文档内容
考点 66 光学实验
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
2023·海南卷·T14
2023·广东卷·T11
2022·海南卷·T12
光学实验
2021·浙江6月选考·T17(2)
2019·天津卷·T9(2)
2019·全国卷Ⅱ·T34(2)
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:实验原理、方法和注意事项
【备考策略】
1.掌握测量折射率的原理及方法.
2.会用插针法测量玻璃的折射率.
3.掌握由Δx=λ测量光的波长的原理,并会测单色光波长.
4.观察单色光的双缝干涉图样,掌握测量头测量条纹间距的方法.
【命题预测】
要特别注意光学拓展实验
考向 1 实验:测量玻璃的折射率
1.实验原理
如图所示,当光线AO以一定的入射角θ 透过一块两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO
1
对应的出射光线O′B,从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′,求出折射角θ ,再根据n=或n=计
2
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P、P 两根大头针.
1 2
(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P 的像被P 的像挡住,然后在眼睛这
1 2
一侧插上大头针P,使P 挡住P 、 P 的像,再插上P,使P 挡住P 、 P 的像和 P .
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(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P 、P 的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′,连接O、O′得到
3 4
线段OO′.
(7)用量角器测量入射角θ 和折射角θ,并查出其正弦值sin θ 和sin θ.
1 2 1 2
(8)改变入射角,重复实验.
4.数据分析
(1)计算法
用量角器测量入射角θ 和折射角θ,并查出其正弦值sin θ 和sin θ.算出不同入射角时的,并取平均值.
1 2 1 2
(2)图像法
改变不同的入射角θ ,测出不同的折射角θ ,作sin θ -sin θ 的图像,由n=可知图像应是过原点的直线,
1 2 1 2
如图所示,其斜率为折射率.
(3)“单位圆”法
以入射点O为圆心,以一定的长度R为半径画圆,如图所示,sin θ =,sin θ =,OE=OE′=R,则n=
1 2
=.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n.
5.注意事项
(1)实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且 P 和P 之间、P 和P 之间、P 与O、P 与O′之间距离要
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稍大一些.
(2)入射角θ 不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°).
1
(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,也不能把玻璃砖界面当尺子画界线.
(4)实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.
(5)玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大.(2023·海南·统考高考真题)用激光测玻璃砖折射率的实验中,玻璃砖与屏 P平行放置,从另一侧用激光
笔以一定角度照射,此时在屏上的S 处有激光点,移走玻璃砖,光点移到S 处,回答下列问题:
1 2
(1)请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图 ;
(2)已经测出AB = l,OA = l,SS= l,则折射率n = (用l、l、l 表示);
1 2 1 2 3 1 2 3
(3)若改用宽ab更小的玻璃砖做实验,则SS 间的距离会 (填“变大”,“变小”或“不变”)
1 2
(2023·安徽芜湖·统考二模)在“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好平行玻璃砖,a和a′分别是
玻璃砖与空气的两个界面,如图(a)所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P 和P ,然后在另一侧透过
1 2
玻璃砖观察,并插上大头针P ,使其挡住P 、 P 的像;接着插上大头针P ,使其挡住P 、P 和P 的像,
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用“·”表示大头针的位置,这样大头针P、P 就确定了射入玻璃砖的光线。
1 2
(1)根据以上信息,请在图(a)中画出光路图 。
(2)正确做出光路图后,测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变入射角,测得多组入射角和折
射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图(b)所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率
n= (保留两位有效数字)。
(3)如图(c)所示,在实验过程中画出界面a后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面a′画到图
中虚线位置,而在作光路图时界面a仍为开始所画的,则所测得的折射率将 (填“偏大”“偏小”
或“不变”)。
考向 2 实验:用双缝干涉测量光的波长
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.实验步骤
(1)观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃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调节各器件的高度和角度,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)测量单色光的波长
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心,记下此时手轮上的读数 a ,将该条纹记为第1条亮条纹;转
1
动手轮,使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数a.
n
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.数据分析
(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,注意使光源、透镜、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;干涉
条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行.
(2021·浙江·高考真题)图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:
①观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是 。(单选)
A.旋转测量头 B.增大单缝与双缝间的距离 C.调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距,正确的做法是 (单选)
A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离
C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离(2023·北京西城·北京八中校考三模)某同学利用如图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将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所
示;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙所示的手轮上的
示数为 mm;
②若相邻亮纹的间距为 ,双缝与屏的距离为 ,双缝间距为 ,则求得光的波长
m。(结果保留三位有效数字)
【基础过关】
1.(2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考一模)利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝间距 ,
双缝到光屏间的距离 ,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到
干涉条纹。(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可 。
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
(2)正确操作后,该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中 A、B位置时游
标卡尺读数也如图中所给出,则:
①分划板在图中A、B位置时由游标卡尺读数求得相邻两条纹间距 。
②该单色光的波长 m。
2.(2023秋·山西·高三忻州一中校联考开学考试)“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,并选用缝间距 的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离
。然后,接通电源使光源正常工作。
(1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图 1所示。光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为
(选填选项前字母)。
A.滤光片 双缝 单缝 B.滤光片 单缝 双缝
C.单缝 滤光片 双缝 D.双缝 滤光片 单缝
(2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图2中所
示,则①分划板在图中 A位置时游标卡尺的读数为 mm,在 B位置时游标卡尺读数为
mm,相邻两条纹间距 mm;
②该单色光的波长 m(保留两位有效数字)
3.(2023秋·广西南宁·高三南宁市武鸣区武鸣高级中学校考开学考试)某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的
折射率(如图所示),实验的主要步骤如下:
A.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系 ,在白纸上画一条线段AO表示入射光线;
B.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边 与Ox轴重合,且圆心恰好位于O点;
C.在AO线段上竖直地插上两枚大头针 、 ;
D.在坐标系的 的区域内竖直地插上大头针 ,并使得从 一侧向玻璃砖方向看去, 能同时挡住
和 的像;
E.移开玻璃砖,作 连线,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为
B,与 连线的交点为C,测出B点到x、y轴的距离分别为 、 ,C点到x、y轴的距离分别为 、 。
(1)根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离,可知此玻璃折射率测量值的表达式为: ;
(2)若实验中该同学在 的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到 、 像,其原因可能是:
。
(3)该同学用平行玻璃砖做实验如图所示。
A.他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 和 后,不小心碰了玻璃砖使它向 方向平移了少许,如图
所示,则他测出的折射率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
B.他在画界面时,不小心将两界面 、 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图所示,则他测得的折射率
(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
4.(2023·海南·统考模拟预测)某同学做测定玻璃的折射率实验。
(1)实验室提供了图1所示的两块表面平行的玻璃砖A和B,玻璃砖两表面的间距 ,实验时应选(填“A”或“B”)。
(2)实验步骤如下:
A.如图2,在白纸上放好玻璃砖,描出玻璃砖的两个边a和 ;
B.在玻璃砖的一侧同一直线上插两个大头针 、 , 所在直线作为入射光线;
C.在另一侧透过玻璃砖观察,依次插上大头针 和 ,插 时,应使 挡住 (填“ ”、
“ ”、“ 和 ”)的像,同样插上 , 确定了从玻璃砖射出的光线;
D.在白纸上描出光线的径迹,测量相应的角度,计算玻璃的折射率n。
5.(2023·安徽滁州·安徽省定远中学校考模拟预测)如图甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置
图。
(1)已知单缝与双缝间的距离 ,双缝与屏间的距离 ,双缝间距 。用测
量头来测量亮纹中心间的距离,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让
分划板的中心刻度线对准第 1 条亮纹的中心(如图乙所示),此时手轮的读数如图丙所示,是
mm,转动测量头,使分划板中心刻度线对准第4条亮纹的中心,此时手轮的读数如图丁所示。则该被测
光的波长为 m(保留两位有效数字)。
(2)图戊为上述实验装置的简化示意图。S为单缝,S ,S 为双缝,屏上会出现明暗相间的干涉条纹。若
1 2
实验时单缝偏离光轴,向下微微移动,则可以观察到 。A.干涉条纹消失
B.仍能看到干涉条纹,且条纹整体向上平移
C.仍能看到干涉条纹,且条纹整体向下平移
6.(2023·海南·统考模拟预测)某小组的甲、乙同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,如图1所示。
(1)为了减小实验误差,下列操作正确的是 。
A.必须选择边界平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.没有刻度尺时,可以将玻璃砖界面当尺子画界线
D.大头针 和 之间的距离应适当大些
(2)甲同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器,在完成了光路图以后,以 点为圆心, 为半径画圆,
交 延长线于 点,过 点和 点作垂直法线的直线,与法线的交点分别为 点和 点,如图2所示。
用刻度尺测得 的长度为 的长度为 ,则玻璃砖的折射率 (用测量的字母表示)。
(3)乙同学正确操作后,在实验中多次改变入射角,测出多组相关角度 ,作出 的图像,
如图3所示,则此玻璃砖的折射率 。
7.(2023·广东茂名·茂名市电白区电海中学校考一模)长方体形状的玻璃砖有一个表面镀银(光线不能透过),现利用“插针法”测定此玻璃砖的折射率。如题图甲所示,实验时,先将玻璃砖平放到水平面内的
白纸上,镀银面与纸面垂直。贴着玻璃砖前后两个面在纸上画出直线 和 ,其中 侧为镀银面。
然后在白纸上竖直插上两枚大头针 。
(1)准备插第三枚大头针时,应在 侧观察(选填“ ”或“ ”);
(2)插第三枚大头针时,这枚大头针应 ;
A.只挡住 的像 B.只挡住 的像
C.同时挡住 和 的像
(3)插完所需大头针,补全光路。题图乙为光路的一部分, 均为光路上的点,过 作直线 的
垂线,垂足分别为 ,已知图中 ,则玻璃砖的折射率可表示为 。
A. B. C. D.
8.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考一模)利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,
接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具
座上先放置b 和c ,再放置a (选填“双缝”“单缝”“滤光片”),就可以观察到单
色光的双缝干涉图样。
(2)实验中已知双缝间的距离d=0.3 mm,双缝到光屏的距离L=1.2 m,某种单色光照射双缝时,用测量
头测量条纹间的宽度:先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第 1条亮纹,此时
手轮上的示数如图甲所示为 mm;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心
对齐,此时手轮上的示数如图乙所示为 mm,则这种单色光的波长为 m(结果保留两位有
效数字)。(3)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮纹中心间距 (选填“增大”“减
小”或“不变”)。
【能力提升】
9.(2023秋·云南临沧·高三校考开学考试)某物理实验小组按课本习题要求,用下面的方法测量液体的折
射率。
(1)请将下列实验步骤补充完整:
①取一个圆形的软木塞,用游标卡尺测其直径d的示数如图甲所示,则 。
②在它的圆心处竖直插上一根大头针,让软木塞浮在液面上(如图乙所示)。
③调整大头针插入软木塞的深度,使它露在液体里的长度为 ,这时从液面上方的各个方向都恰好看不到
大头针。
(2)写出用d和 求折射率的计算式: 。
(3)若用刻度尺测得大头针露在外面的长度为 ,利用测得的d和 数据,求出液体的折射率
。(最后结果保留三位有效数字)
10.(2023秋·山西运城·高三统考开学考试)利用双缝干涉测定光的波长实验中,双缝间距 d=0.4mm,双
缝到光屏的距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹,测量了第1条至第6条亮纹之间的距离,
游标卡尺的示数分别如下图所示。
(1)分划板在第1条亮纹位置时,游标卡尺读数为 mm,在第6条亮纹位置时,游标卡尺读数
为 mm;
(2)该单色光的波长为λ= m(保留三位有效数字);
(3)关于该实验,下列说法正确的是A.若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将变小
B.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可以将屏向靠近双缝的方向移动
C.若想增加从目镜中观察到的条纹个数,可以将单缝向靠近双缝的方向移动
11.(2023秋·广东·高三校联考开学考试)某实验小组要测量某透明液体的折射率,他们找到一个底面直
径为d、高为 的圆柱形薄玻璃槽,然后给槽内加满某种液体,O为液面的中心,光屏紧贴玻璃槽右侧面
竖直放置。
(1)开始时,用一红色激光笔从槽底A点沿 方向射出一细光束,光束与液面呈60°角,恰好在光屏上
的B点接收到光束,用刻度尺测出 B点到槽边缘 D点的距离为 ,则该种液体对红光的折射率
。
(2)若在(1)中改用绿色激光笔照射,其他条件不变,则光斑往 B点 (填“正上方”,
“正下方”,或“不”)移动。
(3)如果将红色激光笔移动到槽边缘C点,光束仍对准O点射出时,能否在液面上方接收到光束?请说
明理由: 。
12.(2023秋·青海西宁·高三校考开学考试)如图所示,在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,需要从
标尺上读出某条亮纹的位置。图中所示的读数是 mm。
若缝与缝间相距d,双缝到屏间的距离为L,相邻两个亮条纹中心的距离为 Δx,则光的波长表示为λ=
(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,其他数据为:d=0.20 mm,L=700 mm,
测量Δx的情况如图所示。由此可计算出该光的波长为:λ= m。13.(2023春·安徽安庆·高三安徽省宿松中学校联考开学考试)实验室有一个直角三棱镜,物理小组的同
学准备测量它的折射率,实验步骤如下:
(1)在木板上铺一张白纸,将三棱镜放在白纸上并用细线描出三棱镜的轮廓,如图中 的实线所示。
(2)在垂直于AB的方向上插上两枚大头针 和 ,在棱镜的BC侧透过三棱镜观察两个大头针,当 的
像恰好被 的像挡住时,插上大头针 ,使 挡住 、 的像,再插上大头针 ,使 挡住 和 、
的像,移去三棱镜和大头针,大头针在纸上的位置如图所示。
请帮他们完成下列实验内容:
(1)将实验需要的光路图补充完整。
(2)实验小组用量角器量出光线在BC界面发生折射时,入射光线与BC边夹角为 、折射光线与BC边
夹角为 ,则三棱镜的折射率 。
(3)若实验中三棱镜的位置发生了微小的平移,如图中虚线所示,则测得的折射率 真实值(选填
“大于”“等于”或“小于”)。
14.(2023秋·山东德州·高三统考期末)如图甲所示装置中的光源发出某种单色光,某实验小组用该装置
观察光的干涉图样,然后进一步测量其波长。
(1)对图甲中a、b两处各自放入的光学器件,以下说法正确的是 。
A.a处放单缝,b处放双缝 B.a处放双缝,b处放单缝
C.单缝和双缝都放在a处 D.单缝和双缝都放在b处
(2)他们把测量头安装好,通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现里面的亮条纹与分划板竖
线不平行,如图乙所示。若要使两者平行,该同学应如何调节 。
A.仅旋转透镜 B.仅旋转单缝 C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头(3)装置所用双缝间的间距为0.2mm,双缝与毛玻璃屏的距离为80cm,转动手轮,使分划板中心刻线与
某亮条纹中心对齐,将该亮条纹定义为第 1 条亮条纹,此时手轮上的读数如图丙所示,读数为
mm,然后继续转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的读数如图丁所示。
(4)此单色光的波长为 nm(结果保留三位有效数字)。
15.(2023·全国·模拟预测)某同学用如图所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验。
(1)下列说法正确的是 ;
A.英国物理学家麦克斯首先成功地观察到了光的双缝干涉现象
B.仅撤去单缝屏,光屏上双缝干涉的条纹仍然存在
C.图中的a、b、c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏
D.只要白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏都沿着遮光筒的轴线放置,就可以在光屏上成功观察到清晰的
干涉条纹
(2)该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图乙所示的干涉条纹,若仅将滤光片换成红色,其他元件及
位置都不动,他将看到的条纹是下图中的 ;
A. B.
C. D.
(3)该同学某次实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条
纹,此时手轮上的示数记为 ,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐,记
下此时手轮上的示数为 ,已知双缝间距为 ,单缝与双缝的距离为 ,双缝到光屏的距离为 ,
则入射光波长的表达式为 。
16.(2023秋·广东深圳·高三统考期末)某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固
定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝间的宽度 。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离 mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离
,已知 ( 为相邻两条亮纹间的距离)由此则可以计算该激光的波长 m。如
果用紫色激光重新实验,相邻亮纹间距会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.(2023·广东广州·华南师大附中校考三模)在利用“双缝干涉测定光的波长”实验中,双缝间距为d,
双缝到光屏间的距离为L,在调好实验装置后,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹,当分划板在图中B
位置时,对应游标卡尺读数如图,则:
(1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数 mm;
(2)若分划板在图中 A 位置时游标卡尺读数为 ,则该单色光的波长的表达式为
(用 、 及题中所给字母及必要的数字表示)
(3)若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离,则条纹间距 (填“变宽”或“变
窄”或“不变”)
18.(2023秋·广东广州·高三广州市真光中学校考开学考试)某同学在利用“插针法”测定一块红色直角
三角形玻璃砖的折射率时发现,由于玻璃的颜色较深,在另一侧很难观测到对侧所插的针。他想到可以用
实验室的红色激光器来完成实验。如图所示,他在木板上固定好白纸,放好玻璃砖,正确作出了界面 、
、 ,然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面 入射。①由于激光很强,不能用眼睛直接观测,该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路,正确
的插针顺序应是( )
A. 、 、 、 B. 、 、 、
C. 、 、 、 D. 、 、 、
②若 与 垂直,用量角器量得图中的 , ,则玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
③若激光器正常发光,平行木板从玻璃砖 界面垂直射入玻璃砖,如图虚线箭头所示。该同学发现在
一侧始终找不到出射光线,则原因是 ;该同学在 一侧没有找到出射光线,但在 一
侧找到了出射光线,他依然用被激光照亮的针确定了激光在 一侧的出射光线和 一侧的入射光线,
则测量后他 计算出玻璃的折射率。(填“能”或“不能”)
19.(2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测)某同学利用如图1所示装置测量某种单色光波长。实验
时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)关于本实验下列说法正确的是 ;
A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮,可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致
B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
C.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数,可以换用间距更小的双缝
(2)某次测量时,选用的双缝的间距为0.4mm,测得屏与双缝间的距离为0.5m,用某种单色光实验得到
的干涉条纹如图2所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数也如图2中所示,则A位置对应的读数
为 mm。B位置对应的读数为15.6mm,则所测单色光的波长约为 nm(结果保留整数部分);
(3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图3所示,在这种情况测量相邻条纹间
距 ,则波长 的测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)实际值。
20.(2023·湖北·校联考模拟预测)在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中:
(1)在“用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率”的实验中,其实验光路图如下图所示,对实验中的一些
具体问题,下列说法正确的是 。
A.为减小作图误差, 和 的距离应适当小一些
B.为减小测量误差, 和 连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些
C.为减小误差,应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验
D.实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动,可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置
(2)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 和 后,不小心碰了玻璃砖使它向 一侧平移了少许,
如图2所示,他随后实验测出的折射率。 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)乙同学在画界面时,不小心将两界面 、 间距画得比玻璃宽度大些( 仍然与 平行),如
图3所示,他随后实验测得的折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)丙同学在画界面时,不小心将界面 画歪了一些,如图4所示,他随后实验测得的折射率 。
【真题感知】
21.(2023·广东·统考高考真题)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 。
22.(2022·海南·高考真题)在用双缝干涉测量光的波长的实验中,如图所示,则:
①a、b分别是( )
A.单缝和双缝 B.双缝和单缝 C.单缝和单缝 D.
双缝和双缝
②如果双缝间距是d,双缝到毛玻璃的距离是 L,第一条亮纹到第六条亮纹间距是 x,则光的波长是
。(用x、d、L表示)
23.(2021·浙江·统考高考真题)小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时,发现只有3枚大头针,他
把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r, 并写出折射率n的计算式 。