2024年高考物理光學(xué)類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)

光學(xué)類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)

【本專題涉及到的常見的實(shí)驗(yàn)】

1、實(shí)驗(yàn)：測量玻璃的折射率

2、實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長

【方法總結(jié)提升】

1、實(shí)驗(yàn)：測量玻璃的折射率

數(shù)據(jù)處理方法

sin<91

(1)計(jì)算法：由n=.用，算出不同入射角時(shí)的〃值，并取平均值.

sinU1

sin。1

⑵圖像法：作sina一sin02圖像，由n知其斜率為折射率.

siny

(3)單位圓法：以入射點(diǎn)。為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，貝Usin6i=弛，sin%=

Ok

E'H'sin6>iEH

一，OE=OE=R,所以用刻度尺量出EH、的長度就可以求出n==一

OE,sin平EH，

2、實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測量光的波長

(1)數(shù)據(jù)處理的方法

①調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)的；

②轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，當(dāng)分劃板中心刻線與第〃條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的讀數(shù)奧；

③相鄰兩條亮條紋間的距離以=史二與，則由2上?=也二口得波長.

/?-I/IC

(2)注意事項(xiàng)

①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整光源、單縫、雙縫和毛玻璃屏、測量頭共軸，單縫和雙縫安裝時(shí)應(yīng)豎直且相

互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行.若不共軸或單縫與雙縫不平行則會(huì)引起干涉條

紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測量.

②分劃板上的中心刻線應(yīng)與干涉條紋的亮(暗)線平行，否則會(huì)增大測量的誤差.

③測量頭有兩種，一種相當(dāng)于螺旋測微器，一種相當(dāng)于游標(biāo)卡尺.

[例題1]“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫

間距d=0.4mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離￡=500mm。然

后，接通電源使光源正常工作。

(1)“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。光具座上4、6、c處放置的光學(xué)元

件依次為(選填選項(xiàng)前字母)。

遮光筒W像屏

測量頭

圖1

A.濾光片雙縫單縫B.濾光片單縫雙縫

C.單縫濾光片雙縫D.雙縫濾光片單縫

(2)某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖2所示，分劃板在圖中A、8位置時(shí)游標(biāo)卡尺

讀數(shù)如圖2中所示，則

II

AB

cm12cm

010

/位置讀數(shù)8位置讀數(shù)

圖2

①分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為4=-------------mm,在8位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)

為“B--------------mm，相鄰兩條紋間距-3=--------mm；

②該單色光的波長人=---------m(保留兩位有效數(shù)字)

【答案】B11.115.60.756.0x10-7

【解析】(1)器材從左到右的安裝順序?yàn)楣庠?、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、像

屏。

故選B?

(2)①分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為

xA=llmm+10.lmm=11.1mm

在2位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

xB=15mm+6-0.1mm=15.6mm

相鄰兩條紋間距

\x=——=0.75mm

A

②根據(jù)

\x='A

d

可得

.\xd

A=~

L

代入數(shù)據(jù)可得

I1-"m

［例題2］如圖甲所示，張同學(xué)用“插針法”測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上

垂直紙面插大頭針Pi、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚（圖中實(shí)線部

分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針B，使心擋住Pi、巳的像，連接。和P3?圖中肋V為分界

面，虛線為法線；8、C分別是入射光線，折射光線與圓的交點(diǎn)，AB,8均垂直于法線并

分別交法線于A、。點(diǎn)。

（1）張同學(xué)在圖甲中用刻度尺測得AB=4.00cm,CD=2.50cm,則玻璃磚的射率〃=

（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)由于視角的原因，在插大頭針尸3時(shí)插的位置稍微偏

左，則測得玻璃磚的折射率將（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

（2）如圖乙所示，同班的李同學(xué)將圓心為。、半徑為R的另一塊半圓形透明介質(zhì)置于水平

桌面上，光線從尸點(diǎn)垂直分界面入射后，恰好在透明介質(zhì)的圓形弧面發(fā)生全反射。經(jīng)測量

OP=~R

發(fā)現(xiàn)2,則透明介質(zhì)的折射率為。已知真空中的光速為c,李同學(xué)通過分析認(rèn)

定光在該透明介質(zhì)中傳播的速度為。

1

~C

【答案】1.60偏大2/2.002

【解析】（1）設(shè)圓的半徑為R,根據(jù)幾何知識(shí)得，入射角的正弦

折射角的正弦

CD

sinr=-——-

nr

其中

OB=OC=R

根據(jù)折射定律得，玻璃磚的折射率

sinrCD

若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)由于視角的原因，在插大頭針尸3時(shí)插的位置稍微偏左，則測得的CD偏小,

則玻璃磚的折射率偏大。

(2)光線從P點(diǎn)垂直分界面入射后，恰好在透明介質(zhì)的圓形弧面發(fā)生全反射，則根據(jù)

II。

=-_=■=2

smCa*

R

李同學(xué)通過分析認(rèn)定光在該透明介質(zhì)中傳播的速度為y,則

c

n=一

v

解得

I

V=-C

【例題3].在“測玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：

(0如圖甲，用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，確定P3位置的方法是透過玻璃磚觀察,

使P3擋住__________(選填“尸八P2”或“尸八尸2的像嘰

(ii)小華同學(xué)正確確定巳位置，并確認(rèn)其他的操作步驟也都正確后，根據(jù)測得的入射角和

折射角的正弦值畫出圖線，如圖乙所示，從圖線可求得玻璃磚的折射率是；

(iii)小星同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將界面仍畫歪了一些，如圖丙所示，他隨后實(shí)驗(yàn)測得

的折射率(選填“偏大”“偏小”“不變”或“偏大、偏小和不變都有可能”)

【答案】P1、尸2的像L6偏大、偏小和不變都有可能

【解析】①在插針馬時(shí)，透過玻璃磚觀察，使馬擋住P1、尸2的像;

(ii)根據(jù)折射定律

sin9,

n.

sin9：

根據(jù)sin02-sin為圖像斜率可知，斜率

折射率

而黑線是作圖時(shí)所采用的光路圖，可見，入射角沒有變化，折射角的測量值偏大，根據(jù)折射

率公式

sini

n.

sinr

可知小星同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比偏小;

紅線表示實(shí)際的光路圖

而黑線是作圖時(shí)所采用的光路圖，可見，入射角沒有變化，折射角的測量值偏小，根據(jù)折射

率公式

sini

n.

sinr

可知小星同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比偏大;

光路如圖所示

b

b'

操作正確，與畫玻璃磚形狀無關(guān)，所以小星同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比不變。

由上可知測得的折射率為偏大、偏小和不變都有可能。

［例題4］某同學(xué)在家里進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)，他先點(diǎn)燃蠟燭將無色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片

上筆直劃過，這樣便得到了單縫和不同間距雙縫的縫屏。將所得到的縫屏以及激光筆、光屏

等利用鐵架臺(tái)組裝成圖甲所示的裝置，用于研究光的衍射和干涉。

§3---------------------i

L二乙，?二，6.二二Q

1______.___■____■__■___■__■__.______________________

乙I________

(1)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上觀察到如圖乙所示的明暗相間的條紋，則該同學(xué)所安裝的縫屏

是(選填“單縫”或“雙縫”)；

(2)該同學(xué)利用裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上觀察到的條紋如圖丙所示，由刻度尺

讀出A、8兩亮紋間的距離x=cm；測得縫屏上雙縫間的寬度d=0.150mm,雙縫

到光屏間的距離￡=1.50m,則該激光的波長在m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)；

(3)為使光屏上觀察到的條紋更密集，可采取的操作是o

A.換用雙縫間距更大的縫屏

B.增大縫屏與光屏之間的距離

C.增大激光源與縫屏之間的距離

【答案】單縫6.506.50x10-7A

【解析】(1)圖甲中，中央亮條紋較寬，而兩側(cè)亮條紋較窄，所以是單縫衍射圖樣。

⑵刻度尺的分度值為0.1cm,需要估讀到0.01cm,所以A、2兩亮紋間的距離為6.50cm。

相鄰條紋間距為

X

=—=6'-'m

in

根據(jù)d可得該激光的波長為

>(JlMr?Hr*X65，|0-)

A=-=---------------「一，」」m

LIS

.LA

(3)為使光屏上觀察到的條紋更密集，即減小根據(jù)早=一1可知可采取的操作是換用

雙縫間距更大的縫屏或減小縫屏與光屏之間的距離，而增大激光源與縫屏之間的距離對(duì)\x

無影響。

故選Ao

1.利用雙縫干涉測定光的波長的實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d=Q4mm,雙縫到光屏間的距離/=0.5m,

實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。

光源濾光片單縫雙縫遮光筒「轉(zhuǎn)輪

目鏡

里i『一『=測量頭

AA

(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫

(2)正確操作后，該組同學(xué)用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中

A、8位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，貝

AB

22

.I..I..Icm..…I.....i.cm

lj||川I」IIIIIIIIIII1,1,1,1,1,IJ1,1,11

11111|IT11）pill]IHl|

0I。010

/位置讀數(shù)8位置讀數(shù)

①分劃板在圖中A、2位置時(shí)由游標(biāo)卡尺讀數(shù)求得相鄰兩條紋間距、=mm。

②該單色光的波長人=________m。

【答案】B0.75610-7

【解析】（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，則需要減小條紋間距，由公式

\尤=人:

a

A.將單縫向雙縫靠近，不改變條紋間距，故A錯(cuò)誤；

B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)，/減小，則條紋間距減小，故B正確；

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)，/增大，則條紋間距增大，故C錯(cuò)誤；

D.使用間距更小的雙縫，則條紋間距增大，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

（2）①10分度游標(biāo)卡尺的精確值為61mm,由圖可知

xA=llmm+10.1mm=11.1mm

xB=15mm+60.1mm=15.6mm

則相鄰兩條紋間距為

子415.6—11.1n

\x=%*=mm=0.75mm

66

②根據(jù)

\X=AL

a

可得該單色光的波長為

4=4=0.410--、.-==610.7m

I。＜

2.如圖，在“測量玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)光線AO以一定入射角穿過兩面平行的玻璃

磚時(shí)，通過插針法找到跟入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線。,8,從而確定玻璃中的折射光線0。。

(1)在圖中標(biāo)記了四個(gè)角，分別為9、名、9'、%,則玻璃的折射率n=

(2)下列措施中，能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是o

A.玻璃磚界面與防，間的距離越小越好

B.入射角不能太小

C.大頭針應(yīng)豎直地插在紙面上

D.針巴與匕、尸3與尸」的間距要適當(dāng)遠(yuǎn)些

E.針片與匕、尸3與尸4的間距要適當(dāng)近些

sin9,

【答案】$畝9

3BCD

【解析】(1)由圖知，入射角為名，折射角為9,,根據(jù)折射定律，可得玻璃的折射率

sin9,

n.

sin9

(2)A.為了減小實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差，玻璃磚界面加，與防間的距離要適當(dāng)大些，這樣由于

相同視覺距離誤差所引起的角度誤差要小一些，故A錯(cuò)誤；

B.如果入射角太小，則對(duì)角度的測量產(chǎn)生的誤差較大，故角度不能太小，故B正確；

C.大頭針應(yīng)豎直地插在紙面上，這樣可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C正確；

DE.針P與乃、尸3與P4的間距要適當(dāng)遠(yuǎn)些，這樣可減小標(biāo)記入射光線以及折射光線時(shí)所引

起的誤差，故D正確，E錯(cuò)誤。

故選BCDo

3

6.

7.某同學(xué)在做“測定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)畫好了部分圖線，如圖甲，并在入射光線AO

上插上大頭針片、尸2,現(xiàn)需在玻璃胸下表面折射出的光線上插上鳥和尸4大頭針，便能確定

光在玻璃磚中的折射光線。

Pl

圖甲圖乙

(1)確定尸3位置的方法正確的是；

A.透過玻璃磚，尸3擋住鳥的像

B.先插上尸4大頭針，在靠近玻璃磚一側(cè)尸3擋住尸4的位置

C.透過玻璃磚觀察，使尸3擋住B、4的像

(2)經(jīng)過多次測量作出sin^-sing(9為光線人。對(duì)應(yīng)的折射角)的圖像如圖乙，玻璃磚

的折射率為(保留三位有效數(shù)字)

(3)若該同學(xué)在確定尸,位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把尸,位置畫的偏左了一些,

則測出來的折射率(填“偏大”、“偏小”或“不變”)

(4)該同學(xué)突發(fā)其想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來做實(shí)驗(yàn)，兩者的AC面是平行放置

的，插針與、匕的連線垂直于AB面，若操作無誤，則在圖中右邊的插針應(yīng)該是。

◎?8

?凸?PA

?P5

AleB.P3aC.P5P6D.07P8

【答案】C1.50偏小C

【解析】⑴確定尸3位置的方法正確的是：透過玻璃磚觀察，使.擋住鼻、尸2的像，故選

根據(jù)

sin9

n=

sin92

可知，圖像singsing的斜率等于折射率，由圖像可知玻璃成的折射率為

w=^=1.50

067

(3)若該同學(xué)在確定以位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把尸4位置畫的偏左了一些,

則P4P3的連線與仍'的交點(diǎn)偏右，測得的折射角。2偏大，貝賑據(jù)

sin9,

n=

sin2

可知，測出來的折射率偏小。

(4)光路圖如圖所示

根據(jù)光路圖可知，經(jīng)過匕巳的光線經(jīng)兩塊玻璃磚的分界處向下偏轉(zhuǎn)，然后射入右側(cè)玻璃磚

后平行射出，所以在圖中右邊的插針應(yīng)該是P5P6,故選Co

4.某小組開展研究性學(xué)習(xí)，欲根據(jù)光學(xué)知識(shí)，測量一半圓柱體玻璃磚的折射率。具體步驟

如下：

(1)如圖甲所示，將白紙固定在水平桌面上，兩個(gè)量角器作一同心圓0,并標(biāo)上相應(yīng)的刻

度和度數(shù)；

(2)將被測量半圓柱體玻璃磚垂直放在白紙上，圓柱體的圓心和同心圓的圓心對(duì)齊，圓柱

體直線邊與量角器0刻度線對(duì)齊；

(3)用鉛筆準(zhǔn)確描出玻璃磚底面圓的輪廓。

(4)用激光筆發(fā)出細(xì)束激光，對(duì)準(zhǔn)圓柱體的圓心沿半徑方向入射，分別準(zhǔn)確記錄入射角i

和折射角r,圖甲中對(duì)應(yīng)的入射角i=-----和折射角廠=o

(5)改變?nèi)肷浣?，再次記下入射角，和折射角，，根?jù)多次測量數(shù)值，作出sinr-sini圖像

如圖乙所示，則玻璃磚的折射率為"=-------(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

6二測量直二招值“I。。％

(6)根據(jù)相對(duì)誤差的計(jì)算式為真實(shí)值，為了減小八r測量的相對(duì)誤差，

實(shí)驗(yàn)中激光在。點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)使入射角(填“適當(dāng)大一些”或“盡量小一些”)，考慮到入

射光在圓柱體的直線邊界可能發(fā)生現(xiàn)象，故入射角不能(填“太大”或“太小”)。

【答案】30.0°48.0°1.5適當(dāng)大一些全反射太大

【解析】(4)量角器的分度值為1。，需要估讀到分度值的下一位，故示數(shù)分別為30.0。、

48.0°o

(5)由光的折射定律可知，折射率

sinr0.9

n==一=1.5

sini0.6

(3)為了減小入射角和折射角測量的相對(duì)誤差，實(shí)驗(yàn)中激光在。點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角

適當(dāng)大一些，但考慮到入射光在圓柱體的直線邊界可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，故入射角不能太大。

5.”用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示

光源凸透鏡濾光片里縫理縫遮光筒.為屏

e&i--Fl------nt

(i)某次測量中，分劃板中心刻線對(duì)齊某一條亮紋的中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺位置如圖

乙所示，該讀數(shù)為mm；

123cm

01234567890

乙

(2)下列說法中正確的是(填選項(xiàng)前的字母)；

A.去掉濾光片后，光屏上的干涉條紋消失

B.去掉單縫后，光屏上仍然呈現(xiàn)清晰的干涉條紋

C.實(shí)驗(yàn)中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上得到清晰的干涉條紋

(3)若雙縫間距為d,測出雙縫與光屏間的距離L及w條亮紋中心間的距離無，則計(jì)算該單

色光波長的表達(dá)式為2=(用題中所給字母表示)。

血

【答案】13.50C

【解析】(1)讀數(shù)為

13mm+10x0.05mm=13.50mm

(2)A.若測量去掉濾光片，能觀察到干涉圖樣，只不過是各色光重疊產(chǎn)生的彩色條紋,

故A錯(cuò)誤；

B.雙縫干涉的條件是頻率相同、相差恒定，當(dāng)僅撤去單縫屏，不能獲取相干光源，所以光

屏上雙縫干涉的條紋不存在了，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上得到清晰的干涉條紋，故C正確。

故選Co

(3)w條亮紋中心間的距離x,則條紋間距

.二----―

Ji-1d

該單色光波長的表達(dá)式為

dx

6.在“測玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組在白紙上放好玻璃磚并已在方格紙中畫出玻璃

石專與空氣的兩個(gè)界面〃和瓦

(1)該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)通過“插針法”確定了四顆大頭針的位置，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理完善光路

圖，并標(biāo)注出入射角i和折射角y

(2)根據(jù)題(1)測得玻璃的折射率n=(保留三位有效數(shù)字)；

(3)若該組某同學(xué)在畫好界面后，不小心將玻璃磚往上平移了一小段，則他測得的折射率

將(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

【答案】1.50不變

siniAC.—

=------=-----=1.50

sinrBC

(3)將界面畫好后將玻璃磚往上移，得到如圖所示的光路圖，實(shí)線為真實(shí)的光路圖，虛線

為在原定的界面上的光路圖，對(duì)比兩條線入射角和折射角，易得折射率不變。

7.某小組的甲、乙同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，如圖1所示。

(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列操作正確的是。

A.必須選擇邊界平行的玻璃磚

B.選擇的入射角應(yīng)盡量小些

C.沒有刻度尺時(shí)，可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線

D.大頭針P]、P2和「3、尸4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些

(2)甲同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒有量角器，在完成了光路圖以后，以。點(diǎn)為圓心，

為半徑畫圓，交OO’延長線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)和C點(diǎn)作垂直法線的直線，與法線的交點(diǎn)分別

為2點(diǎn)和。點(diǎn)，如圖2所示。用刻度尺測得的長度為X1,C￡)的長度為尤2，則玻璃質(zhì)的

折射率n=(用X],X2表示)。

(3)乙同學(xué)正確操作后，在實(shí)驗(yàn)中多次改變?nèi)肷浣?，測出多組相關(guān)角度為、e2,作出

cosg—cosg的圖像，如圖3所示，則此玻璃磚的折射率

(4)若該同學(xué)在確定匕位置時(shí)，不小心把匕位置畫得偏左了一些，則測出來的折射

率o(選填“偏大”“偏小”“不變”)

【答案】D馬1.51偏小

【解析】(1)A.用插針法測折射率時(shí)，玻璃磚上下表面不一定要平行，A錯(cuò)誤；

B.入射角較小，折射現(xiàn)象不明顯，誤差較大，B錯(cuò)誤；

C.用玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差，且容易損壞玻璃磚，B錯(cuò)誤；

D.大頭針P］、尸2和尸3、R之間的距離適當(dāng)大一些，引起的角度誤差會(huì)減小，D正確。

故選D。

(2)折射率為

工

sin,/_,；＞_%

n===一

sin「區(qū)電

R

(3)根據(jù)

sin“cos?

n==

sinf'cos9,

得

cos9'=cos9

n

則

1_0.400

n0.604

折射率為

71=1.51

(4)若該同學(xué)在確定R位置時(shí)，不小心把R位置畫得偏左了一些，則畫出的光路圖出射

點(diǎn)向右移動(dòng)，光入射時(shí)的折射角偏大，測出來的折射率偏小。

8.某同學(xué)測量玻璃的折射率。實(shí)驗(yàn)過程如下：

(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界。

(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的尸點(diǎn)水平入射，到達(dá)be面上的。點(diǎn)后折射出玻璃

磚，用大頭針在白紙上標(biāo)記P點(diǎn)、。點(diǎn)和激光筆出光孔S的位置；

②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，做他界面的法線和光線PQ

的反向延長線PN,過法線上的M點(diǎn)分別做PS和PN的垂線，垂足分別為點(diǎn)A和點(diǎn)B,如

圖甲所示；

③用刻度尺測量MA和M2的長度乙和4,M4的長度讀數(shù)如圖乙所示，乙二--------cm,

測得〃為1.60cm。

(3)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚的折射率表達(dá)式為〃=---------，由測得的數(shù)據(jù)可

得折射率n為(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(4)為了減小實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差，下列說法正確的是o

A.選取點(diǎn)M盡量靠近入射點(diǎn)P

B.選取點(diǎn)/盡量遠(yuǎn)離入射點(diǎn)P

C.選取而界面的入射角盡量大些

D.選取向界面的入射角盡量小些

【答案】2.40,21.50BC/CB

【解析】(2)③由刻度尺的讀數(shù)方法可得的長度讀數(shù)

11=9.40cm-7.00cm=2.40cm

(3)折射率

sin—

n=~

sinr

又

.0M4MB

sinR=-----sinr=---

PWPU

則

MA4

n==—

MBl2

代入數(shù)據(jù)解得

n=1.50

(4)為了減小實(shí)驗(yàn)測量的相對(duì)誤差，選取點(diǎn)M盡量遠(yuǎn)離入射點(diǎn)P,選取"界面的入射角

盡量大些。

故選BCo

9.在“測玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：

A.若不小心用手觸摸了光學(xué)表面，不會(huì)影響測量

B.為減少測量誤差，P2的連線與法線的夾角應(yīng)盡量小些

C.為了減小作圖誤差，「3和巳的距離應(yīng)適當(dāng)取大些

D.6〃界面一定要與平行，否則會(huì)有誤差

(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度

(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。

(3)在該實(shí)驗(yàn)中，光線是由空氣射入玻璃磚，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的

圖像如圖2所示，從圖像可知玻璃磚的折射率等于0

陋

(4)如圖3所示，在實(shí)驗(yàn)過程中畫出界面a后，不小心將玻璃枝向上平移了一些，導(dǎo)致界

面J面到圖中虛線位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開始所畫的，則所測得的折射率將

【解析】(1)A.手拿光學(xué)元器件時(shí)切忌用手觸摸“工作面”，以防臟污甚至腐蝕光學(xué)面造成

永久的損壞，故A錯(cuò)誤；

B.為減少測量誤差，入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，即匕、巳的連線與法線N"的夾角應(yīng)盡量大些,

故B錯(cuò)誤:

C.為了減小作圖誤差，將出射光線確定得更準(zhǔn)確些，「3和P’的距離應(yīng)適當(dāng)取大些，故c正

確：

D.測折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關(guān)，故玻璃的兩個(gè)光學(xué)面仍'不平行,

對(duì)玻璃折射率的測定結(jié)果沒有影響，故D錯(cuò)誤。

故選Co

(2)如果有幾塊寬度不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度大的玻璃磚

來測量，寬度越大，出射光線的側(cè)位移越大，折射角的測量越準(zhǔn)確，故為了減小誤差應(yīng)選用

寬度大的玻璃磚來測量。

(3)根據(jù)折射率定義公式有

sin9

n=

sin92

代入數(shù)據(jù)可得玻璃磚的折射率為

(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，畫出界面〃后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面3畫到圖

中虛線位置，而在作光路圖時(shí)界面。仍為開始所畫的，實(shí)際光線如圖中的01。所示，而作圖

光線如圖中。。所示，導(dǎo)致折射角偏小，所測得的折射率偏大。

10.小沈同學(xué)進(jìn)行“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)，

(1)其中部分器材如下：

A.白熾燈B.凸透鏡

C.單縫片D.濾光片

E.測量頭F.雙縫片

將以上器材安裝在光具座遮光筒上時(shí)，自光源起合理的順序是(填字母)：

A、B、、、F、E。

(2)某次觀察時(shí)，透過測量頭觀察到了綠光的干涉條紋，但條紋的亮度很低，為了便于測

量，下列方法能夠使條紋亮度增加的是。

A.增加光源的功率

B.將毛玻璃換成透明玻璃

C.調(diào)節(jié)測量頭的位置

(3)下列圖示中條紋間距表示正確的是

(4)如圖所示是小沈同學(xué)改為參考課本上“用光傳感器做雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖甲、

乙分別對(duì)應(yīng)的是第一、二次實(shí)驗(yàn)得到的干涉圖線。比較甲、乙兩圖線可判斷，第一次實(shí)驗(yàn)

中________

-30-20-100102030

甲乙

A.單縫與雙縫的間距一定較大

B.光強(qiáng)度較小

C.光源到雙縫的距離較大

D.雙縫到光傳感器的距離可能較小

【答案】DCACD

【解析】(1)根據(jù)“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中儀器的位置可知，從左向右依次為:

白色光源、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、測量頭。將以上器材安裝在光具座遮光筒上時(shí),

自光源起合理的順序是：A、B、D、C、F、E；

(2)為了便于測量，要使條紋亮度增加，即使得單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目增多。

A.當(dāng)增加光源的功率，導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)目增多，故A正確；

B.將毛玻璃換成透明玻璃，不會(huì)看到亮條紋，故B錯(cuò)誤；

C.調(diào)節(jié)測量頭的位置，亮度不變，故C錯(cuò)誤。

故選Ao

(3)干涉條紋的寬度是指一個(gè)明條紋與一個(gè)暗條紋的寬度的和，為兩個(gè)相鄰的明條紋(或

暗條紋)的中心之間的距離，故C正確。

(4)A.由題圖可知，第一次得到的條紋間距較小，根據(jù)M=7入可知：單縫與雙縫的間

距對(duì)條紋間距無影響，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.光強(qiáng)度對(duì)條紋間距無影響，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.光源到雙縫的距離對(duì)條紋間距無影響，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.雙縫到光傳感器的距離/較小，則條紋間距較小，選項(xiàng)D正確。

故選D。

11.(1)如圖所示，用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是—o

A.若Pi、P?的距離較大時(shí)，通過玻璃磚會(huì)看不到P1、尸2的像

B.為減少測量誤差，Pl、尸2的連線與法線MV的夾角應(yīng)盡量小些

C.為了減小作圖誤差，B和匕的距離應(yīng)適當(dāng)取大些

D.若P］、P2的連線與法線MV夾角較大時(shí)，有可能在6,面發(fā)生全反射，所以在仍'一側(cè)就

看不到Pl、P2的像

(2)在該實(shí)驗(yàn)中，光線是由空氣射入玻璃磚，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的

圖線如圖所示，從圖線可知玻璃磚的折射率是—。

【答案】C1.5

【解析】(1)A.根據(jù)光路可逆性原理可知，光線一定會(huì)從下表面射出，光線不會(huì)在玻璃

磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射，即使尸八尸2的距離較大，通過玻璃磚仍然可以看到B、巳的像,

故A錯(cuò)誤；

B.為減少測量誤差，入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，即P1、尸2的連線與法線MV'的夾角應(yīng)盡量大些，

故B錯(cuò)誤；

C.為了減小作圖誤差，己和2的距離應(yīng)適當(dāng)取大些，故C正確；

D.由幾何知識(shí)可知，光線在上表面的折射角等于下表面的入射角，根據(jù)光路可逆性原理可

知，光線一定會(huì)從下表面射出，折射光線不會(huì)在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。

故選Co

(2)由折射率公式，得

s