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第47 讲 光学实验
目录
01 课标达标
练.................................................................................................................................................................................2
题型01 测量玻璃的折射率.....................................................................................................................................2
题型02 测量玻璃的折射率创新考法.....................................................................................................................3
题型03 用双缝干涉实验测量光的波长..............................................................................................................4
题型04 双缝干涉实验创新实验考法.....................................................................................................................5
02 核心突破练.......................................................................................................................................................6
03 真题溯源练.......................................................................................................................................................8
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01 测量玻璃的折射率
1.（24-25 高三·安徽六安一中·模拟）某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验过程如下：
A．将白纸固定在木板上，画出一条直线，将半圆形玻璃砖的直径边与光屏P 平行放置在白纸上，光屏与
直线重合；
B．从另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧A 点沿半径方向射入玻璃砖，此时在光屏上的
处有光点；
C．移走玻璃砖，光点移到
处，移走光屏（此前已在白纸上记录A、O、
、
的位置）；
D．以O 点为圆心，以
为半径画圆，交
延长线于C 点；
E．过O 点作
所在直线相交于B 点，过C 点作
延长线相交于D 点。
(1)请在图中画出激光束经半圆形玻璃砖折射后完整的光路图。
(2)若不使用量角器，要测量该玻璃砖的折射率，需要测量CD 的长度
和 的长度
，该玻璃砖的折
射率可以表示为
。
(3)相对误差的计算式为
，为了减小折射率测量的相对误差，实验中激光的入
射角应适当 （填“大”或“小”）一些。
2.某同学在测量梯形玻璃的折射率时，发现只有两枚大头针，他按以下步骤测出了玻璃的折射率。
2
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①平铺白纸，描出玻璃砖的四条边
、
、
、
，如图甲所示。
②眼睛在
侧透过玻璃砖看棱
（
边和
边所在侧面相交的棱），插第一个大头针A 使它挡住棱
，
再插第二个大头针B 使它挡住棱
和大头针A。
③撤去玻璃砖和大头针，在白纸上画出光线的径迹，测量相应的角度，计算玻璃砖的折射率。
(1)请在答题纸上画出光路图，标出入射角和折射角 。
(2)关于该实验，下列说法正确的是______。
A．为减小误差，要用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面
B．判断棱与针是否在同一光路上时，应该观察大头针的头部
C．两枚大头针间距要适当远一些
D．选用
边和
边距离较大的玻璃砖，可减小测量误差
(3)若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许，如图乙所示，则折射率的测量结果 （填“偏大”“偏
小”或“不变”）。
、
02 测量玻璃的折射率创新考法
3.（2025·安徽阜阳一中·高考模拟八）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Oxy 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 轴开始向右缓慢绕O 点移动激光器，直至
恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上y
0
﹤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。
3
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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d= cm；
(2)步骤③中，没有激光射至挡板上y
0
﹤区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了
（选填“折射”或“全反射”）；
(3)根据以上测量的物理量，若测得PQ 线段的长度L=2.00cm，计算可得玻璃砖的折射率为n=
。（结果保留3 位有效数字）
03 用双缝干涉实验测量光的波长
4.（2025·安徽A10 联盟·高考原创卷一）利用如图甲所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)实验中透镜的主要作用是______；（填选项前字母）
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A．将复色光变成单色光
B．获得平行于遮光筒轴线的平行光
C．减小照射到遮光筒的单色光的强度
(2)若在调节过程中，观察到图乙所示的干涉条纹，则应调节 （填“单缝”“测量头”或“光源的高
度”）；
(3)若测量头分划板的中心刻线分别与暗条纹中心对齐，如图丙所示，分划板在图中A、B 位置时游标卡尺
的读数分别为
、
（
），若双缝之间的距离为
，双缝到光屏的距离为，则该单色光波长的表达
式为
。
5.1834 年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。应用洛埃镜测量单色光波
长的原理如下：
如图所示，
是单缝S 通过平面镜成的像，如果S 被视为双缝干涉中的一个缝，
相当于另一个缝。单色
光从单缝S 射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区
域里出现干涉条纹。
请回答下列问题：
(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离___________；
A．将平面镜稍向上移动一些
B．将平面镜稍向下移动一些
C．将光屏稍向右移动一些
D．将光源由红色光改为绿色光
(2)若光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为h 和D，光屏上形成的相邻两条亮纹（或暗
纹）间距离为
，单色光的波长
；
(3)实验表明，光从光疏介质射向光密介质，会在界面发生反射，当入射角接近90°时，反射光与入射光相
比，相位有π 的变化，称为“半波损失”。已知h 远小于D，如果把光屏向左平移到非常接近平面镜处，
屏上最下方两束光相遇会相互 （选填“加强”或“减弱”）。
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04 双缝干涉实验创新实验考法
6.（2025·重庆南开·五质检八）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时，小南用光电传感器
代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S 射出，一部分直接投射到传感器上，
另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边（图中竖直方向）均匀分布着许多光敏单
元，各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器得到各点的光照强度，形象地展示亮条纹的
分布，得到干涉图像的条纹间距。图乙中a 曲线是小南得到的干涉图像。
(1)由图甲可知单缝S 到传感器的距离为 cm；
(2)单缝S 到平面镜的距离
，则单色光的波长为 nm（保留3 位有效数字）；
(3)若只把光源换成频率更大的单色光，则新的光强分布是图乙中的 （填“b”或“c”）曲线。
1.（2025·安徽·一轮复习模拟）某同学利用等腰直角玻璃砖测玻璃的折射率。主要步骤如下：
①将白纸平铺在木板上，在白纸上画直线MN，将玻璃砖底边与MN 重合，在纸上标记玻璃砖顶点a；
②将大头针
竖直插在合适的位置，再移动大头针
，用视线观察，在
挡住
和玻璃砖顶点a 处竖直插
入；
③移走玻璃砖和大头针，过
作直线交MN 于O 点，用圆规以O 为圆心、以Oa 为半径画圆，交
于b 点，如图。
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请接着完成后续实验步骤，算出玻璃的折射率n。
(1)在图中画出所需的辅助线，并标注相应的字母。
(2)玻璃折射率的计算公式为：
。（用相应字母符号表示）
(3)请提出一条减少实验误差的方案： 。
2.（2025·安徽合肥皖智高级中学芙蓉校区·三模）在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某
条纹的中心时（如图甲），刻度板上的示数如图乙所示，其读数为 mm。若测得双缝到光屏的距
离为L，双缝间的距离为d，A、B 两条纹间距为x，则光的波长为 。
3．（23-24 高三下·安徽合肥六中&二校·最后一卷）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)实验中，选用红色滤光片测量红光波长，当分划板的中心刻线与第3 条亮条纹的中心对齐时，手轮上读
数为
，转动手轮，使分划线向一侧移动，当分划板的中心刻线与第8 条亮条纹的中心对齐时，手
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轮上示数如图2 所示，其读数为
，由以上数据求得红光的波长为 m（结果保留3 位
有效数字）。
(2)用单色光照射双缝后，在目镜中观察到如图3 所示的情形。若其他操作无误，想对图中的情形进行调整，
则需要的操作是（ ）
A．前后移动透镜
B．左右拨动拨杆
C．其他不动，同步旋转单缝和双缝
(3)关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间距增大
B．减小双缝间距，干涉条纹间距减小
C．若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
1．（2024·广东·高考真题）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)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是
。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。
打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为
（结果保留3 位有效数字）。
(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50 分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示
数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。
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(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不
可调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。
调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
2．（2024·河北·高考真题）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1 所示，其中测量
头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹
中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
单色光类别
单色光1
10.60
18.64
单色光2
8.44
18.08
根据表中数据，判断单色光1 为 （填“红光”或“绿光”）。
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