路图___________,并标出需要测量的物理量,则折射率的表达式为____________(请用图上标出的量表示)。
【答案】
【详解】[1]按照以下步骤画出完整的光路图,并标出需要测量的物理量:
连接、,得到入射光线,它与边的交点即为入射点;
连接、,得到出射光线,它与边的交点记为;
连接、,得到三棱镜内部的折射光线;
过点作边的法线,以为圆心的虚线圆为辅助圆,从入射光线与圆的交点向法线作垂线,记该垂线长度为;从点出发的棱镜内折射光线的延长线与圆的交点向法线作垂线,记该垂线长度为。
完整光路图如下:
[2]根据折射定律,在界面处有
其中是入射角,是折射角,设辅助圆的半径为,由几何关系可得,
两式消去半径后得到折射率。
3.(2026·四川泸州·一模)某兴趣小组为了测量玻璃三棱镜的折射率,先在白纸上放好三棱镜,如图甲在棱镜的左侧插上两枚大头针和,然后在棱镜的右侧观察到和的像。当的像恰好被的像挡住时,插上大头针和,使挡住、的像,挡住和、的像,在纸上标出的大头针位置并用直线记录下边的位置
(1)下列哪个措施能够提高实验准确程度( )
A.选用截面为正三角形的三棱镜 B.让和的连线与垂直
C.选用粗的大头针完成实验 D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大点
(2)完成插针后,若要测出折射率还应在白纸上记录下边的位置_________(选填“”或“”),才能完成如图乙所示的光路,并测出穿过界面的光线入射角、出射角的角度,则玻璃三棱镜的折射率为___________。
【答案】(1)D
(2)ab
【详解】(1)A.三棱镜的截面是否为正三角形,不影响实验的准确度,选项A不符合题意;
B.P1和P2的连线是为了确定入射光线的方向,不一定要与ab边垂直,而且垂直可能不是最佳,选项B不符合题意;
C.选用粗的大头针不利于光线位置的确定,反而降低实验准确度,选项C不符合题意;
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大点,可使光线的位置更准确,可提高实验准确度,选项D符合题意。
故选D。
(2)①入射光线会打在ab边上,需要在白纸上记录ab边的位置;
②折射率是空气中角的正弦值与介质中角的正弦值之比,所以三棱镜的折射率
4.(2026·云南怒江·一模)如图甲所示,一物理兴趣小组进行“测定玻璃的折射率”实验。某组员在A、B、C、D四点分别插上、、和四枚大头针,用量角器测出图甲中的和。
(1)图甲中的玻璃砖的折射率为___________(用和表示)。
(2)下列措施能够提高实验准确度的是___________。
A.在玻璃砖的出射侧插针时,为便于观察,、间的距离应稍远一些
B.换用光学面间距(厚度)更大的同种玻璃砖重新实验
C.实验前必须用直尺检验玻璃砖的两个折射面是否严格平行
D.让入射光线尽量靠近法线,以减小光线在分界面处的偏折程度
(3)该小组成员误将玻璃砖边界和的间距画得过宽,如图乙所示(画成了和)。若其他操作正确,则折射率的真实值___________(填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
【答案】(1)
(2)AB
(3)大于
【详解】(1)图甲中为入射角,为玻璃内的折射角。光从空气进入玻璃,由折射定律得
解得玻璃相对空气的折射率为
(2)A.在出射侧增大与的间距,可减小插针位置误差对出射光线方向的影响,故A正确;
B.换用较厚的玻璃砖,可增大玻璃内光线两端交点的间距,减小作图确定折射角的误差,故B正确;
C.测量上表面处的入射角和折射角即可求折射率,两折射面不必严格平行,故C错误;
D.入射光线越靠近法线,入射角和折射角越小,两条光线的偏折越不明显,不利于准确测角,故D错误。
故选AB。
(3)图中玻璃砖的实际下边缘与下方误画的边界不重合;若以误画的边界确定出射点,就会把一段出射光线误作玻璃内光线。两种作图所得的内部光线位置关系如下。
出射光线在空气中比玻璃内光线更偏离法线,因此误画边界得到的折射角偏大,而入射角不变。由第(1)问的正弦比关系可知,折射率测量值偏小,故真实值大于测量值。
5.(2026·广西河池·一模)用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中:
(1)①为了减小实验误差,下列操作正确的是________(选填选项前的字母)。
A.必须选择边界平行的玻璃砖
B.为了使、的像重合,、的距离应尽可能小一些
C.入射角变大,会在界面发生全反射,因此入射角应尽量小
D.选用两光学表面间距较大的玻璃砖
②在该实验中,光线由空气射入玻璃砖,设入射角和折射角分别为、,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示,从图线可知玻璃砖的折射率为________(结果保留2位有效数字)。
(2)如图丙所示,某同学按照如下方法处理数据:以点为圆心、为半径作圆,与折射光线的交点为,过点向两介质的交界面作垂线,垂足为,的延长线交于,记,再以点为圆心、为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是________。
A. B. C. D.
(3)如果将玻璃砖的边误画成了,如图丁所示,折射率的测量值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)D
(2)C
(3)偏小
【详解】(1)①[1]A.玻璃砖上下界面不平行也可以通过插针法确定光路,完成折射率测量,无强制要求边界平行,故A错误;
B.、间距过小会导致确定的入射光线误差大,应适当拉大两点间距来减小误差,故B错误;
C.光线从玻璃射向空气时,由于第一界面的折射角一定小于临界角,第二界面的入射角等于第一界面的折射角,必然小于临界角,不可能发生全反射;且入射角过小时,测量的相对误差会增大,故C错误;
D.选用两光学表面间距大的玻璃砖,可使玻璃砖内的折射光线更长,确定光路时的相对误差更小,能减小实验误差,故D正确。
故选D。
②[2]玻璃砖的折射率满足
结合图乙可知图像斜率
故折射率
(2)由几何关系,入射角的正弦值
折射角的正弦值
故玻璃砖的折射率满足
故选C。
(3)如果将玻璃砖的边误画成了,则作图得到的折射光线会比真实折射光线更偏离法线,导致测得的折射角比真实折射角偏大,如图所示
根据折射定律
由于测得的偏大,故折射率的测量值会偏小。
⏳题型02 测半圆柱体玻璃砖的折射率
6.(2025·福建福州·模拟预测)某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率,准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图,下面是该小组的探究步骤:
①用刻度尺测量玻璃砖的直径 ;
②把白纸固定在水平桌面上,在白纸上建立直角坐标系,将玻璃砖放在白纸上,使其底面圆心和直径分别与 点和 轴重合,再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于 轴放置;
③打开激光笔开关,让激光笔发出的激光束始终指向圆心 射向玻璃砖,从 轴开始在平面内缓慢移动激光笔,在某一位置时,刻度尺上出现两个清晰的光点,通过刻度尺读取两光点与 轴的距离分别为、();
请回答下面问题:
(1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为______(用测得的 、、表示);
(2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置,直到刻度尺上恰好只有一个光点,读取该光点与 轴的距离为,计算该玻璃砖的折射率为______(用测得的 、表示);
(3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案,______(选填“甲”或“乙”)同学的测量误差更小,理由是______;
(4)在操作步骤②中,刻度尺没有与 轴严格垂直,而是逆时针偏离垂直 轴位置,则甲同学测得的折射率较真实值是______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)
(3)甲 比较甲、乙两同学测量折射率的方案,甲同学的测量误差更小,乙同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够准确。
(4)偏大
【详解】(1)刻度尺上出现两个清晰的光点,一个点为反射光与刻度尺交点,另一个为折射光与刻度尺的交点,令入射角与折射角分别为 、,由于
可知,为反射光对应交点距离x轴的间距,为折射光对应交点距离x轴的间距,根据几何关系有,
甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率
解得
(2)刻度尺上恰好只有一个光点,表明恰好发生全反射,此时入射角等于临界角,根据几何关系有
乙同学利用步骤④测得数据计算该玻璃砖的折射率
解得
(3)[1]甲;
[2]略;
(4)刻度尺逆时针偏离垂直 轴位置,则偏大,偏小,结合上述可知,测量结果偏大。
7.(2026·浙江·一模)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。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴,并使其圆心位于点,画出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图甲所示。
②将一细激光束沿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,标记光线与半圆弧的交点。
④分别过、作的垂线、,、是垂足,并用毫米刻度尺分别测量、的长度和。
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,如图乙所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 (多选,填标号)。
A.激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差
B.选择圆心点作为入射点,是因为此处的折射现象最明显
C.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偏大
D.保持激光束的位置和方向不变,将玻璃砖向上平移适当距离,可使光线恰好从玻璃砖底部平行于入射光线出射
(2)根据图像,可得玻璃砖的折射率为______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)AD
(2)
【详解】(1)A.激光平行度好,光束细,入射点和光路的定位精度远高于插针法,能减小实验误差,故A正确;
B.选择作为入射点,是因为光线从点进入玻璃砖后,在半圆弧面的入射方向始终沿半径(即垂直于圆弧界面),因此在圆弧面不会发生折射,简化了光路测量,并非此处折射现象最明显,故B错误;
C.设玻璃砖实际半径为,描画的偏大半径为,真实光路图及测量光路图如图所示
根据几何关系可知,
则折射率的测量值为
故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无误差,故C错误;
D.保持激光方向不变,将玻璃砖向上平移后,做出光路图如图所示
当折射光线到达半圆弧面最低点时,由于出射界面切线与入射界面平行,故最终出射光线与原入射光线平行,实现从玻璃砖底部平行出射,故D正确。
故选AD。
(2)由上述分析可知,入射角及折射角的正弦值分别满足,
故玻璃砖的折射率
即图像的斜率等于玻璃砖的折射率。 从图乙取直线上两点计算斜率,可得斜率约为
即折射率为。
8.(2026·湖南长沙·三模)如图甲所示,实验小组用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,将白纸平铺在水平桌面上,再把玻璃砖放在白纸上,画半圆直径和玻璃砖的位置(图中实线部分),并且标注圆心。实验过程如下:
①在白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线,连线过圆心;在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针,使挡住___________经玻璃砖折射后的像。
②移除玻璃砖连接,画出玻璃砖关于对称半圆(图中虚线部分),B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,过B、C作法线的垂线、并分别交法线于点、。
③用刻度尺分别测出线段的长度和线段的长度,并将数据记录在表格中。
④改变、的位置,重复上述实验过程。第三次实验时,用刻度尺测得的长度如图乙所示,则的长度___________cm。
⑤实验中测得的和如表所示,则玻璃砖的折射率可表示为___________(保留两位有效数字)。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
(cm)
1.50
3.00
4.50
6.00
7.50
(cm)
1.01
1.99
4.02
4.99
【答案】和 3.08/3.07/3.09 1.5
【详解】[1][2][3]当大头针同时将和的像挡住,是入射光线的折射光线;在界面处发生折射,是入射角,是折射角,根据折射定律,折射率
其中,
和分别为半圆的半径,即折射率
用刻度尺分别测出线段AB的长度和线段CD的长度。刻度尺的最小分度值为1mm,由图可知l2=3.08cm
玻璃砖的折射率
依次求得每次实验的折射率,再求出平均值即可得到玻璃砖的折射率。
9.(2026·浙江绍兴·三模)(1)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率。其中为玻璃截面的圆心,入射光线跟玻璃砖的平面垂直,、、和是四枚插针。下面四幅图示正确的是( )
A.B.C.D.
(2)实验中,、两枚大头针插在白纸上并未保持竖直状态。在插P3时,要注意( )
A.使挡住、的针帽
B.使挡住、的针尖
(3)下列措施能提高实验精度的是( )
A.选用半径更大的玻璃砖
B.选用粗的大头针完成实验
C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
D.插在玻璃砖两侧的两枚大头针间的距离尽量大些
【答案】(1)D
(2)B
(3)AC
【详解】(1)AB.玻璃砖的折射率满足
其中对应空气中的光线与界面法线的夹角,对应玻璃砖内的光线与界面法线的夹角,当光从空气垂直射向玻璃砖界面的点时,从圆弧面射出的光线入射角,故光线不发生偏折,光路图如下
和两针应与、共线,故A、B错误;
C.同理,根据
当光从玻璃砖圆弧面射出时,做出光路图如下
光从玻璃射向空气,玻璃砖中的入射角应小于空气中的出射角,故和两针应偏向图中的右上方,故C错误;
D.同理,由入射光线的位置做出光路图如下
可知和两针的位置符合光的折射特征,故D正确。
故选D。
(2)若大头针、未竖直,倾斜后针帽位置会偏离入射光线,只有针尖位于入射光线上,因此插时,需要让挡住、的针尖,才能保证在出射光线的正确位置。
故选B。
(3)A.半径更大的半圆柱玻璃砖,测量时相对误差更小,能提高实验精度,故A正确;
B.粗大头针会导致确定点位置的误差变大,降低精度,故B错误;
C.同侧(入射侧或出射侧)的两枚大头针间距越大,确定光线方向时的误差越小,能提高精度,故C正确;
D.分别位于玻璃砖两侧的大头针间距大,对提高精度没有帮助,精度由同侧两枚大头针的间距决定,D错误。
故选AC。
10.(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
⏳题型03 测透明液体的折射率
11.(2026·河北·模拟预测)某同学想利用一把刻度尺和家中的酒杯测量家中某种白酒的折射率。如图所示,他把一把刻度尺零刻线沿圆柱形酒杯边缘竖直向下插入圆柱形玻璃杯中,刻度尺的下端与杯底接触,刻度尺在杯口位置点的刻度值为,从某一方向通过杯口点看,恰好可以直接看到刻度尺上的刻度值。接下来往酒杯中倒满酒,在相同位置相同方向观察,恰好能看到刻度尺的下端。酒杯厚度不计。
(1)为测量白酒的折射率,该同学还需用刻度尺测量酒杯的________(写出物理量);
(2)记(1)中的测量结果为,则可以计算出白酒的折射率________;
(3)考虑到刻度尺的零刻线在点稍微靠上点的位置,该同学测量的白酒的折射率________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)内径/直径
(2)
(3)偏小
【详解】(1)为测量白酒的折射率,需要知道入射角和折射角的三角函数关系。插入酒杯的刻度尺可以测量入射角和折射角所在直角三角形一条直角边的长度,因此还需要测量另外一条直角边的长度,即O点到刻度尺的水平距离,该距离为酒杯的内径。
(2)杯中未倒酒时,与法线的夹角为入射角,由几何关系得
倒满酒后,与法线的夹角为折射角为,由几何关系得
根据折射定律,整理得
(3)零刻线在P点偏上,则测得的比真实值偏小,而测得的即为真实值。由的表达式可知,测得的偏小,则测量得到的折射率偏小。
12.(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。
13.(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
14.(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。
15.(2026·湖北省直辖县级单位·一模)浸润式光刻机的核心原理,是在投影物镜与晶圆之间填充高折射率液体,替代传统干式光刻的空气介质,从而提升数值孔径(NA)、缩短等效曝光波长,突破分辨率极限。芯片制造除了需要高端EUV光刻机,也需要高端光刻胶,为研究EUV光刻机所用光刻胶的光学性质,研究人员利用折射法测量某液态光刻胶的折射率n。实验装置如图所示:圆形透明容器装有光刻胶,光刻胶上表面与圆心O平齐,光线从空气经O点射入光刻胶液体,圆形容器周围标有角度刻度,可直接读取入射角和折射角。
(1)实验中,为减小测量误差,下列操作正确的是( )
A.入射光线应尽可能靠近法线
B.入射角不宜过小,也不宜过大
C.只需测量一组入射角和折射角就可计算折射率
D.改变入射角多次测量,取折射率的平均值
(2)某次实验中,测得入射角,折射角。已知,。请根据折射定律计算该光刻胶的折射率________。(结果保留2位有效数字)
(3)实验时要求光线细、亮、清晰。某次实验时某实习生误将一定宽度的折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射率与真实值相比会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)BD
(2)1.5
(3)偏大
【详解】(1)AB.为了减小测量误差,入射角不宜过小,否则角度测量的相对误差较大,也不宜过大,否则反射光增强折射光减弱,导致折射光线不清晰,故 A 错误,B 正确;
CD.只测量一组数据偶然误差较大,应改变入射角多次测量,取折射率的平均值以减小偶然误差,故 C 错误,D 正确。
故选BD。
(2)根据折射定律
由题图可知入射角 ,折射角 。代入数据得
(3)将折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射角 小于真实折射角 。根据折射率计算公式 ,由于 偏小, 偏小,导致计算出的折射率 偏大。
⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长
16.(2026·福建福州·三模)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,光源正常发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出。下列测量采用了类似方法的是( )
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
(2)该同学转动手轮,使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,然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数如图乙所示为_______mm。
(3)若相邻亮条纹的间距为、单缝与屏的距离为,双缝与屏的距离为,单缝宽为,双缝间距为,则光的波长用上述部分物理量可表示为________。
(4)关于此实验,下面几种说法正确的是( )
A.仅将单缝移近双缝,光屏上观察到的条纹数变少
B.仅撤掉滤光片,光屏上不能观察到干涉图样
C.仅撤掉双缝,光屏上可能观察到明暗相间的条纹
【答案】(1)C
(2)11.652
(3)
(4)C
【详解】(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出。使用了积累法,减小了测量误差,“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量,同样使用了积累法,减小了测量误差。
故选C。
(2)螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,图乙的读数为
(3)根据干涉条纹间距公式有
整理得
(4)A.根据干涉条纹间距公式有
光屏上观察到的条纹数与单缝移和双缝距离无关,故A错误;
B.仅撤掉滤光片,通过单缝和双缝的是复色光,满足干涉条件,光屏仍能观察到干涉图样,故B错误;
C.仅撤掉双缝,光通过单缝发生衍射,在光屏上能观察到明暗相间的条纹,故C正确。
故选C。
17.(2026·福建宁德·二模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,装置如图所示。
(1)①所表示的实验器材是_________(选填“单缝”或“双缝”)。
(2)如果双缝间距为,双缝到毛玻璃屏的距离为,毛玻璃屏上第一条亮纹到第五条亮纹间距为,则光的波长为_________(用、、表示)。
【答案】(1)单缝
(2)
【详解】(1)在双缝干涉实验中,为了获取相干光源,光路顺序依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏。单缝的作用是获得线光源,双缝的作用是获得频率相同的相干光源。图中①位于光源之后、双缝之前,故①为单缝。
(2)根据双缝干涉条纹间距公式
第一条亮纹到第五条亮纹的间距为,这两条亮纹之间包含个条纹间距,故相邻条纹间距
联立解得光的波长
18.(2026·福建泉州·三模)“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示,光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况,通过计算机显示成图像。
(1)双缝挡光片应该是图甲中__________(填“”或“”)。
(2)光源有红光和绿光两种,其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________(填“乙”或“丙”)
(3)某次实验中,已知双缝间距为,双缝到光传感器间的距离为,计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为,第5条明条纹中心的横坐标为,由以上数据可测得该单色光的波长是__________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)Q
(2)丙
(3)520
【详解】(1)双缝实验原理图,如图所示。
题干中所给光源为单色光源,所以不需要滤光片,则根据先后顺序,为单缝挡光片,为双缝挡光片。
(2)相邻两条亮(或暗)条纹之间的距离
其中,为两缝到屏的距离,为两缝的间距,为光波的波长。
对于题干中的红光和绿光,、一样,
所以
乙图为绿光,丙图为红光。
(3)相邻两条亮(或暗)条纹之间的距离
代入数据得
19.(2025·福建福州·三模)如图甲所示,在利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝的间距为d,双缝到光屏的距离为L。
(1)实验得到明暗相间的条纹,转动手轮,使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时,手轮上的示数如图乙所示,则对准第1条时示数x1=________mm;分划板的中心刻度线对准第6条亮条纹的中心时,手轮上的示数x2;计算波长的表达式为λ=________(用题目中所给符号表示)。
(2)某同学观察到如图丙所示图像,应调节图中的________(填“单缝”或“测量头”);若没有调节,会导致波长的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其实际值。
【答案】(1)9.812/9.811/9.813
(2) 测量头 大于
【详解】(1)[1] 对准第1条时示数,由于读数误差,在9.811mm~9.813mm范围内均可。
[2]由,则波长的表达式为
(2)[1][2]条纹倾斜,与刻线没有平行,则应调节图中的测量头。若没有调节,则导致条纹间距Δx偏大,进而导致波长的测量值大于其实际值。
20.(2025·广东佛山·二模)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)某个实验小组要测量小车匀加速运动的加速度,使用了打点频率为f的打点计时器获得了该运动的一条纸带,每隔4个点取一个计数点,该小组取了连续的计数点O、A、B,分别测量了OA和OB的距离为x1、x2,则相邻计数点之间的时间间隔T=______,小车的加速度大小a=______。(用f、x1、x2表示)
(2)“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图所示,在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了______。
A.调节单缝,使单缝和双缝平行 B.调节双缝,使双缝和单缝平行
C.调节单缝,使单缝和双缝高度相同 D.调节双缝,使双缝和单缝高度相同
(3)某实验小组用如图甲所示的装置探究“两个互成角度的力合成规律”。弹簧测力计A的一端钩在固定的钉子P上,用手拉动弹簧测力计B的一端,使结点O静止在某位置,结点下方挂着一物体M,根据实验要求作出两个弹力的合力F并与M的重力G比较,从而得出实验结果。在实验过程中,下列正确的是( )
A.M的质量越大,实验误差越小
B.多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置
C.弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果
D.在确定弹力方向时,需用铅笔沿着细线画直线
【答案】(1)
(2)A
(3)BC
【详解】(1)[1]由于打点频率为f,且每隔4个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为
[2]小车运动的加速度为
(2)在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了调节单缝,使单缝和双缝平行。
故选A。
(3)A.M的质量越大,越容易使得弹簧弹力超出量程,所以实验误差越大,故A错误;
B.多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置,保证三力平衡即可,故B正确;
C.弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果,故C正确;
D.在确定弹力方向时,不能用铅笔沿着细线画直线,而应该找直线上相距较远的两个投影点,然后用直尺连线,故D错误。
故选BC。
重难·创新演练
设题创新:命题反套路,弱化课本标准实验装置,多结合改进装置、生活简易方案出题。常把异形玻璃砖、半圆形介质、不同光源、改装双缝装置作为载体,考查原理迁移,避免直接套用固定实验步骤。会设置光路偏移、条纹模糊、条纹倾斜等新颖情景,要求学生自主分析操作失误原因。常与折射、色散知识点交叉融合,把实验测得的折射率、波长作为纽带分析色光性质。部分题目开放设问,不给出固定操作流程,需要学生自主设计步骤、评估方案优劣。注重考查实验思想迁移,以创新实验装置考查基础原理,规避刷题套路,侧重科学思维与实验探究能力,区分死记步骤与理解本质的考生。
1.(2023·福建宁德·一模)某同学做测定玻璃折射率的实验,用大头针按正确操作后,作出图示光路并测出大头针相关角度。在用获得的多组数据和作出的下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据折射定律
故
故图像中,可能正确的是B选项图。
故选B。
2.利用图中所示装置研究双缝干涉现象,下面几种说法正确的是( )
A.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
B.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽
C.将屏移近双缝,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变宽
【答案】B
【详解】试题分析:将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距不变.故A错误.将滤光片由蓝色的换成红色的,波长变长,根据知,干涉条纹间距变宽.故B正确.将屏移近双缝,L变小,根据知,干涉条纹间距变窄.故C错误.换一个两缝之间距离较大的双缝,d变大,根据知,干涉条纹间距变窄.故D错误,故选B.
考点:双缝干涉
3.干涉实验装置如图甲所示,用红色的激光可以照出如图乙所示的干涉条纹。已知双缝之间的距离为d,双缝到光屏的距离为L,图乙中已经测出,则该红色激光的波长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】图乙为双缝干涉条纹图,两条虚线均通过亮纹中心,其间跨过4个相邻亮纹间距,所以相邻亮纹间距为。由双缝干涉相邻亮纹间距公式得
整理得
故选B。
4.如图, “测量玻璃的折射率”实验中,正确的是( )
A.将玻璃砖的边 PQ画到P'Q',折射率的测量值偏小
B.量角器量出i1、i2,可求出玻璃砖的折射率
C.大头针 P4只需挡住大头针P3
D.增大 i1,经过P1、P2的光在PQ面上会发生全反射
【答案】A
【详解】B.量角器量出i1、i2,可求出玻璃砖的折射率,故B错误;
A.将玻璃砖的边 PQ画到P'Q',由题图可知折射角i2测量值偏大,根据可知,折射率的测量值偏小,故A正确;
C.大头针 P4需要挡住大头针P3以及P1、P2的像,故C错误;
D.根据图中几何关系可知,光线在PQ面的入射角等于在MN面的折射角,根据光路可逆可知,增大 i1,经过P1、P2的光在PQ面上不会发生全反射,故D错误。
故选A。
5.如图甲,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法中正确的是( )
A.换用间距更小的双缝,观察到的条纹宽度会变小
B.若用红光替换绿光实验,观察到的条纹个数会增加
C.若实验中将条纹数量多数一条,则波长测量值将偏小
D.若乙图中亮条纹与分划板中心刻线未对齐,需旋转双缝进行调整
【答案】C
【详解】A.根据可知,换用间距更小的双缝,观察到的条纹宽度会变大,选项A错误;
B.根据可知,若用红光替换绿光实验,红光波长较长,则条纹间距变大,则观察到的条纹个数会减小,选项B错误;
C.若实验中将条纹数量多数一条,则条纹间距偏小,则波长测量值将偏小,选项C正确;
D.若乙图中亮条纹与分划板中心刻线未对齐,若要使两者对齐,则需要旋转测量头进行调整,选项D错误。
故选C。
6.(2025·北京东城·二模)
(1)在“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中,作出的光路图及测出的相关角度如图1所示。此玻璃砖的折射率_____(用图中的、表示)。
(2)在“利用双缝干涉测光的波长”的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离。用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图2所示,分划板的“十”字在图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为,_____,如图3所示。则该单色光的波长_____。
(3)探究光电效应规律的装置如图4所示,光电管阴极的材料是金属铷。用不同频率的光照射该光电管的阴极,测得铷的遏止电压与入射光频率的关系图像如图5所示,则普朗克常量_____,该金属的截止频率_____。已知电子电荷量。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)15.6
(3)
【详解】(1)根据折射率定义可知
(2)[1]图3可知游标卡尺为10分度,精度为0.1mm,故
[2]结合图2易得相邻两条纹间距
代入题中数据,解得
(3)[1]根据光电效应方程有
整理得
可知图像斜率
解得
[2]遏止电压为0时,可知,此时的入射光频率等于金属的截止频率,结合图2易得金属的截止频率
7.(2026·黑龙江大庆·一模)在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,测得双缝间距为,双缝到屏的距离为,如图甲所示。在测量相邻两条亮纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该条纹定为第1亮条纹,读数记为;然后转动手轮,使分划板中心刻线与第亮条纹中心对齐,手轮上的示数如图乙所示,读数记为。
(1)测量头读数__________。则计算光的波长表达式为__________(用题中字母表示)。
(2)将普通光源换成激光光源直接照射双缝,用光传感器进行实验,各器件位置如图丙所示,双缝间距,双缝到光传感器的距离,连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图丁所示。测得区域的宽度为,则相邻条纹间距__________(结果保留小数点后两位),由此可计算出该激光的波长__________。
【答案】(1)9.148/9.149/9.150/9.151/9.152
(2)0.40 640
【详解】(1)[1]固定套管主尺读数为,微分筒刻度线中与基准线重合的是第15格,每格为,所以测量头读数为
[2]双缝干涉相邻亮纹间距满足。从第1条亮纹到第条亮纹共有个间隔,因此读数差对应
联立可得
(2)[1]图丁为光强随位置的分布图,区域两端虚线对应的亮纹中心之间有6个相邻条纹间隔,因此
[2]由双缝干涉关系。将换算为,代入上式可得
代入和得
8.(2026·浙江·一模)小阳、小芳用双缝干涉实验测量激光波长,其实验装置如图1所示。双缝间距。实验时通过改变双缝与观测屏间的距离L测出相应的条纹间距。然后将实验测量数据标在图2的坐标纸上。
(1)请根据实验测量数据点的拟合直线,求出所用激光的波长__________m(保留三位有效数字);
(2)用白炽灯加滤光片代替激光,__________(填“能”、“不能”)测得该光的波长;理由__________。
【答案】(1)()
(2)不能 白炽灯经滤光片后获得单色光,若原有双缝干涉实验装置满足相干条件(有平行的单缝和双缝),则可以产生稳定的等间距干涉条纹,可以通过双缝干涉的规律测得该单色光的波长。但根据图1所示,实验装置缺少单缝。
【详解】(1)根据双缝干涉条纹间距公式
可知图像的斜率
因此波长
从图2的拟合直线取两点计算斜率得
计算得
(2)[1]不能
[2]白炽灯是复色光源,但其发出的光经过滤光片后,可筛选出某一特定波长范围的单色光,若原有双缝干涉实验装置满足相干条件(有平行的单缝和双缝),则可以产生稳定的等间距干涉条纹,可以通过双缝干涉的规律测得该单色光的波长。根据图1所示,实验装置缺少单缝,故无法产生稳定的等间距干涉条纹。
9.(2026·浙江·一模)光源发出的光经过滤光片成为单色光,利用图1所示的装置测量某种单色光的波长。
(1)调节图1中的仪器A,能实现________。
A.改变条纹颜色 B.改变单缝与双缝间的距离
C.改变单缝与双缝的平行程度
(2)如图2所示,实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角,下列说法正确的是________(多选)
A.形成该现象的原因是单、双缝不平行
B.保持遮光筒不动,单独转动测量头,可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行
C.保持遮光筒与测量头不动,调节可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行
D.不做任何调整,最终测量的波长大于真实值
(3)在利用激光进行双缝干涉实验时,用波长的红光照射双缝和,若屏上点距双缝的路程差为,如图3所示,则点将出现________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
【答案】(1)C
(2)BD
(3)暗条纹
【详解】(1)A.仪器用于调节单缝方向,不能改变单色光的波长,故A错误;
BC.调节能改变单缝与双缝的平行程度,不能改变两缝沿光轴的距离,故B错误,C正确。
故选C。
(2)A.图2中条纹与分划板中心刻线方向不一致,是观察方向未调正;单缝与双缝不平行主要影响条纹的清晰程度,故A错误;
BC.转动测量头可使中心刻线转至与条纹平行;调节只能改变单缝与双缝的相对方向,不能转动中心刻线,故B正确,C错误;
D.图示情形下,沿倾斜方向测得的条纹间距大于相邻条纹的垂直间距。由双缝干涉条纹间距公式可知,测得的波长偏大,故D正确。
故选BD。
(3)图3中两缝到点的路程差与波长之比为
路程差为半波长的奇数倍,两列光在点相消,故出现暗条纹。
10.(2026·广西南宁·模拟预测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,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(目镜),如图甲所示。
(1)图甲中的M、N、P三个光学元件依次为________;
A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝 C.滤光片、单缝、双缝
(2)调整好光具座后,某同学仅换用红色、蓝色两种滤光片分别做实验,所得图样分别如图乙、丙所示,则乙图对应的是用________滤光片得到的图样(选填“红色”“蓝色”)
(3)该同学在光屏上观察到如图丁所示的干涉图样后,他先将测量头的分划板中心刻线与A亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图戊所示,此时读数为________mm;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与B亮条纹中心对齐,记下此时图己中手轮上的示数,若已知该装置双缝间距,双缝到光屏的距离,形成此干涉图样的单色光的波长为________m(最后一空保留2位有效数字)。
【答案】(1)C
(2)红色
(3)2.420
【详解】(1)根据双缝干涉原理可知,M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片。
故选C。
(2)由公式可知,用红色、蓝色两种滤光片分别用同一装置做实验,由于红光的波长比蓝光波长长,则用红色滤光片做实验时条纹间距较大,可知乙图对应的是用红色滤光片得到的图样。
(3)[1]由图戊所示,此时读数为
[2]由图己所示,此时读数为
则相邻条纹间距为
又有
联立可得
真题·实战演练
高频考点:高频考点集中在插针法测折射率的原理、双缝干涉测光波长公式,重点是光路找点、游标卡尺 / 螺旋测微器读数、条纹间距计算。实验操作步骤、仪器调节(单缝双缝平行、共轴等高)是高频选择题考点;误差来源分析、改进方案经常作为实验填空设问。常结合色散,由折射率、波长对比不同色光特点。易错点集中在入射角折射角混淆、条纹计数出错、仪器读数失误、分不清系统误差与偶然误差,是试卷主要失分点。
1.(2025·福建·高考真题)某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸,玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺,如图(a)所示。实验操作过程如下:
(1)调配一定浓度的糖水,注入水平放置的玻璃缸中。
(2)打开激光器,让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
(3)调整激光器,使入射点O处于竖直刻度尺的正后方,光路如图(b)所示,其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点,B点是折射光线与玻璃缸底部的交点,A、B点到法线的距离分别为,到液面的距离分别为。测得的值,并利用表达式________(用表示)求出糖水折射率。
(4)改变缸内糖水浓度,进行多次实验,将实验数据填入下表。
浓度/%
11.8
21.1
32.0
39.1
51.1
折射率n
1.34
1.36
1.38
1.40
1.42
(5)在图(c)给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点,可知糖水折射率随浓度近似线性变化,绘制出“”图线________。
(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大________。(结果保留2位有效数字)
【答案】 0.020
【详解】(3)[1]设入射角为,折射角为,根据几何关系有,
根据折射定律
可得糖水的折射率为
(5)[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线,“”图线如图所示
(6)[3]由图线可知,图线斜率为0.20,即浓度每增加10.0%,折射率增大0.020。
2.(2026·江西·高考真题)某小组探究盐水浓度对折射率的影响。
(1)首先在纸带上画一条直线,并在直线上作两个明显的标记点、,用游标卡尺测出两标记点的距离,如图(a)所示,读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。
(2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面,激光笔安装于铁架台上。调整实验装置,使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内,光线与竖直方向成角,且光线照射的光斑恰好在标记点,此后装置固定不动,如图(b)所示。向水槽里缓慢加入被测液体,直至光斑沿连线移动到标记点,测量并记录液面高度。
如图(c)所示,以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系,虚线为液面所在位置。请在图(c)中画出液面高度为时,激光由空气入射到液体的光路图(入射光线、法线和折射光线)。
(3)由折射定律可得,液体的折射率___________(用,表示)。
(4)该小组配制了5种不同浓度的盐水,依据上述方案重复实验,所得数据点如图(d)所示。为得到折射率随浓度的变化规律,请在图(d)中作出图线。
(5)从图(d)中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。(式中数字保留三位小数)
【答案】(1)2.325
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)20分度游标尺最小刻度为0.05mm,故读数
(2)根据题意可得激光由空气入射到液体的光路图如图所示
(3)折射角满足
折射率
(4)根据描点法可得图线如图所示
(5)由图可知图线斜率
截距
可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为
3.(2026·浙江·高考真题)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示,
(1)在图1的装置中,1位置为___________(选填“单缝”或“双缝”)
(2)若在目镜视场中发现整体很暗且条纹不清晰,需要___________(选填“上下”或“左右”)拨动拨杆,并且前后移动光源或透镜,使光源发出的光能更集中地会聚在___________(选填“①”或“②”)位置。若图样右侧条纹清晰,但左侧较暗,如图2所示,可调节___________(选填“拨杆”、“手轮”或“光源”),使整个目镜视场条纹清晰明亮。
(3)实验发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行,如图3,则需要___________
A.拨动拨杆 B.旋转整个测量头
C.旋转单缝 D.转动测量头上的手轮
(4)干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离,式中指的是图1装置中___________
A.①③之间的距离 B.①④之间的距离
C.②③之间的距离 D.②④之间的距离
【答案】(1)单缝
(2)左右 ① 手轮
(3)B
(4)C
【详解】(1)双缝干涉实验的装置沿光传播方向的顺序为:光源→透镜→单缝→双缝→遮光筒→测量头,1位置在双缝之前,因此是单缝。
(2)[1][2]拨杆的作用是左右调节单缝和双缝的取向,让单缝与双缝平行对齐,若整体视场暗、条纹不清晰,需要左右拨动拨杆对齐缝,同时调整光源/透镜位置,将光线会聚在单缝处,保证入射光充足。
[3]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,手轮用于调节目镜的前后位置,使分划板上的干涉条纹清晰。如果手轮调节过度,目镜偏离了最佳位置,会导致视场中只有部分区域的光线能正常进入目镜,从而出现右侧条纹清晰、左侧较暗的现象。此时应反向微调手轮,使整个目镜视场内的条纹都清晰明亮
(3)分划板中心刻线和干涉条纹不平行时,需要旋转整个测量头,让刻线与条纹取向一致
故选B。
(4)公式中的是双缝到光屏(观察屏)的距离,对应图中②是双缝、③是光屏,因此是②③之间的距离。
故选C。
4.(2026·北京·高考真题)
(1)图1为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。平衡阻力后,认为桶和砂所受的重力等于小车所受的合力,则桶和砂的总质量与小车的质量满足的关系是________。
(2)下列实验操作,正确的是_____________(填选项前的字母)。
A.在“验证机械能守恒定律”实验中,先接通电源,后释放重锤
B.在“探究气体等温变化规律”实验中,快速拉动柱塞改变空气柱体积
C.在“测量玻璃的折射率”实验中,为准确确定入射光线的方向,两枚大头针的距离应适当大些
(3)在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学将实验器材连接成如图2所示的电路。闭合开关后,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数几乎不变。拆除导线________可排除故障(填图中导线字母编号)。
排除故障后进行实验。仅考虑由电表内阻引起的实验误差,电阻率的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
【答案】(1) (2)AC (3)c/ac 偏小
【详解】(1)对小车和桶砂整体由牛顿第二定律得加速度
小车实际受到的拉力
只有当时,才可近似认为拉力等于桶和砂的总重力。
(2)A.使用打点计时器的实验都需遵循“先接通电源,待打点稳定后再释放重物”的操作规范以保证充分利用纸带,A正确;
B.探究气体等温变化规律时,需要保证气体状态变化过程温度始终和环境温度一致,快速拉动柱塞会使气体温度发生变化,违背等温条件,B错误;
C.测量玻璃折射率时,两枚大头针间距适当大些,可以减小确定入射光线方向的角度误差,提高实验精度,C正确。
故选AC。
(3)[1]故障分析:图中导线c直接将滑动变阻器的右上接线柱和开关相连,此时滑动变阻器的全部电阻被接入电路,相当于定值电阻,因此移动滑片时电路总电阻几乎不变,电表示数几乎不变。拆除多余的导线c,滑动变阻器即可恢复正常的调节功能,排除故障,也可以拆除导线ac,故答案为c或ac。
[2]误差分析:该电路为电流表外接法,电压表测量的是电阻丝的真实电压,但电流表测量的是电阻丝和电压表的总电流,电流测量值偏大。根据,电阻测量值偏小,再由电阻率公式,因此电阻率的测量值偏小。
5.(2026·山东·高考真题)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。
(1)如图甲所示,将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上,打开光源,调整光路,此过程中应避免激光直接射入眼睛,因为激光具有__________(填“亮度高”或“相干性好”)的特点。
(2)调整光路后,各器件位置如图甲所示,双缝到光传感器的距离______cm。
(3)连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm,则条纹间距_______mm(保留两位有效数字)。
(4)利用公式_______________(用、和表示),某同学计算得该激光的波长为,此波长的光为电磁波中的__________(填“红外线”“可见光”或“紫外线”)。
【答案】(1)亮度高 (2)31.25(31.23~31.27) (3)0.40 (4) 可见光
【详解】(1)激光的亮度高特点使它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,如果直接射入眼睛会对眼睛造成不可逆转的伤害。
(2)根据题图甲可知,双缝所在位置为
光传感器所在的位置为
因此双缝到光传感器的距离
(3)根据题图乙可知,区域有6个条纹间距,则条纹间距
(4)[1]根据双缝干涉条纹间距公式
得
[2]波长在可见光波段,因此此波长的光为电磁波中的可见光。
1 / 19
学科网(北京)股份有限公司
$
第48讲 实验:测介质的折射率 、实验:用双缝干涉测量光的波长(专项训练)
模拟·基础演练
⏳题型01 测玻璃砖的折射率
1.【答案】(1)CADB
(2)
(3)D
2.【答案】
3.【答案】(1)D
(2)ab
4.【答案】(1)
(2)AB
(3)大于
5.【答案】(1)D
(2)C
(3)偏小
⏳题型02 测半圆柱体玻璃砖的折射率
6.【答案】(1)
(2)
(3)甲 比较甲、乙两同学测量折射率的方案,甲同学的测量误差更小,乙同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够准确。
(4)偏大
7.【答案】(1)AD
(2)
【详解】(1)A.激光平行度好,光束细,入射点和光路的定位精度远高于插针法,能减小实验误差,故A正确;
B.选择作为入射点,是因为光线从点进入玻璃砖后,在半圆弧面的入射方向始终沿半径(即垂直于圆弧界面),因此在圆弧面不会发生折射,简化了光路测量,并非此处折射现象最明显,故B错误;
C.设玻璃砖实际半径为,描画的偏大半径为,真实光路图及测量光路图如图所示
根据几何关系可知,
则折射率的测量值为
故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无误差,故C错误;
D.保持激光方向不变,将玻璃砖向上平移后,做出光路图如图所示
当折射光线到达半圆弧面最低点时,由于出射界面切线与入射界面平行,故最终出射光线与原入射光线平行,实现从玻璃砖底部平行出射,故D正确。
故选AD。
(2)由上述分析可知,入射角及折射角的正弦值分别满足,
故玻璃砖的折射率
即图像的斜率等于玻璃砖的折射率。 从图乙取直线上两点计算斜率,可得斜率约为
即折射率为。
8.【答案】和 3.08/3.07/3.09 1.5
【详解】[1][2][3]当大头针同时将和的像挡住,是入射光线的折射光线;在界面处发生折射,是入射角,是折射角,根据折射定律,折射率
其中,
和分别为半圆的半径,即折射率
用刻度尺分别测出线段AB的长度和线段CD的长度。刻度尺的最小分度值为1mm,由图可知l2=3.08cm
玻璃砖的折射率
依次求得每次实验的折射率,再求出平均值即可得到玻璃砖的折射率。
9.【答案】(1)D
(2)B
(3)AC
【详解】(1)AB.玻璃砖的折射率满足
其中对应空气中的光线与界面法线的夹角,对应玻璃砖内的光线与界面法线的夹角,当光从空气垂直射向玻璃砖界面的点时,从圆弧面射出的光线入射角,故光线不发生偏折,光路图如下
和两针应与、共线,故A、B错误;
C.同理,根据
当光从玻璃砖圆弧面射出时,做出光路图如下
光从玻璃射向空气,玻璃砖中的入射角应小于空气中的出射角,故和两针应偏向图中的右上方,故C错误;
D.同理,由入射光线的位置做出光路图如下
可知和两针的位置符合光的折射特征,故D正确。
故选D。
(2)若大头针、未竖直,倾斜后针帽位置会偏离入射光线,只有针尖位于入射光线上,因此插时,需要让挡住、的针尖,才能保证在出射光线的正确位置。
故选B。
(3)A.半径更大的半圆柱玻璃砖,测量时相对误差更小,能提高实验精度,故A正确;
B.粗大头针会导致确定点位置的误差变大,降低精度,故B错误;
C.同侧(入射侧或出射侧)的两枚大头针间距越大,确定光线方向时的误差越小,能提高精度,故C正确;
D.分别位于玻璃砖两侧的大头针间距大,对提高精度没有帮助,精度由同侧两枚大头针的间距决定,D错误。
故选AC。
10.【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
⏳题型03 测透明液体的折射率
11.【答案】(1)内径/直径
(2)
(3)偏小
【详解】(1)为测量白酒的折射率,需要知道入射角和折射角的三角函数关系。插入酒杯的刻度尺可以测量入射角和折射角所在直角三角形一条直角边的长度,因此还需要测量另外一条直角边的长度,即O点到刻度尺的水平距离,该距离为酒杯的内径。
(2)杯中未倒酒时,与法线的夹角为入射角,由几何关系得
倒满酒后,与法线的夹角为折射角为,由几何关系得
根据折射定律,整理得
(3)零刻线在P点偏上,则测得的比真实值偏小,而测得的即为真实值。由的表达式可知,测得的偏小,则测量得到的折射率偏小。
12.【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。
13.【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
14.【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。
15.【答案】(1)BD
(2)1.5
(3)偏大
【详解】(1)AB.为了减小测量误差,入射角不宜过小,否则角度测量的相对误差较大,也不宜过大,否则反射光增强折射光减弱,导致折射光线不清晰,故 A 错误,B 正确;
CD.只测量一组数据偶然误差较大,应改变入射角多次测量,取折射率的平均值以减小偶然误差,故 C 错误,D 正确。
故选BD。
(2)根据折射定律
由题图可知入射角 ,折射角 。代入数据得
(3)将折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射角 小于真实折射角 。根据折射率计算公式 ,由于 偏小, 偏小,导致计算出的折射率 偏大。
⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长
16.【答案】(1)C
(2)11.652
(3)
(4)C
【详解】(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出。使用了积累法,减小了测量误差,“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量,同样使用了积累法,减小了测量误差。
故选C。
(2)螺旋测微器的最小分度值为0.01mm,图乙的读数为
(3)根据干涉条纹间距公式有
整理得
(4)A.根据干涉条纹间距公式有
光屏上观察到的条纹数与单缝移和双缝距离无关,故A错误;
B.仅撤掉滤光片,通过单缝和双缝的是复色光,满足干涉条件,光屏仍能观察到干涉图样,故B错误;
C.仅撤掉双缝,光通过单缝发生衍射,在光屏上能观察到明暗相间的条纹,故C正确。
故选C。
17.【答案】(1)单缝
(2)
【详解】(1)在双缝干涉实验中,为了获取相干光源,光路顺序依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏。单缝的作用是获得线光源,双缝的作用是获得频率相同的相干光源。图中①位于光源之后、双缝之前,故①为单缝。
(2)根据双缝干涉条纹间距公式
第一条亮纹到第五条亮纹的间距为,这两条亮纹之间包含个条纹间距,故相邻条纹间距
联立解得光的波长
18.【答案】(1)Q
(2)丙
(3)520
【详解】(1)双缝实验原理图,如图所示。
题干中所给光源为单色光源,所以不需要滤光片,则根据先后顺序,为单缝挡光片,为双缝挡光片。
(2)相邻两条亮(或暗)条纹之间的距离
其中,为两缝到屏的距离,为两缝的间距,为光波的波长。
对于题干中的红光和绿光,、一样,
所以
乙图为绿光,丙图为红光。
(3)相邻两条亮(或暗)条纹之间的距离
代入数据得
19.【答案】(1)9.812/9.811/9.813
(2) 测量头 大于
【详解】(1)[1] 对准第1条时示数,由于读数误差,在9.811mm~9.813mm范围内均可。
[2]由,则波长的表达式为
(2)[1][2]条纹倾斜,与刻线没有平行,则应调节图中的测量头。若没有调节,则导致条纹间距Δx偏大,进而导致波长的测量值大于其实际值。
20.【答案】(1)
(2)A
(3)BC
【详解】(1)[1]由于打点频率为f,且每隔4个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为
[2]小车运动的加速度为
(2)在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了调节单缝,使单缝和双缝平行。
故选A。
(3)A.M的质量越大,越容易使得弹簧弹力超出量程,所以实验误差越大,故A错误;
B.多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置,保证三力平衡即可,故B正确;
C.弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果,故C正确;
D.在确定弹力方向时,不能用铅笔沿着细线画直线,而应该找直线上相距较远的两个投影点,然后用直尺连线,故D错误。
故选BC。
重难·创新演练
设题创新:命题反套路,弱化课本标准实验装置,多结合改进装置、生活简易方案出题。常把异形玻璃砖、半圆形介质、不同光源、改装双缝装置作为载体,考查原理迁移,避免直接套用固定实验步骤。会设置光路偏移、条纹模糊、条纹倾斜等新颖情景,要求学生自主分析操作失误原因。常与折射、色散知识点交叉融合,把实验测得的折射率、波长作为纽带分析色光性质。部分题目开放设问,不给出固定操作流程,需要学生自主设计步骤、评估方案优劣。注重考查实验思想迁移,以创新实验装置考查基础原理,规避刷题套路,侧重科学思维与实验探究能力,区分死记步骤与理解本质的考生。
1.【答案】B
【详解】根据折射定律
故
故图像中,可能正确的是B选项图。
故选B。
2.【答案】B
【详解】试题分析:将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距不变.故A错误.将滤光片由蓝色的换成红色的,波长变长,根据知,干涉条纹间距变宽.故B正确.将屏移近双缝,L变小,根据知,干涉条纹间距变窄.故C错误.换一个两缝之间距离较大的双缝,d变大,根据知,干涉条纹间距变窄.故D错误,故选B.
3.【答案】B
【详解】图乙为双缝干涉条纹图,两条虚线均通过亮纹中心,其间跨过4个相邻亮纹间距,所以相邻亮纹间距为。由双缝干涉相邻亮纹间距公式得
整理得
故选B。
4.【答案】A
【详解】B.量角器量出i1、i2,可求出玻璃砖的折射率,故B错误;
A.将玻璃砖的边 PQ画到P'Q',由题图可知折射角i2测量值偏大,根据可知,折射率的测量值偏小,故A正确;
C.大头针 P4需要挡住大头针P3以及P1、P2的像,故C错误;
D.根据图中几何关系可知,光线在PQ面的入射角等于在MN面的折射角,根据光路可逆可知,增大 i1,经过P1、P2的光在PQ面上不会发生全反射,故D错误。
故选A。
5.【答案】C
【详解】A.根据可知,换用间距更小的双缝,观察到的条纹宽度会变大,选项A错误;
B.根据可知,若用红光替换绿光实验,红光波长较长,则条纹间距变大,则观察到的条纹个数会减小,选项B错误;
C.若实验中将条纹数量多数一条,则条纹间距偏小,则波长测量值将偏小,选项C正确;
D.若乙图中亮条纹与分划板中心刻线未对齐,若要使两者对齐,则需要旋转测量头进行调整,选项D错误。
故选C。
6.【答案】(1)
(2)15.6
(3)
【详解】(1)根据折射率定义可知
(2)[1]图3可知游标卡尺为10分度,精度为0.1mm,故
[2]结合图2易得相邻两条纹间距
代入题中数据,解得
(3)[1]根据光电效应方程有
整理得
可知图像斜率
解得
[2]遏止电压为0时,可知,此时的入射光频率等于金属的截止频率,结合图2易得金属的截止频率
7.【答案】(1)9.148/9.149/9.150/9.151/9.152
(2)0.40 640
【详解】(1)[1]固定套管主尺读数为,微分筒刻度线中与基准线重合的是第15格,每格为,所以测量头读数为
[2]双缝干涉相邻亮纹间距满足。从第1条亮纹到第条亮纹共有个间隔,因此读数差对应
联立可得
(2)[1]图丁为光强随位置的分布图,区域两端虚线对应的亮纹中心之间有6个相邻条纹间隔,因此
[2]由双缝干涉关系。将换算为,代入上式可得
代入和得
8.【答案】(1)()
(2)不能 白炽灯经滤光片后获得单色光,若原有双缝干涉实验装置满足相干条件(有平行的单缝和双缝),则可以产生稳定的等间距干涉条纹,可以通过双缝干涉的规律测得该单色光的波长。但根据图1所示,实验装置缺少单缝。
【详解】(1)根据双缝干涉条纹间距公式
可知图像的斜率
因此波长
从图2的拟合直线取两点计算斜率得
计算得
(2)[1]不能
[2]白炽灯是复色光源,但其发出的光经过滤光片后,可筛选出某一特定波长范围的单色光,若原有双缝干涉实验装置满足相干条件(有平行的单缝和双缝),则可以产生稳定的等间距干涉条纹,可以通过双缝干涉的规律测得该单色光的波长。根据图1所示,实验装置缺少单缝,故无法产生稳定的等间距干涉条纹。
9.【答案】(1)C
(2)BD
(3)暗条纹
【详解】(1)A.仪器用于调节单缝方向,不能改变单色光的波长,故A错误;
BC.调节能改变单缝与双缝的平行程度,不能改变两缝沿光轴的距离,故B错误,C正确。
故选C。
(2)A.图2中条纹与分划板中心刻线方向不一致,是观察方向未调正;单缝与双缝不平行主要影响条纹的清晰程度,故A错误;
BC.转动测量头可使中心刻线转至与条纹平行;调节只能改变单缝与双缝的相对方向,不能转动中心刻线,故B正确,C错误;
D.图示情形下,沿倾斜方向测得的条纹间距大于相邻条纹的垂直间距。由双缝干涉条纹间距公式可知,测得的波长偏大,故D正确。
故选BD。
(3)图3中两缝到点的路程差与波长之比为
路程差为半波长的奇数倍,两列光在点相消,故出现暗条纹。
10.【答案】(1)C
(2)红色
(3)2.420
【详解】(1)根据双缝干涉原理可知,M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片。
故选C。
(2)由公式可知,用红色、蓝色两种滤光片分别用同一装置做实验,由于红光的波长比蓝光波长长,则用红色滤光片做实验时条纹间距较大,可知乙图对应的是用红色滤光片得到的图样。
(3)[1]由图戊所示,此时读数为
[2]由图己所示,此时读数为
则相邻条纹间距为
又有
联立可得
真题·实战演练
高频考点:高频考点集中在插针法测折射率的原理、双缝干涉测光波长公式,重点是光路找点、游标卡尺 / 螺旋测微器读数、条纹间距计算。实验操作步骤、仪器调节(单缝双缝平行、共轴等高)是高频选择题考点;误差来源分析、改进方案经常作为实验填空设问。常结合色散,由折射率、波长对比不同色光特点。易错点集中在入射角折射角混淆、条纹计数出错、仪器读数失误、分不清系统误差与偶然误差,是试卷主要失分点。
1.【答案】 0.020
【详解】(3)[1]设入射角为,折射角为,根据几何关系有,
根据折射定律
可得糖水的折射率为
(5)[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线,“”图线如图所示
(6)[3]由图线可知,图线斜率为0.20,即浓度每增加10.0%,折射率增大0.020。
2.【答案】(1)2.325
(2)
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)20分度游标尺最小刻度为0.05mm,故读数
(2)根据题意可得激光由空气入射到液体的光路图如图所示
(3)折射角满足
折射率
(4)根据描点法可得图线如图所示
(5)由图可知图线斜率
截距
可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为
3.【答案】(1)单缝
(2)左右 ① 手轮
(3)B
(4)C
【详解】(1)双缝干涉实验的装置沿光传播方向的顺序为:光源→透镜→单缝→双缝→遮光筒→测量头,1位置在双缝之前,因此是单缝。
(2)[1][2]拨杆的作用是左右调节单缝和双缝的取向,让单缝与双缝平行对齐,若整体视场暗、条纹不清晰,需要左右拨动拨杆对齐缝,同时调整光源/透镜位置,将光线会聚在单缝处,保证入射光充足。
[3]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,手轮用于调节目镜的前后位置,使分划板上的干涉条纹清晰。如果手轮调节过度,目镜偏离了最佳位置,会导致视场中只有部分区域的光线能正常进入目镜,从而出现右侧条纹清晰、左侧较暗的现象。此时应反向微调手轮,使整个目镜视场内的条纹都清晰明亮
(3)分划板中心刻线和干涉条纹不平行时,需要旋转整个测量头,让刻线与条纹取向一致
故选B。
(4)公式中的是双缝到光屏(观察屏)的距离,对应图中②是双缝、③是光屏,因此是②③之间的距离。
故选C。
4.【答案】(1)
(2)AC
(3)c/ac 偏小
【详解】(1)对小车和桶砂整体由牛顿第二定律得加速度
小车实际受到的拉力
只有当时,才可近似认为拉力等于桶和砂的总重力。
(2)A.使用打点计时器的实验都需遵循“先接通电源,待打点稳定后再释放重物”的操作规范以保证充分利用纸带,A正确;
B.探究气体等温变化规律时,需要保证气体状态变化过程温度始终和环境温度一致,快速拉动柱塞会使气体温度发生变化,违背等温条件,B错误;
C.测量玻璃折射率时,两枚大头针间距适当大些,可以减小确定入射光线方向的角度误差,提高实验精度,C正确。
故选AC。
(3)[1]故障分析:图中导线c直接将滑动变阻器的右上接线柱和开关相连,此时滑动变阻器的全部电阻被接入电路,相当于定值电阻,因此移动滑片时电路总电阻几乎不变,电表示数几乎不变。拆除多余的导线c,滑动变阻器即可恢复正常的调节功能,排除故障,也可以拆除导线ac,故答案为c或ac。
[2]误差分析:该电路为电流表外接法,电压表测量的是电阻丝的真实电压,但电流表测量的是电阻丝和电压表的总电流,电流测量值偏大。根据,电阻测量值偏小,再由电阻率公式,因此电阻率的测量值偏小。
5.【答案】(1)亮度高
(2)31.25(31.23~31.27)
(3)0.40
(4) 可见光
【详解】(1)激光的亮度高特点使它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,如果直接射入眼睛会对眼睛造成不可逆转的伤害。
(2)根据题图甲可知,双缝所在位置为
光传感器所在的位置为
因此双缝到光传感器的距离
(3)根据题图乙可知,区域有6个条纹间距,则条纹间距
(4)[1]根据双缝干涉条纹间距公式
得
[2]波长在可见光波段,因此此波长的光为电磁波中的可见光。
1 / 19
学科网(北京)股份有限公司
$
第48讲 实验:测介质的折射率 、实验:用双缝干涉测量光的波长(专项训练)
目 录
研判·考情前瞻 2
巩固·知识解构 2
知识点1 实验:测定玻璃的折射率 2
知识点2 实验:用双缝干涉测光的波长 4
模拟·基础演练 5
题型01 测玻璃砖的折射率 6
题型02 测半圆柱体玻璃砖的折射率 8
题型03 测透明液体的折射率 12
题型04 用双缝干涉实验测量光的波长 14
重难·创新演练 17
真题·实战演练 22
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
实验:测定玻璃的折射率
实验题T12(8分)
实验:用双缝干涉测光的波长
考情分析
本专题以实验填空、选择题为主,单选 4 分、多选 6 分,实验大题多为 6-8 分。命题围绕插针法测折射率、双缝干涉测光波长两个基础光学实验。重点考查实验原理、装置调节、光路绘制、仪器读数、数据计算与误差分析;经常和折射定律、干涉条纹规律综合命题。侧重实验探究,考查动手逻辑与误差辨析能力,区分两个实验原理与操作差异,中档题型居多。
复习目标
吃透两个光学实验的原理,熟练掌握插针法确定光路、双缝干涉装置调节要点;掌握游标卡尺、螺旋测微器读数方法,规范利用光路、条纹数据完成折射率、波长计算;分清两类实验误差来源,辨析操作失误带来的结果偏差;能从装置图、表格数据提取实验信息;规避角度找错、条纹数计数错误、读数估读失误等易错点,分清两个实验的适用原理,熟练应对光学实验类考题。
巩固·知识解构
知识点1 实验:测定玻璃的折射率
1.实验原理
如图所示,当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,从而画出折射光线OO′,求出折射角θ2,再根据n=或n=计算出玻璃的折射率。
2.实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。
3.实验步骤
(1)用图钉把白纸固定在木板上。
(2)在白纸上画一条直线aa′,并取aa′上的一点O为入射点,作过O点的法线MM′。
(3)画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P1、P2两根大头针。
(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb′。
(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P1的像被P2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P3和P1、P2的像。
(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′,连接O、O′得线段OO′。
(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
(8)改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的,并取平均值。
4.数据处理
(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的,并取平均值。
(2)作sin θ1-sin θ2图像:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2的图像,由n=可知图像应是过原点的直线,如图所示,其斜率为折射率。
(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n。
以入射点O为圆心,以一定的长度R为半径画圆,交入射光线AO于E点,交折射光线OO′于E′点,过E作NN′的垂线EH,过E′作NN′的垂线E′H′,如图3所示,sin θ1=,sin θ2=,OE=OE′=R,则n==。只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n。
✨得分速记:
不同光学介质模型对光路控制
平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上下表面是平行的
横截面为三角形
横截面是圆
对光线的作用
通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移
通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折
圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折
应用
测定玻璃的折射率
改变光的传播方向
改变光的传播方向
特别提醒:不同颜色的光的频率不同,在同一种介质中的折射率、光速也不同,发生全反射现象的临界角也不同。
知识点2 实验:用双缝干涉测光的波长
1.实验原理
单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足λ=Δx.
2.实验过程
(1)观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示.
②接好光源,打开开关,使灯丝正常发光.
③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏.
④安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为5~10 cm.
⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.
(2)测定单色光的波长
①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹.
②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮条纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第n条亮条纹.
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的).
④改变双缝间的距离d,双缝到屏的距离l,重复测量.
3.数据处理
(1)条纹间距Δx=.
(2)波长λ=Δx.
(3)计算多组数据,求λ的平均值.
4.注意事项
(1)安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当.
(2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近.
(3)调节的基本依据:照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行所致.
✨得分速记
会分析光的薄膜干涉
(1)薄膜干涉形成原因:如图所示,竖直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上时,从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来,形成两列频率相同的光波,并且叠加.
(2)明暗条纹的判断方法:
两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr,等于薄膜厚度的2倍.
在P1、P2处,Δr=nλ(n=1,2,3…),薄膜上出现明条纹.
在Q处,Δr=(2n+1)(n=0,1,2,3…),薄膜上出现暗条纹.
模拟·基础演练
考查重点:福建高考对这两个光学实验的考查,立足实验原理、操作规范与数据处理,侧重折射率测量、双缝干涉测光波长的原理理解,重视光路确定、条纹间距测量、误差来源分析。命题常结合实验装置、光路图、读数表格设问,会考查插针法、双缝干涉装置调节,常和折射定律、条纹间距公式综合。注重实验探究能力,会涉及仪器调节、异常光路、条纹缺失等问题,题型以选择、实验填空为主,计算难度适中,重在实验建模,强调从实验情境提取信息,完成原理判断、读数运算、误差分析的完整逻辑链条。
⏳题型01 测玻璃砖的折射率
1.(2024·福建·三模)某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率,主要实验操作如下:
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c,使c恰好把a、b的像都挡住;
B.将玻璃砖拿走,在白纸上作光路图,进行测量计算,得出折射率;
C.在木板上铺一张白纸,把玻璃砖放在纸上,描出玻璃砖的四个边,然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab,用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针,调整眼睛的位置,使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d,使d恰好把a、b的像和c都挡住;
请回答下列问题:
(1)请将上述实验操作按照正确步骤排序:______
(2)实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示,请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图______,并标明入射面的入射角与折射角,该玻璃砖的折射率为______。
(3)该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验,如图乙所示,两块棱镜放在空气中,两者的AC面是平行放置的,插针、的连线垂直于AB面,若操作无误,则在右边的插针应该是______(填选项字母)。
A.、 B.、 C.、 D.、
2.(2026·浙江嘉兴·一模)如图所示,在测量三棱镜玻璃砖(图中)折射率的实验中,在玻璃砖一侧插上大头针、。在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针后使能把、的像都挡住;再插上大头针,使能把及、的像都挡住。若不测量角度,则可直接通过测量长度测出玻璃砖的折射率。在纸上标出的大头针位置(×)和三棱镜轮廓(实线),并以连线与棱镜边界的交点为圆心画一个圆。在答题卡相应位置的图上画出完整光路图___________,并标出需要测量的物理量,则折射率的表达式为____________(请用图上标出的量表示)。
3.(2026·四川泸州·一模)某兴趣小组为了测量玻璃三棱镜的折射率,先在白纸上放好三棱镜,如图甲在棱镜的左侧插上两枚大头针和,然后在棱镜的右侧观察到和的像。当的像恰好被的像挡住时,插上大头针和,使挡住、的像,挡住和、的像,在纸上标出的大头针位置并用直线记录下边的位置
(1)下列哪个措施能够提高实验准确程度( )
A.选用截面为正三角形的三棱镜 B.让和的连线与垂直
C.选用粗的大头针完成实验 D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大点
(2)完成插针后,若要测出折射率还应在白纸上记录下边的位置_________(选填“”或“”),才能完成如图乙所示的光路,并测出穿过界面的光线入射角、出射角的角度,则玻璃三棱镜的折射率为___________。
4.(2026·云南怒江·一模)如图甲所示,一物理兴趣小组进行“测定玻璃的折射率”实验。某组员在A、B、C、D四点分别插上、、和四枚大头针,用量角器测出图甲中的和。
(1)图甲中的玻璃砖的折射率为___________(用和表示)。
(2)下列措施能够提高实验准确度的是___________。
A.在玻璃砖的出射侧插针时,为便于观察,、间的距离应稍远一些
B.换用光学面间距(厚度)更大的同种玻璃砖重新实验
C.实验前必须用直尺检验玻璃砖的两个折射面是否严格平行
D.让入射光线尽量靠近法线,以减小光线在分界面处的偏折程度
(3)该小组成员误将玻璃砖边界和的间距画得过宽,如图乙所示(画成了和)。若其他操作正确,则折射率的真实值___________(填“大于”“小于”或“等于”)测量值。
5.(2026·广西河池·一模)用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中:
(1)①为了减小实验误差,下列操作正确的是________(选填选项前的字母)。
A.必须选择边界平行的玻璃砖
B.为了使、的像重合,、的距离应尽可能小一些
C.入射角变大,会在界面发生全反射,因此入射角应尽量小
D.选用两光学表面间距较大的玻璃砖
②在该实验中,光线由空气射入玻璃砖,设入射角和折射角分别为、,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示,从图线可知玻璃砖的折射率为________(结果保留2位有效数字)。
(2)如图丙所示,某同学按照如下方法处理数据:以点为圆心、为半径作圆,与折射光线的交点为,过点向两介质的交界面作垂线,垂足为,的延长线交于,记,再以点为圆心、为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是________。
A. B. C. D.
(3)如果将玻璃砖的边误画成了,如图丁所示,折射率的测量值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
⏳题型02 测半圆柱体玻璃砖的折射率
6.(2025·福建福州·模拟预测)某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率,准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图,下面是该小组的探究步骤:
①用刻度尺测量玻璃砖的直径 ;
②把白纸固定在水平桌面上,在白纸上建立直角坐标系,将玻璃砖放在白纸上,使其底面圆心和直径分别与 点和 轴重合,再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于 轴放置;
③打开激光笔开关,让激光笔发出的激光束始终指向圆心 射向玻璃砖,从 轴开始在平面内缓慢移动激光笔,在某一位置时,刻度尺上出现两个清晰的光点,通过刻度尺读取两光点与 轴的距离分别为、();
请回答下面问题:
(1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为______(用测得的 、、表示);
(2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置,直到刻度尺上恰好只有一个光点,读取该光点与 轴的距离为,计算该玻璃砖的折射率为______(用测得的 、表示);
(3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案,______(选填“甲”或“乙”)同学的测量误差更小,理由是______;
(4)在操作步骤②中,刻度尺没有与 轴严格垂直,而是逆时针偏离垂直 轴位置,则甲同学测得的折射率较真实值是______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7.(2026·浙江·一模)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。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴,并使其圆心位于点,画出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图甲所示。
②将一细激光束沿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,标记光线与半圆弧的交点。
④分别过、作的垂线、,、是垂足,并用毫米刻度尺分别测量、的长度和。
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,如图乙所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 (多选,填标号)。
A.激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差
B.选择圆心点作为入射点,是因为此处的折射现象最明显
C.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偏大
D.保持激光束的位置和方向不变,将玻璃砖向上平移适当距离,可使光线恰好从玻璃砖底部平行于入射光线出射
(2)根据图像,可得玻璃砖的折射率为______。(结果保留两位有效数字)
8.(2026·湖南长沙·三模)如图甲所示,实验小组用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,将白纸平铺在水平桌面上,再把玻璃砖放在白纸上,画半圆直径和玻璃砖的位置(图中实线部分),并且标注圆心。实验过程如下:
①在白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线,连线过圆心;在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针,使挡住___________经玻璃砖折射后的像。
②移除玻璃砖连接,画出玻璃砖关于对称半圆(图中虚线部分),B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,过B、C作法线的垂线、并分别交法线于点、。
③用刻度尺分别测出线段的长度和线段的长度,并将数据记录在表格中。
④改变、的位置,重复上述实验过程。第三次实验时,用刻度尺测得的长度如图乙所示,则的长度___________cm。
⑤实验中测得的和如表所示,则玻璃砖的折射率可表示为___________(保留两位有效数字)。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
(cm)
1.50
3.00
4.50
6.00
7.50
(cm)
1.01
1.99
4.02
4.99
9.(2026·浙江绍兴·三模)(1)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率。其中为玻璃截面的圆心,入射光线跟玻璃砖的平面垂直,、、和是四枚插针。下面四幅图示正确的是( )
A.B.C.D.
(2)实验中,、两枚大头针插在白纸上并未保持竖直状态。在插P3时,要注意( )
A.使挡住、的针帽
B.使挡住、的针尖
(3)下列措施能提高实验精度的是( )
A.选用半径更大的玻璃砖
B.选用粗的大头针完成实验
C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
D.插在玻璃砖两侧的两枚大头针间的距离尽量大些
10.(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)。
⏳题型03 测透明液体的折射率
11.(2026·河北·模拟预测)某同学想利用一把刻度尺和家中的酒杯测量家中某种白酒的折射率。如图所示,他把一把刻度尺零刻线沿圆柱形酒杯边缘竖直向下插入圆柱形玻璃杯中,刻度尺的下端与杯底接触,刻度尺在杯口位置点的刻度值为,从某一方向通过杯口点看,恰好可以直接看到刻度尺上的刻度值。接下来往酒杯中倒满酒,在相同位置相同方向观察,恰好能看到刻度尺的下端。酒杯厚度不计。
(1)为测量白酒的折射率,该同学还需用刻度尺测量酒杯的________(写出物理量);
(2)记(1)中的测量结果为,则可以计算出白酒的折射率________;
(3)考虑到刻度尺的零刻线在点稍微靠上点的位置,该同学测量的白酒的折射率________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
12.(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________。
13.(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)。
14.(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”)。
15.(2026·湖北省直辖县级单位·一模)浸润式光刻机的核心原理,是在投影物镜与晶圆之间填充高折射率液体,替代传统干式光刻的空气介质,从而提升数值孔径(NA)、缩短等效曝光波长,突破分辨率极限。芯片制造除了需要高端EUV光刻机,也需要高端光刻胶,为研究EUV光刻机所用光刻胶的光学性质,研究人员利用折射法测量某液态光刻胶的折射率n。实验装置如图所示:圆形透明容器装有光刻胶,光刻胶上表面与圆心O平齐,光线从空气经O点射入光刻胶液体,圆形容器周围标有角度刻度,可直接读取入射角和折射角。
(1)实验中,为减小测量误差,下列操作正确的是( )
A.入射光线应尽可能靠近法线
B.入射角不宜过小,也不宜过大
C.只需测量一组入射角和折射角就可计算折射率
D.改变入射角多次测量,取折射率的平均值
(2)某次实验中,测得入射角,折射角。已知,。请根据折射定律计算该光刻胶的折射率________。(结果保留2位有效数字)
(3)实验时要求光线细、亮、清晰。某次实验时某实习生误将一定宽度的折射光线偏向法线一侧读取数据,则测得的折射率与真实值相比会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长
16.(2026·福建福州·三模)某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,光源正常发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距时,并不是直接测量某相邻亮条纹的间距,而是先测量多个亮条纹的间距再求出。下列测量采用了类似方法的是( )
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
(2)该同学转动手轮,使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,然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,记下此时手轮上的示数如图乙所示为_______mm。
(3)若相邻亮条纹的间距为、单缝与屏的距离为,双缝与屏的距离为,单缝宽为,双缝间距为,则光的波长用上述部分物理量可表示为________。
(4)关于此实验,下面几种说法正确的是( )
A.仅将单缝移近双缝,光屏上观察到的条纹数变少
B.仅撤掉滤光片,光屏上不能观察到干涉图样
C.仅撤掉双缝,光屏上可能观察到明暗相间的条纹
17.(2026·福建宁德·二模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,装置如图所示。
(1)①所表示的实验器材是_________(选填“单缝”或“双缝”)。
(2)如果双缝间距为,双缝到毛玻璃屏的距离为,毛玻璃屏上第一条亮纹到第五条亮纹间距为,则光的波长为_________(用、、表示)。
18.(2026·福建泉州·三模)“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示,光传感器可以把光的强度在轴上各点分布情况,通过计算机显示成图像。
(1)双缝挡光片应该是图甲中__________(填“”或“”)。
(2)光源有红光和绿光两种,其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________(填“乙”或“丙”)
(3)某次实验中,已知双缝间距为,双缝到光传感器间的距离为,计算机上显示第1条明条纹中心的横坐标为,第5条明条纹中心的横坐标为,由以上数据可测得该单色光的波长是__________(保留三位有效数字)。
19.(2025·福建福州·三模)如图甲所示,在利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝的间距为d,双缝到光屏的距离为L。
(1)实验得到明暗相间的条纹,转动手轮,使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时,手轮上的示数如图乙所示,则对准第1条时示数x1=________mm;分划板的中心刻度线对准第6条亮条纹的中心时,手轮上的示数x2;计算波长的表达式为λ=________(用题目中所给符号表示)。
(2)某同学观察到如图丙所示图像,应调节图中的________(填“单缝”或“测量头”);若没有调节,会导致波长的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)其实际值。
20.(2025·广东佛山·二模)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)某个实验小组要测量小车匀加速运动的加速度,使用了打点频率为f的打点计时器获得了该运动的一条纸带,每隔4个点取一个计数点,该小组取了连续的计数点O、A、B,分别测量了OA和OB的距离为x1、x2,则相邻计数点之间的时间间隔T=______,小车的加速度大小a=______。(用f、x1、x2表示)
(2)“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图所示,在实验过程中某一步骤需要拨动拨杆,是为了______。
A.调节单缝,使单缝和双缝平行 B.调节双缝,使双缝和单缝平行
C.调节单缝,使单缝和双缝高度相同 D.调节双缝,使双缝和单缝高度相同
(3)某实验小组用如图甲所示的装置探究“两个互成角度的力合成规律”。弹簧测力计A的一端钩在固定的钉子P上,用手拉动弹簧测力计B的一端,使结点O静止在某位置,结点下方挂着一物体M,根据实验要求作出两个弹力的合力F并与M的重力G比较,从而得出实验结果。在实验过程中,下列正确的是( )
A.M的质量越大,实验误差越小
B.多组实验测量时,结点O可以静止在不同位置
C.弹簧测力计外壳与纸面间的摩擦不影响实验结果
D.在确定弹力方向时,需用铅笔沿着细线画直线
重难·创新演练
设题创新:命题反套路,弱化课本标准实验装置,多结合改进装置、生活简易方案出题。常把异形玻璃砖、半圆形介质、不同光源、改装双缝装置作为载体,考查原理迁移,避免直接套用固定实验步骤。会设置光路偏移、条纹模糊、条纹倾斜等新颖情景,要求学生自主分析操作失误原因。常与折射、色散知识点交叉融合,把实验测得的折射率、波长作为纽带分析色光性质。部分题目开放设问,不给出固定操作流程,需要学生自主设计步骤、评估方案优劣。注重考查实验思想迁移,以创新实验装置考查基础原理,规避刷题套路,侧重科学思维与实验探究能力,区分死记步骤与理解本质的考生。
1.(2023·福建宁德·一模)某同学做测定玻璃折射率的实验,用大头针按正确操作后,作出图示光路并测出大头针相关角度。在用获得的多组数据和作出的下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.利用图中所示装置研究双缝干涉现象,下面几种说法正确的是( )
A.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
B.将滤光片由蓝色换成红色,干涉条纹间距变宽
C.将屏移近双缝,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变宽
3.干涉实验装置如图甲所示,用红色的激光可以照出如图乙所示的干涉条纹。已知双缝之间的距离为d,双缝到光屏的距离为L,图乙中已经测出,则该红色激光的波长为( )
A. B. C. D.
4.如图, “测量玻璃的折射率”实验中,正确的是( )
A.将玻璃砖的边 PQ画到P'Q',折射率的测量值偏小
B.量角器量出i1、i2,可求出玻璃砖的折射率
C.大头针 P4只需挡住大头针P3
D.增大 i1,经过P1、P2的光在PQ面上会发生全反射
5.如图甲,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法中正确的是( )
A.换用间距更小的双缝,观察到的条纹宽度会变小
B.若用红光替换绿光实验,观察到的条纹个数会增加
C.若实验中将条纹数量多数一条,则波长测量值将偏小
D.若乙图中亮条纹与分划板中心刻线未对齐,需旋转双缝进行调整
6.(2025·北京东城·二模)
(1)在“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中,作出的光路图及测出的相关角度如图1所示。此玻璃砖的折射率_____(用图中的、表示)。
(2)在“利用双缝干涉测光的波长”的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离。用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图2所示,分划板的“十”字在图中A、B位置时,游标卡尺的读数分别为,_____,如图3所示。则该单色光的波长_____。
(3)探究光电效应规律的装置如图4所示,光电管阴极的材料是金属铷。用不同频率的光照射该光电管的阴极,测得铷的遏止电压与入射光频率的关系图像如图5所示,则普朗克常量_____,该金属的截止频率_____。已知电子电荷量。(结果均保留两位有效数字)
7.(2026·黑龙江大庆·一模)在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,测得双缝间距为,双缝到屏的距离为,如图甲所示。在测量相邻两条亮纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该条纹定为第1亮条纹,读数记为;然后转动手轮,使分划板中心刻线与第亮条纹中心对齐,手轮上的示数如图乙所示,读数记为。
(1)测量头读数__________。则计算光的波长表达式为__________(用题中字母表示)。
(2)将普通光源换成激光光源直接照射双缝,用光传感器进行实验,各器件位置如图丙所示,双缝间距,双缝到光传感器的距离,连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图丁所示。测得区域的宽度为,则相邻条纹间距__________(结果保留小数点后两位),由此可计算出该激光的波长__________。
8.(2026·浙江·一模)小阳、小芳用双缝干涉实验测量激光波长,其实验装置如图1所示。双缝间距。实验时通过改变双缝与观测屏间的距离L测出相应的条纹间距。然后将实验测量数据标在图2的坐标纸上。
(1)请根据实验测量数据点的拟合直线,求出所用激光的波长__________m(保留三位有效数字);
(2)用白炽灯加滤光片代替激光,__________(填“能”、“不能”)测得该光的波长;理由__________。
9.(2026·浙江·一模)光源发出的光经过滤光片成为单色光,利用图1所示的装置测量某种单色光的波长。
(1)调节图1中的仪器A,能实现________。
A.改变条纹颜色 B.改变单缝与双缝间的距离
C.改变单缝与双缝的平行程度
(2)如图2所示,实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角,下列说法正确的是________(多选)
A.形成该现象的原因是单、双缝不平行
B.保持遮光筒不动,单独转动测量头,可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行
C.保持遮光筒与测量头不动,调节可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行
D.不做任何调整,最终测量的波长大于真实值
(3)在利用激光进行双缝干涉实验时,用波长的红光照射双缝和,若屏上点距双缝的路程差为,如图3所示,则点将出现________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)。
10.(2026·广西南宁·模拟预测)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,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(目镜),如图甲所示。
(1)图甲中的M、N、P三个光学元件依次为________;
A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝 C.滤光片、单缝、双缝
(2)调整好光具座后,某同学仅换用红色、蓝色两种滤光片分别做实验,所得图样分别如图乙、丙所示,则乙图对应的是用________滤光片得到的图样(选填“红色”“蓝色”)
(3)该同学在光屏上观察到如图丁所示的干涉图样后,他先将测量头的分划板中心刻线与A亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图戊所示,此时读数为________mm;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与B亮条纹中心对齐,记下此时图己中手轮上的示数,若已知该装置双缝间距,双缝到光屏的距离,形成此干涉图样的单色光的波长为________m(最后一空保留2位有效数字)。
真题·实战演练
高频考点:高频考点集中在插针法测折射率的原理、双缝干涉测光波长公式,重点是光路找点、游标卡尺 / 螺旋测微器读数、条纹间距计算。实验操作步骤、仪器调节(单缝双缝平行、共轴等高)是高频选择题考点;误差来源分析、改进方案经常作为实验填空设问。常结合色散,由折射率、波长对比不同色光特点。易错点集中在入射角折射角混淆、条纹计数出错、仪器读数失误、分不清系统误差与偶然误差,是试卷主要失分点。
1.(2025·福建·高考真题)某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸,玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺,如图(a)所示。实验操作过程如下:
(1)调配一定浓度的糖水,注入水平放置的玻璃缸中。
(2)打开激光器,让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
(3)调整激光器,使入射点O处于竖直刻度尺的正后方,光路如图(b)所示,其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点,B点是折射光线与玻璃缸底部的交点,A、B点到法线的距离分别为,到液面的距离分别为。测得的值,并利用表达式________(用表示)求出糖水折射率。
(4)改变缸内糖水浓度,进行多次实验,将实验数据填入下表。
浓度/%
11.8
21.1
32.0
39.1
51.1
折射率n
1.34
1.36
1.38
1.40
1.42
(5)在图(c)给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点,可知糖水折射率随浓度近似线性变化,绘制出“”图线________。
(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大________。(结果保留2位有效数字)
2.(2026·江西·高考真题)某小组探究盐水浓度对折射率的影响。
(1)首先在纸带上画一条直线,并在直线上作两个明显的标记点、,用游标卡尺测出两标记点的距离,如图(a)所示,读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。
(2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面,激光笔安装于铁架台上。调整实验装置,使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内,光线与竖直方向成角,且光线照射的光斑恰好在标记点,此后装置固定不动,如图(b)所示。向水槽里缓慢加入被测液体,直至光斑沿连线移动到标记点,测量并记录液面高度。
如图(c)所示,以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系,虚线为液面所在位置。请在图(c)中画出液面高度为时,激光由空气入射到液体的光路图(入射光线、法线和折射光线)。
(3)由折射定律可得,液体的折射率___________(用,表示)。
(4)该小组配制了5种不同浓度的盐水,依据上述方案重复实验,所得数据点如图(d)所示。为得到折射率随浓度的变化规律,请在图(d)中作出图线。
(5)从图(d)中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。(式中数字保留三位小数)
3.(2026·浙江·高考真题)“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示,
(1)在图1的装置中,1位置为___________(选填“单缝”或“双缝”)
(2)若在目镜视场中发现整体很暗且条纹不清晰,需要___________(选填“上下”或“左右”)拨动拨杆,并且前后移动光源或透镜,使光源发出的光能更集中地会聚在___________(选填“①”或“②”)位置。若图样右侧条纹清晰,但左侧较暗,如图2所示,可调节___________(选填“拨杆”、“手轮”或“光源”),使整个目镜视场条纹清晰明亮。
(3)实验发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行,如图3,则需要___________
A.拨动拨杆 B.旋转整个测量头
C.旋转单缝 D.转动测量头上的手轮
(4)干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离,式中指的是图1装置中___________
A.①③之间的距离 B.①④之间的距离
C.②③之间的距离 D.②④之间的距离
4.(2026·北京·高考真题)
(1)图1为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。平衡阻力后,认为桶和砂所受的重力等于小车所受的合力,则桶和砂的总质量与小车的质量满足的关系是________。
(2)下列实验操作,正确的是_____________(填选项前的字母)。
A.在“验证机械能守恒定律”实验中,先接通电源,后释放重锤
B.在“探究气体等温变化规律”实验中,快速拉动柱塞改变空气柱体积
C.在“测量玻璃的折射率”实验中,为准确确定入射光线的方向,两枚大头针的距离应适当大些
(3)在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学将实验器材连接成如图2所示的电路。闭合开关后,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数几乎不变。拆除导线________可排除故障(填图中导线字母编号)。
排除故障后进行实验。仅考虑由电表内阻引起的实验误差,电阻率的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
5.(2026·山东·高考真题)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。
(1)如图甲所示,将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上,打开光源,调整光路,此过程中应避免激光直接射入眼睛,因为激光具有__________(填“亮度高”或“相干性好”)的特点。
(2)调整光路后,各器件位置如图甲所示,双缝到光传感器的距离______cm。
(3)连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm,则条纹间距_______mm(保留两位有效数字)。
(4)利用公式_______________(用、和表示),某同学计算得该激光的波长为,此波长的光为电磁波中的__________(填“红外线”“可见光”或“紫外线”)。
1 / 19
学科网(北京)股份有限公司
$