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方法11 光学实验实验要点归纳
光学实验包括两个，一是测玻璃砖的折射率，二是测单色光的波长。测玻璃砖的折射率主要通过光路
的可逆性，做出光路图，测定长度。测单色光的波长实验涉及到实验装置和测量头的使用，并根据条纹间
距计算波长。光学实验在新高考中出现的概念是比较大的。
一、测折射率要点归纳
注意
事项
(1)厚且宽：玻璃应选用厚度、宽度较大的，宜在5cm 以上，可减小确定光路方向时的误差。
(2)竖直且间隔大：大头针要插得竖直，且间隔要大些
(3)角适宜：入射角不宜过大或过小，一般在30°~60°之间。入射角过小，折射角更小，测量误
差较大；入射角过大，反射光线太强，折射光线太弱，不易观察。
(4)位置固定：实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变
(5)面要准：玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃界面代替直尺画边界线，防止损坏光学面。
误差
分析
放置玻璃砖时，玻璃砖上下发生少许平移：
(1)情形1：玻璃砖向上偏移如图1 所示，左边光线为实际光路图，右边光线为作图光路图，两
光路图对应的入射角和折射角相等，折射率不变
(2) 情形2：玻璃砖向下偏移如图2 所示，右边光线为实际光路图，左边光线为作图光路图，两
光路图对应的入射角和折射角相等，折射率不变
1
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二、测单色光的波长实验要点归纳
实验原
理图示
实验原
理
单色光通过单缝，经双缝后产生干涉图样，
使测量头对准一条亮(暗)条纹，记下此时手轮
上的读数x1，然后转动测量头上的手轮，经
过n 条亮(暗)条纹后，记下此时手轮上的读数
xn，则这两个亮(暗)条纹的间距a=xn-x1，相邻
两条亮(暗)条纹间距为
，根据双
缝干涉条纹间距公式
可知光的波长
光源S(设到平面镜距离为h)发出的光，一部
分直接照射到光屏上，另一部分经过反射(相
当于从S 的像A 点发出的)照射到光屏上。两
束光是由同一光源发出的，一分为二形成相干
光源，在光屏上相遇时会产生干涉。两光源距
离为2h，到光屏距离为D，相当于双缝干涉，
且满足
1．（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
2
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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 。
【答案】 2.25
1.51 稍小一些
【详解】（2）③[1]刻度尺的最小分度为0.1cm，由图可知，
为2.25cm；
（3）[2][3]玻璃砖折射率的表达式
带入数据可知
（4）[4]相对误差的计算式为
，为了减小
测量的相对误差，实验中
要尽量稍大一些，即激光在
点入射时应尽量使入射角稍小一些。
2．（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S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处，回答下列问题：
3
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（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 = l1，OA = l2，S1S2= l3，则折射率n = （用l1、l2、l3表示）；
（3）若改用宽ab 更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会 （填“变大”，“变小”或“不
变”）。
【答案】
变小
【详解】（1）[1]根据题意画出光路图如下图所示
（2）设光线入射角为θ、折射角为α，则在C 点根据折射定律有nsinθ = sinα
由于射入玻璃砖的入射角是射出玻璃砖的折射角，则S1S2= CB
根据几何关系可知
4
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联立解得
（3）[3]若改用宽ab 更小的玻璃砖做实验，则画出光路图如下
可看出S1S2间的距离变小。
3．（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）
【答案】 A
【详解】①[1]由双缝干涉原理可知，先用滤光片得到单色光，然用单缝得到细长的光源，最后用双缝得到
两束相干光，故a、b 分别单缝和双缝。
故选A。
[2]
②
第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则相邻亮条纹间距为
根据
可得光的波长是
4．（2024·全国·校联考模拟预测）甲、乙两同学在做“测定玻璃的折射率”的实验时，分别选用平行玻璃
5
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砖/半圆形玻璃砖做实验。
（1）甲同学在画好平行玻璃砖界面两条直线后，不慎误将玻璃砖向上平移至图甲中虚线位置，而其他操
作均正确，则测得的折射率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2）乙同学插大头针
、
确定和射光线，另一侧垂直纸面插大头针
，
为折射光线，作BA、CD
垂直于法线于A、D 两点；则玻璃砖的折射率可表示为
（用图中线段长度表示）；若乙同学
在插大头针
前不小心将玻璃砖以O 为圆心逆时时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将
（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 不变
偏小
【详解】（1）[1]如图所示
可知所作的折射光线与实际的折射光线平行，所以在入射角和折射角测量准确的情况下，测得的折射率将
不变。
（2）[2]根据折射定律可得玻璃砖的折射率为
[3] 实验中该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O 为圆心逆时针转过一小角度，可知折射光线将以O
为圆心逆时针转动，则AB 的测量值不变，CD 的测量值变大，由
6
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可知测得玻璃砖的折射率将偏小。
5．（2024·安徽·统考一模）某同学通过双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图（a）所示。
（1）一毛玻璃屏上相邻亮条纹的间距可利用测量头测出，如图（b）所示。先将测量头分划板中心刻线与
一明条纹中心P 重合，其读数为
，然后沿同一方向转动手轮，使分划板中心刻线移过4 条暗条纹，
与另一明条纹中心
重合，相应的读数如图（c）所示，该读数为
。
（2）已知双缝间的距离为
，双缝到屏的距离为
，此单色光波长是
。（保留三位
有效数字）
（3）若改用波长更短的单色光重复上述实验，条纹间距将 (选填“变大”、“变小”或“不
变”)
【答案】 20.502/20.501
变小
【详解】（1）[1]该读数为
（2）[2]已知条纹
间还有3 条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为
由干涉条纹的间距公式
解得
（3）由干涉条纹的间距公式
可得，换波长更短的单色光重复上述实验，条纹间距将变小。
6．（多选）（2024·福建漳州·统考二模）某小组用如图甲所示的双缝干涉装置来测量红光的波长。所用器
材有：光具座、毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝、红光滤光片等光学元件。
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（1）实验过程如下：
①取下遮光筒左侧的元件，打开光源，调节光源高度和角度，使它发出的光束能直接沿着遮光筒的轴线把
屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，调节单、双缝间距并使
之相互平行。要使白光通过器材A 后获得单一颜色的红光，则图中器材A 的名称是 （填“滤光
片”或“单缝”）；
③用米尺测量双缝到屏的距离L；
④将测量头（其读数方法同螺旋测微器）的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该条亮纹定为第1
条亮条纹。转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮条纹中心对齐，如图乙所示，此时示数为
mm，再求得相邻亮条纹的间距
；
⑤已知双缝间距d，可求得所测红光的波长。
（2）关于本实验，下列说法正确的是 。（填正确答案标号）
A．减小双缝间距，干涉条纹间距减小 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间距增大
C．去掉器材A 后，干涉现象消失 D．若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹
【答案】 滤光片
/13.869/13.871 BD/DB
【详解】（1）②[1]获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片；
[2]
④
测量头固定刻度读数为
，可动刻度读数为
，示数为
（2）[3]A.由
可知，减小双缝间距d，干涉条纹间距将增大，A 错误；
B.增大双缝到屏的距离L，干涉条纹间距将增大，B 正确；
C.去掉滤光片后，干涉现象不会消失，会出现彩色的干涉条纹，C 错误；
D.发生干涉现象时，若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹，是衍射条纹，D 正确。
故选BD。
7．（2024·全国·模拟预测）长方体玻璃砖的一个表面镀银（光线不能透过），为测定此玻璃砖的折射率，
某同学列出主要实验步骤如下：
8
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①如图甲所示，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
分别画出直线
和
，其中
侧为镀银面；
②在白纸上竖直插上两枚大头针
，
，在
侧观察并插入两枚大头针
，
；
③拔掉大头针，做入射光线和出射光线的光路图，入射光线与出射光线分别与
交于O 点和
点，如图
乙所示；
④作
的中垂线AB 交
于A 点，交
于B 点，延长入射光线交AB 于C 点。
（1）插第三枚大头针时，应使其 。（填正确答案标号）
A．只挡住
的像
B．只挡住
的像
C．同时挡住
、
的像
（2）该玻璃砖的折射率为 。（填正确答案标号）
A．
B．
C．
（3）若在插入两枚大头针
、
前，玻璃砖平行向下移动了少许，则折射率的测量结果比真实值
。（填正确答案标号）
A．偏大 B．偏小 C．等于
【答案】 C A A
【详解】（1）[1]插第三枚大头针时，这枚大头针应同时挡住
和
的像。
故选C。
（2）[2]如图所示
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由几何关系知
故选A。
[3]如图所示
若在插入两枚大头针
，
前，玻璃砖平行向下移动了少许，入射角的真实值
等于入射角的测量值
，
折射角的真实值
大于折射角的测量值
，故折射率的测量结果比真实值偏大。
故选A。
8．（2024·广东·统考一模）某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下：
①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上；
②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系
的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O 点和x 轴重
合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x 轴放置，如图（b）所示；
③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O 点水平射入，从y 轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没
有激光从玻璃砖射出至挡板上
的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。
④取走玻璃砖，过P 点作y 轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ 的长度L。
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根据以上步骤，回答下列问题：
（1）测得半圆形玻璃砖直径d 的读数如图（a）所示，则
cm；
（2）步骤③中，没有激光射至挡板上
区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了 ；
（3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式为
，若测得PQ 线段的长度
，计算可得玻璃砖的折射率为
。（结果保留3 位有效数字）
【答案】 6.43 全反射
1.61
【详解】（1）[1]由图（a）可知，玻璃砖的直径为
（2）[2]光束经玻璃砖折射后照在挡板上
的区域内，当入射角逐渐增大，折射光线消失的时候，就是
光束在玻璃界面处发生了全反射。
（3）[3]当恰好发生全反射时，有
[4]代入数据可得
9．（2024·贵州·统考一模）某实验小组在用激光笔测量半圆形玻璃砖折射率的实验中，足够长的光屏与半
圆形玻璃砖的直边平行，O 点为玻璃砖圆心，
为法线。当激光沿AO 方向入射时光屏上未出现光斑；
当激光沿BO 方向入射时光屏上C 点出现光斑，如图所示。
（1）激光沿AO 方向入射时光屏上未出现光斑的原因是 。
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（2）过B 点作
的垂线，垂足为D。测得
和
，则该玻璃砖的折射率
（用
和
表示）。
【答案】 全反射
【详解】（1）[1]激光沿AO 方向入射时光屏上未出现光斑的原因是激光未发生折射，发生全反射；
（2）[2]由图标出折射角和入射角
由图可知
，
由折射定律可知，该玻璃砖的折射率为
10．（2024·吉林·校联考模拟预测）在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示
（1）双缝、光屏、单缝，依次是图中的 （填图中的字母）。
（2）①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片，根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距 （填“相
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等”或“不相等”）。
（3）在某次测量中，观察分划板中心线与乙图亮条纹
中心对齐时的情形，如图②所示。然后转动测量
头手轮，当分划板中心线与亮条纹
中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的 。
（4）已知单缝与光屏间距
，双缝与光屏的间距
，单缝与双缝间距为
，双缝间距
，图①中分划板
中心线与亮条纹
中心对齐时手轮读数为
，与亮条纹
中心对齐时手轮读数为
，则实验测得
该光的波长的表达式为 。
【答案】 DFC 相等 A
【详解】（1）[1]双缝干涉测光的波长的实验中，设备依次摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单
缝、双缝、滤光筒、光屏，双缝、光屏、单缝，依次是图中的D、F、C；
（2）[2]①图可判断双缝干涉的亮条纹间距相等；
（3）[3]转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹
中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的A；
（4）[4]由
得
11．（2023·四川泸州·统考一模）在“测玻璃的折射率”实验中：
（i）如图甲，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，确定P3位置的方法是透过玻璃砖观察，使P3挡住
（选填“P1、P2”或“P1、P2的像”）；
（ii）小华同学正确确定P4位置，并确认其他的操作步骤也都正确后，根据测得的入射角和折射角的正弦
值画出图线，如图乙所示，从图线可求得玻璃砖的折射率是 ；
（iii）小星同学在画界面时，不小心将界面bb'画歪了一些，如图丙所示，他随后实验测得的折射率
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（选填“偏大”“偏小”“不变”或“偏大、偏小和不变都有可能”）
【答案】 P1、P2的像 1.6 偏大、偏小和不变都有可能
【详解】（i）[1]在插针P3时，透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像；
（ii）[2]根据折射定律
根据sinθ2-sinθ1图像斜率可知，斜率
折射率
（iii）[3]红线表示实际的光路图
而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，根据折射率公式
可知小星同学测得的折射率与真实值相比偏小；
红线表示实际的光路图
而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏小，根据折射率公式
可知小星同学测得的折射率与真实值相比偏大；
光路如图所示
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操作正确，与画玻璃砖形状无关，所以小星同学测得的折射率与真实值相比不变。
由上可知测得的折射率为偏大、偏小和不变都有可能。
12．（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。
【答案】 B 0.75
【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式
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A．将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，故A 错误；
B．将屏向靠近双缝的方向移动，减小，则条纹间距减小，故B 正确；
C．将屏向远离双缝的方向移动,
增大，则条纹间距增大，故C 错误；
D．使用间距更小的双缝，则条纹间距增大，故D 错误。
故选B。
（2）①[2]10 分度游标卡尺的精确值为
，由图可知
则相邻两条纹间距为
[3]
②
根据
可得该单色光的波长为
13．（2023·广东梅州·统考二模）如图甲所示，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，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）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20 分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜
看去，使分划板中心刻度线与某条纹A 中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所
示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B 中心对齐，测得A、B
条纹间的距离
。则经滤光片射向双缝的色光的波长
（用题目中所给字母写出表
达式），利用上述测量结果，经计算可得波长
m（保留两位有效数字）。
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（2）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好，若他对实验装置进行了调整后，
在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是
A．仅增加光源与滤光片间的距离
B．仅增加单缝与双缝间的距离
C．仅将单缝与双缝的位置互换
D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片
【答案】
D
【详解】（1）[1]图丙中游标卡尺的最小分度值为0.05mm，主尺示数为0，游标尺的第7 刻度线与主尺刻
度线对齐，则示数为
[2][3]A、B 条纹间的距离为5 倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故
根据相邻亮（暗）条纹间的间距公式有
，解得
代入数据可得
（2）[4]该同学对实验装置调节后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知相邻条
纹间的宽度减小，由公式
可知，该调节可能是更换波长更短的光做实验，即将红色滤光片换成绿
色滤光片，其他调节都达不到该实验效果。
故选D。
14．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）（1）图甲所示是用双缝干涉测光的波长的实验装置图。
针对
、
、、
四个位置或部件，回答问题：
①双缝应安装在 位置（填字母代号）．
②某次实验中，双缝到光屏的距离和双缝的间距固定不变，用两种不同波长的单色光得到乙、丙两幅干涉
图样，则 图入射光的波长更长．
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（2）某实验小组利用如图所示的装置研究平抛运动规律。实验装置为完全相同的倾斜轨道与长度不同的
水平轨道平滑连接，并将轨道固定在同一竖直面内的不同高度处。实验时，将两小球
、
（均可视为质
点）同时从两倾斜轨道上自由释放，释放位置距各自的水平轨道的高度相同。两球运动过程中，用频闪照
相的方式记录两小球的位置（在图中已标出）。忽略一切阻力，已知频闪照相机的频闪周期为
。
①小球
、
在运动过程中的任意时刻都在同一竖直线上，这说明 。（选填正确答案标号）
A．小球
在水平方向做匀速直线运动
B．小球
在竖直方向做自由落体运动
C．小球
的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
②小球
做平抛运动后，利用频闪照片测量出两小球连续三个位置的高度差分别为
、
、
，则重力加
速度
。（用题中所给字母表示）
【答案】 c 乙 A
【详解】（1）①[1]根据实验操作步骤，双缝应安装在位置。
[2]
②
根据双缝干涉条纹间距公式
可知，干涉条纹的间距越大，波长越大，乙图入射光的波长大。
（2）①[3]根据题述小球
、
在运动过程中的任意时刻都在同一竖直线上，可知两小球在水平方向的运
动情况相同，这说明小球
在水平方向做匀速直线运动，A 项正确。BC 错误。
故选A。
[4]
②
两小球连续三个位置的高度差分别为
、
、
，小球
在相邻相等时间内下落的高度分别为
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和
，根据
，可得
解得
15．（2023·安徽亳州·蒙城第一中学校考三模）在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）如图1，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是 。
A．若不小心用手触摸了光学表面，不会影响测量
B．为减少测量误差，
的连线与法线
的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，
和
的距离应适当取大些
D．
界面一定要与
平行，否则会有误差
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度 （填“大”或
“小”）的玻璃砖来测量。
（3）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图2 所示，
从图像可知玻璃砖的折射率等于 。
（4）如图3 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
面到图中虚
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”）。
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【答案】 C 大 1.5 偏大
【详解】（1）[1]A．手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”，以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损
坏，故A 错误；
B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即
的连线与法线
的夹角应尽量大些，故B 错误：
C．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，
和
的距离应适当取大些，故C 正确：
D．测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故玻璃的两个光学面
不平行，对玻璃折射率
的测定结果没有影响，故D 错误。
故选C。
（2）[2]如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量，宽
度越大，出射光线的侧位移越大，折射角的测量越准确，故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。
（3）[3]根据折射率定义公式有
代入数据可得玻璃砖的折射率为
（3）[4]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
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，实际光线如图中的
所示，而作图光线如图中OQ 所示，导致
折射角偏小，所测得的折射率偏大。
16．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）如图所示，某实验小组的同学在“测量玻璃的折射
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率”实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的
界面
和
。O 为直线AO 与
的交点。在直线AO 上竖直地插上
、
两枚大头针。
（1）选出实验接下来要完成的必要步骤并按顺序填写选项前的序号 。
A．在玻璃砖另一侧插上大头针
，使
仅挡住
的像
B．在玻璃砖另一侧插上大头针
，使
挡住
的像和
的像
C．在玻璃砖另一侧插上大头针
，使
仅挡住
D．在玻璃砖另一侧插上大头针
，使
挡住
、
的像和
的像
（2）过
、
作直线交
于
，连接
。完成以上步骤后，实验小组内的同学采用不同的方式测量
玻璃的折射率：
①甲同学过O 作直线
垂直于
。多次改变入射角
，测出对应的折射角
，建立平面直角坐标系，
作图像如图2 所示，若图像的斜率表示玻璃的折射率，则图像的y 轴、x 轴表示的物理量依次为 。
A．
、
B．
、
C．
、
D．
、
②乙同学如图3 所示，以O 为圆心作圆，与入射光线AO、折射光线
分别交于E、F 点，再过E、F 点
作
的垂线，垂足分别为G、H 点，用刻度尺测得
，
，则该玻璃砖的折射率数
值为 （计算结果保留三位有效数字）。
（3）一位同学在某次实验中，准确地画好玻璃砖的界面
和
后，不慎将玻璃砖向下平移了一些，如
图4 所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值 准确值（选填“大于”、“小于”或
“等于”）。
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【答案】 BD B 1.45 等于
【详解】（1）[1]在直线AO 上竖直地插上
、
两枚大头针，然后在玻璃砖另一侧插上大头针
，使
挡住
的像和
的像，最后在玻璃砖另一侧插上大头针
，使
挡住
、
的像和
的像；故实验接下
来要完成的必要步骤是：BD。
（2）①[2]根据折射定律可得
可得
可知
图像的斜率表示玻璃的折射率，即图像的y 轴、x 轴表示的物理量依次为
、
。
故选B。
[3]
②
该玻璃砖的折射率为
（3）[4]如图所示
实线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而虚线是作图时采用的光路图，通过比较发现入射角和折射
角均没有变化，由折射定律可知，折射率的测量值等于准确值。
17．（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 。
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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
。
【答案】 D
1.51
【详解】（1）[1]A．作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A 错误；
B．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好，故B 错误；
C．没有刻度尺时，将玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，故C 错误；
D．大头针
和
及
和
之间的距离适当大些时，引起的角度误差会减小，效果会好些，故D 正确。
故选D。
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（2）[2]根据题意，由几何关系可知
则玻璃砖的折射率为
（3）[3]根据图1，由折射定律可得，折射率为
整理可得
结合
的图像可得
，解得
18．（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”）。
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（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 。
【答案】 BC/CB 不变 偏小 见解析
【详解】（1）[1]A．为减小作图误差，
和
的距离应适当大一些，A 错误；
B．
和
连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些，折射现象根明显，误差较小，B 正确；
C．宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点距离较大，确定角度越准确，误差越小，
C 正确；
D．不可用玻璃砖代替尺子，应沿玻璃砖描点后，用尺子画出玻璃砖界面，D 错误。
故选BC。
（2）[2]根据题意，如图
入射角与折射角没有误差，测量的折射率不变。
（3）[3]根据题意，如图
入射角不受影响，当折射角的测量值大于真实值，根据
因此测得折射率偏小。
（4）[4]画出的界面与真实界面存在交点，左侧界面宽度变小，若光线从左侧出射，则测得折射率偏大；
若从交点出射，测得折射率不变，；若从右侧出射，测得折射率偏小。故不能准确说明测得折射率误差，
视情况而定。
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19．（2023·北京东城·统考二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验
操作、数据分析等。
（1）如图甲所示，“测玻璃的折射率”的实验中，将白纸平铺在木板上并用图钉固定，之后将玻璃砖平
放在白纸上，在适当位置竖直地插上A、B、C、D 四个大头针。图中a 和a'为玻璃砖的两个界面，AB 延长
线与直线a 的交点为O，CD 延长线与直线a'的交点为O'，NN'表示法线。
①在插大头针C 时，应使其 （选填选项前的字母）。
A．只挡住A 的像 B．只挡住B 的像 C．同时挡住A、B 的像
②该玻璃砖的折射率可表示为
（用θ1和θ2表示）。
（2）利用不同电路测量电源电动势和内阻。
①用图乙所示电路测量时，产生系统误差的主要原因是 。
A．电压表的分流作用 B．电压表的分压作用 C．电流表的分流作用 D．电流表的分压作用
②用图丙所示电路测量时，改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录多组电流表示数I 和电阻箱示数R，以R
为横轴，以
为纵轴，做出
图像，图线的斜率表示 。
【答案】 C
A
【详解】（1）①[1]确定大头针C 的位置时，应该使大头针C 能够挡住A、B 的像，则大头针C 一定在出
射光线方向上。
故选C。
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[2]
②
由折射定律，该玻璃砖的折射率可表示为
（2）①[3]图乙所示电路测量时，产生系统误差的主要原因是电压表的分流作用，使得测得的电流小于流
过电源的电流。
故选A。
[4]
②
若不考虑电流表的内阻，则有
则
图线的斜率表示
，同理若考虑电流表的内阻，结果是相同的。
20．（2023·山西太原·统考二模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将所有器材按要求安装在如图1
所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。已知实验中选用缝间距
的双缝，像屏与双缝
之间的距离
。
（1）用某单色光照射双缝得到如图2 所示的干涉图样，分划板在图中A、B 位置时的螺旋测微器读数分别
如图甲、图乙所示，将测量头的分划板中心刻线与亮纹A 中心对齐，此时手轮上的示数如图甲所示为
；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮纹B 中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示
为
，可求得相邻两条亮纹的间距
。利用题目中的已知量和测量结果就可算出这种单色光的
波长
（计算结果保留3 位有效数字）。
（2）如果想让目镜中看到的条纹间距变宽，下列操作可行的是 。
A．将图1 中单缝向左移动少许
B．增加光源的亮度
C．调节遮光筒长度，增加双缝和像屏之间的距离
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D．调节双缝的方向，使双缝与单缝的方向垂直
【答案】 14.417 632 C
【详解】（1）[1]手轮上的示数为
[2]相邻两亮条纹间距为
这种单色光的波长为
（2）[3]根据
使条纹间距变宽，可换成波长较大的单色光，增大双缝与屏间距，减小双缝间距，其他操作均不可能实现。
故选C。
21．（2023·全国·模拟预测）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），游标尺的示数
如图戊所示。已知双缝间距为0.50mm，双缝到屏的距离为1.00m，则图丙游标尺的示数为 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。
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【答案】 AD/DA 11.5 1.3
【详解】（1）[1]
AB．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；
CD．根据公式
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。
故选AD。
（2）[2][3][4]由图丙可知，读数为
由图戊可知，读数为
由图乙和图丁可知，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
根据公式
代入数据解得所测单色光波长为
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