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1.(2023·山西怀仁市第一中学二模)如图甲所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在
屏上观察到如图乙所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图丙所示,则改变
的实验条件可能是( )
A.减小双缝到光屏之间的距离
B.增大双缝之间的距离
C.将绿光换为红光
D.减小光源到单缝的距离
2.(2023·江西宜春市第一中学期末)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要
求安装在光具座上,如图甲所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________;
A.单缝及双缝必须平行放置
B.干涉条纹与双缝垂直
C.干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D.若用绿色滤光片替换红色滤光片,干涉条纹间距会变小
(2)某同学在做该实验时,在同一视野中选取了A、B两条纹,第一次分划板中心刻度对齐A
条纹中心时(图乙),游标卡尺的示数如图丙所示;第二次分划板中心刻度对齐 B条纹中心时
(图丁),游标卡尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为 0.50 mm,双缝到屏的距离为1.00
m,则图丙游标卡尺的示数为________ mm,两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为
________ mm。所测单色光波长为________ m。3.在“测量玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作后插好了4枚大头针,如图甲所示。
(1)下列说法正确的是________;
A.入射角越大,误差越小
B.在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面
C.实验时既可用量角器,也可用圆规和直尺等工具进行测量
D.判断像与大头针是否在同一直线时,应观察大头针的头部
(2)请在图乙中画出完整的光路图;
(3)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=____________(保留三位
有效数字);
(4)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作后插好了 8
枚大头针,如图丙所示。图丙中P 和P 是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线
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上的2枚大头针是P 和________(选填“A”或“B”)。
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4.在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的AC边与BD边相互平行,AB边与
CD边不平行,如图所示。
(1)实验中要求四枚大头针的________(选填“针尖”或“针帽”)在同一视线上。
(2)以入射点O为圆心,以R=5 cm为半径画圆,与入射光线PO交于M点,与折射光线
OO′的延长线交于F点,过M、F点分别向法线作垂线,量得 MN=1.68 cm,FE=1.12
cm,则该玻璃砖的折射率n=________。(3)下列操作可以减小实验误差的是________。
A.适当增大大头针P、P 的间距
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B.选择玻璃砖相互平行的两边来测量
C.选用尽可能细的笔画线
D.使PO的入射角接近90°
(4)某同学突发奇想用两块同样的玻璃直角三角形棱镜ABC来做实验,两者的AC面是平行
放置的,插针 P 、P 的连线垂直于 AB 面,若操作无误,则在图中右边的插针应该是
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________。
A.P、P B.P、P C.P、P D.P、P
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5.(2024·广东广州市执信中学开学考)某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水
槽测量水的折射率,如图所示,激光笔固定在万向支架上,调节高度和角度,使激光平行于
水槽正立面(如图中所示的横截面),从水槽的左上角射入,用记号笔在水槽正立面记下激光
在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部
光点B(图中未画出)和水面CD的位置,在水槽正立面用记号笔画直线,连接水槽左上角和
A点,相交CD于E点,用刻度尺分别测量 EA的长度L =20.0 cm,EB的长度L =15.0
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cm,水面CD距水槽底部高度h=12.0 cm。由此可得:
(1)B点处于A点的__________侧(选填“左”或“右”)。
(2)激光入射角的正弦值sin i=__________(结果保留两位有效数字)。
(3)水的折射率n=__________(结果保留三位有效数字)。
6.寒假期间小明利用图甲所示的物品,测量了某型号刀片的厚度。
实验过程如下:
(1)点燃蜡烛,用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑;
(2)并齐捏紧两片刀片,在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕;
(3)如图乙所示,将激光光源和玻璃片固定在桌面上,并将作为光屏的白纸固定在距离足够
远的墙上。(4)打开激光光源,调整光源的高度使激光沿水平方向射出,恰好能从两划痕处垂直入射。
(5)观察白纸上的干涉条纹如图丙所示。用刻度尺测出 a、b两点间的距离为________ cm,
则两相邻暗条纹中心之间的距离Δx=________ cm。
(6)测得玻璃片到光屏的距离L=3.00 m,已知该红色激光的波长λ=700 nm,利用公式求出
双划痕间距d=________ mm(结果保留两位有效数字),即为刀片厚度。
第 3 练 实验十七:测量玻璃的折射率
实验十八:用双缝干涉测量光的波长
1.C [根据题图乙和题图丙可知条纹宽度变大,根据条纹间距公式Δx=λ可知,条纹间距
变大,可能是改用了波长较长的光,也有可能是增大了双缝到光屏的距离 l,也有可能减小
了双缝间的距离d,但是,条纹间距与光源到单缝的距离无关;红光的波长大于绿光的波长,
故C正确,A、B、D错误。]
2.(1)AD (2)11.5 1.3 6.5×10-7
解析 (1)为使屏上的干涉条纹清晰,单缝和双缝必须平行放置,所得到的干涉条纹与双缝
平行,A正确,B错误;根据公式Δx=λ可知,干涉条纹疏密程度与双缝间距离、双缝到屏
的距离和光的波长有关,绿光的波长小于红光的波长,若用绿色滤光片替换红色滤光片,干
涉条纹间距会变小,C错误,D正确。
(2)由题图丙可知,读数为
x=11 mm+5×0.1 mm=11.5 mm
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由题图戊可知,读数为x=16 mm+7×0.1 mm=16.7 mm
2由题图乙和题图丁可知,A、B两条纹间有4个间距,则两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离
为Δx==1.3 mm,根据公式Δx=λ,
代入数据解得所测单色光波长为λ== m=6.5×10-7 m。
3.(1)C (2)见解析图 (3)1.57 (4)A
解析 (1)入射角尽量大些,折射角也会大些,折射现象较明显,角度测量的相对误差会减
小,但要注意并不是入射角越大越好,应适度,故 A错误;为了防止弄脏玻璃砖,不能用
铅笔贴着光学面画出界面,故B错误;实验中需要测角度时可用量角器,也可通过单位圆
法用圆规和直尺等工具进行线段的测量,故C正确;判断像与针是否在同一直线时,应观
察大头针的整个部分,不能只观察其头部,故D错误。
(2)光路图如图所示
(3)如图所示,取小方格的边长为单位长度,则sin i=≈0.793
sin r=≈0.504
n==≈1.57
(4)光线经由P、P 射入后光路图如图所示
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第一次折射时入射角大于折射角,第二次是从玻璃砖射向空气,折射角大于入射角,由图可
知经P、A的出射光线符合事实,故对应的出射光线上的2枚大头针是P 和A。
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4.(1)针尖 (2)1.5 (3)AC (4)C
解析 (1)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽;
(2)由题图可知sin α=,sin β=,则折射率n===1.5;
(3)大头针P 和P 、P 和P 之间的距离适当大些时,由距离误差引起的角度误差会减小,角
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度的测量误差会小些,故A正确;用插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误;为了准确作出入射光线和折射光线,应选用尽可能细的笔画线,故 C正确;为
了减小测量的相对误差,选择的入射角尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误;
(4)画出光路图如图所示
根据光路图可知,经过P、P 的光线经左侧玻璃砖折射后向下偏折,然后射入右侧玻璃砖后
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平行射出,则图中右边的插针应是P、P,故选C。
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5.(1)左 (2)0.80 (3)1.33
解析 (1)由于激光在水面发生折射,而光从光疏介质射入光密介质时,入射角大于折射角,
作出光路图如图所示
可知,B点位于A点的左侧。
(2)根据几何关系可知,激光入射角的正弦值sin i==0.80。
(3)根据折射定律可知水的折射率为n=
而sin r==0.60,代入数据解得n≈1.33。
6.(5)10.50 2.10 (6)0.10
解析 (5)用刻度尺测出a、b两点间的距离为10.50 cm,两相邻暗条纹中心之间的距离为
Δx= cm=2.10 cm。
(6)由Δx=λ,解得双划痕间距为d=0.10 mm。