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第48 讲 实验：测介质的折射率 、实验：用双缝干涉测量光
的波长
目录
01 课标达标
练.................................................................................................................................................................................2
题型01 实验原理与操作..........................................................................................................................................2
题型02 数据处理与误差分析..................................................................................................................................3
题型03 创新实验方案............................................................................................................................................3
题型04 实验原理与操作.......................................................................................................................................4
题型05 数据处理与误差分析...............................................................................................................................4
题型06 创新实验方案............................................................................................................................................4
02 核心突破练.......................................................................................................................................................9
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................11
01 实验原理与操作
1．（2024·北京·高考真题）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i 和折射
角r，则此玻璃的折射率n = 。
【答案】
【详解】根据折射定律有
1
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sini = nsinr
解得
2．（2023·福建莆田·模拟）某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。
①在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧
竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3 ，用
同样的方法插上大头针P4。
②在白纸上画出光线的径迹，以入射点O 为圆心作一半径为5. 00 cm 的圆，与入射光线、折射光线分别交
于A、B 点，再过A、B 点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D 点，如图所示。测得AC=4.00 cm，
BD=2.80 cm，则玻璃的折射率n= 。
【答案】 挡住P2、P1的像 1.43
【详解】①[1]．在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在
玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3
挡住P2、P1的像，用同样的方法插上大头针P4。
②[2]．玻璃的折射率
02 数据处理与误差分析
3．某同学用三角尺、毫米刻度尺和激光笔测矩形玻璃砖的折射率，实验过程如下：
①如图甲所示，在水平放置的白纸上画出一条直线
，让玻璃砖的上边界与
重合；
②让激光从玻璃砖下边界某位置射入玻璃砖，记录此时激光在下边界入射位置O 和出射光线与
的交点
2
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P；
③保持激光笔不动，移走玻璃砖，记录激光与
的交点Q；
④过O 点作
的垂线，垂足为
。
请回答下面问题：
(1)用刻度尺测出
长度a，如图乙所示，则
cm；
(2)再用刻度尺测出
长度b、
长度c，该玻璃砖的折射率可以表示为
（用a、b、c
表示）；
(3)完成①后，不小心将玻璃砖向下平移了一小段距离，测得的折射率 （选填"偏大""偏
小"或"不变"）。
【答案】(1)
(2)
(3)偏小
【详解】（1）根据毫米刻度尺的读数规则，要估读到分度值的下一位，图中刻度尺的分度值是
，所
以
。
（2）设入射角为，折射角为。由几何关系可知
根据折射定律
可得
（3）完成①后，玻璃砖向下平移一小段距离，入射角不变，折射角增大，根据
可知测得的折射率偏小。
3
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4．（2024·福建厦门·模拟）如图所示，在“测定玻璃砖折射率”的实验中，下列说法正确的是_________。
A．用手拿起玻璃砖时，应拿“光学面”
B．使用玻璃砖的BC、CD 两个侧面，加以合理操作，也可测得折射率
C．标记入射光线的大头针P1、P2之间的距离应适当大些
D．在插针的过程中，大头针P3应挡住P1、P2
E．在测量数据时，仅用毫米刻度尺也能获得计算折射率所需要的全部数据
【答案】BCE
【详解】A．用手拿起玻璃砖时，不能用手摸“光学面”，A 错误；
B．使用玻璃砖的BC、CD 两个侧面，用同样的方法，确定入射光线和折射光线，同样也能测得折射率，B
正确；
C．标记入射光线的大头针P1、P2之间的距离应适当大些，这样确定入射光线的方向更准确，C 正确；
D．在插针的过程中，大头针P3应挡住P1、P2的像，D 错误；
E．在测量数据时，仅用毫米刻度尺，根据三角形的边角关系，也能测出正弦值从而确定折射率，E 正确。
故选BCE。
03 创新实验方案
5．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：
4
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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）设光线在C 点的入射角为θ、折射角为α，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
5
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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。
04 实验原理与操作
6．（2024·福建漳州·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。
（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
6
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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；
④[2]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．（2022·福建泉州·模拟预测）某实验小组利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。
（1）图中①所示的装置名称为 ，它在实验中的作用是获得线光源；
（2）调整好装置进行实验，若将滤光片由紫色换为红色，则干涉条纹间距将 （填“增大”、“减
小”或“不变”）；
（3）某次实验中，若测得双缝之间的距离为0.2mm，双缝到光屏之间的距离为700mm，相邻两明纹之间
7
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的距离为2.31mm，则这种光的波长为 nm（结果保留两位有效数字）。
【答案】 单缝 增大 6.6×102
【详解】（1）[1]图中从左向右是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏
（2）[2]依据条纹间距公式
知，若将滤光片由紫色换为红色，波长变长，那么干涉条纹的间距增大
（3）[3]由条纹间距公式
得
05 数据处理与误差分析
8．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
8
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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
9．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按要求安装在光具座上，如图甲所示。
(1)测量过程中，图甲中遮光筒上方①号装置为拨杆，其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互
(选填“平行”或“垂直”)。
(2)图甲中②号装置的名称是 （选填“光屏”或“目镜”）。
(3)将测量头的分划板中心刻线与图乙中亮条纹A 中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。然后同方向转
动测量头，使分划板中心刻线与亮条纹B 中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示，则相邻亮条纹的间距
为 mm(结果保留3 位有效数字)。
(4)若双缝间距
，光屏与双缝间的距离为
，则所测光的波长为 nm。
【答案】(1)平行
(2)目镜
(3)1.65
(4)660
【详解】（1）①号装置为拨杆，其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互平行。
（2）②号装置的名称是目镜。
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（3）相邻亮条纹的间距为
（4）根据
可知
06 创新实验方案
10．（2025·福建·模拟预测）1834 年，爱尔兰物理学家洛埃，利用平面镜成功得到了杨氏干涉的结果。洛
埃镜实验的基本装置如图甲所示，为单色光源，
为平面镜，光源直接发出的光和经过平面镜
反射
的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离
和到平面镜的垂直距离
可分别由图丙和图丁读出，光
的波长为
，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。黄光的波长范围为
。
(1)图丙的测量工具名称是 ，游标卡尺的读数为 cm。
(2)已知光屏上第一条亮条纹到第七条亮条纹之间间距为6.6mm，则该单色光的波长
nm（结果保
留三位有效数字），该单色光为 光（选填“红”，“黄”或“蓝”）。
(3)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度
。若沿AO 向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将
；若
，沿OA 向任意位置略微平移平面镜，干涉条纹间距不变。
(4)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为
，平面镜宽为，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长
度为 （用
、
、
和表示）
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【答案】(1) 毫米刻度尺 0.025
(2) 734 红光
(3) 变大 0
(4)
【详解】（1）[1][2]图丙的测量工具名称是毫米刻度尺，游标卡尺的读数为
（2）[1][2]根据公式
，
联立解得
其中
，
解得
波长大于黄光波长，为红光。
（3）[1][2]画出光路图有
沿OA 向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S 与像的间距减小，则
干涉条纹间距变大。若
，则沿OA 向任意位置略微平移平面镜，双缝间距不变，干涉条纹间距不变。
（4）画出光路图
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根据几何关系，打到最上面的点到P 点距离设为
，则
打到最下面的点到P 点距离设为
，则
出现干涉条纹区域的竖直长度为
1．（2023·福建宁德·一模）某同学做测定玻璃折射率的实验，用大头针按正确操作后，作出图示光路并测
出大头针相关角度
。在用获得的多组数据
和
作出的下列图像中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据折射定律
故
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故图像中，可能正确的是B 选项图。
故选B。
2．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、
N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。
(1)M、N、P 三个光学元件依次为______（填标号）；
A．滤光片、单缝、双缝
B．单缝、滤光片、双缝
C．单缝、双缝、滤光片
D．滤光片、双缝、单缝
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，下列说法正确的是______（填标号）；
A．中央亮纹最亮最宽
B．将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度变宽
C．将屏向远离双缝的方向移动，可以减少从目镜中观察到的条纹个数
(3)某次实验中，目镜中心刻线对齐第n 条亮条纹中心和第
条亮条纹中心时，游标卡尺的示数分别如
图乙和图丙所示，图乙中游标卡尺的读数为 mm。已知双缝间距
，双缝到屏的距离
，所测单色光的波长为 nm（保留三位有效数字）。
【答案】(1)A
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(2)C
(3) 8.70 630
【详解】（1）为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双
缝产生干涉现象，因此，M、N、P 三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝。
故选A。
（2）A。单色光的干涉条纹等宽等亮，故A 错误；
B．干涉条纹宽度与单缝与双缝的距离无关，将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度不变，故B 错误；
C．由双缝干涉条纹间距公式
可知，对于某单色光，波长λ 一定，增大双缝到光屏的距离L 可增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可以减
少从目镜中观察到的条纹个数，故C 正确。
故选C。
（3）[1]图乙中游标卡尺的读数为
图丙中游标卡尺的读数为
相邻条纹间距
[2]根据条纹间距公式
代入数据可得
3．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖
平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面
和
。
为直线
与
的交点。在直线
上竖直
地插上
、
两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________
A．插上大头针
，使
仅挡住
的像
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B．插上大头针
，使
挡住
的像和
的像
C．插上大头针
，使
仅挡住
D．插上大头针
，使
挡住
和
、
的像
(2)过
、
作直线交
于
，过
作垂直于
的直线
，连接
。测量图中角
和
的大小。则
玻璃砖的折射率
；
(3)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面
和
的间距画斜了。若其他操作正确，则折射率的测量值
准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】(1)BD
(2)
(3)小于
【详解】（1）该同学接来要完成的必要步骤有：确定
大头针的位置的方法是插上大头针
，使
能挡
住
、
的像，确定
大头针的位置的方法是大头针
能挡住
和
、
的像，故该同学接下来要完成的
必要步骤是BD。
故选BD。
（2）根据折射定律，可得玻璃砖的折射率为
（3）如图为在图中分别做出的实际光路图（图中实线）和以
、
界面，以大头针留的痕迹做出出
射画的实验光路图（图中虚线）
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比较实地光路图的折射角与实验图的折射角关系，可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。
4 测量玻璃的折射率的实验中
(1)如图甲所示，某同学用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率，先将白纸平铺在木板上并用图钉
固定，再在白纸上确定玻璃砖的界面
，然后把玻璃砖平放在白纸上，确定玻璃砖的界面
。
为直线
与
的交点。在直线
上竖直地插上
两枚大头针，该同学接下来完成的必要步骤有_____。
A．插上大头针
，使
挡住
的像
B．插上大头针
，使
挡住
和
的像
C．插上大头针
，使
仅挡住
D．插上大头针
，使
挡住
和
的像
(2)如图乙所示，以
点为圆心、
为半径画圆，与折射光线的交点为
，过
点向界面作垂线，交点为
与
的延长线的交点为
。以
点为圆心、
（设为）为半径画另一圆。则玻璃的折射率
（用
、表示）。
(3)现有折射率为
的玻璃砖且上、下表面不平行，玻璃砖截面如图丙所示。若用激光从上表面入射，
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当入射角
从0 逐渐增大到
时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失，则此玻璃砖上、下表面的夹角
。
【答案】(1)BD
(2)
(3)
【详解】（1）该同学接下来完成的必要步骤有：插上大头针
，使
挡住
和
的像；插上大头针
，
使
挡住
和
的像。
故选BD。
（2）由折射定律，玻璃的折射率
（3）
光路图如上，由折射定律
，
玻璃砖下表面的出射光线恰好消失
，
有几何关系
则此玻璃砖上、下表面的夹角
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1．（2024·浙江·高考真题）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A 和 B、顶
角大小为
）的折射率。
①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O 点；
②将侧面A 沿ab 放置，并确定侧面B 的位置ef
③在cd 上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B 透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住
（选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像；
④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef 的夹角为α，则玻璃砖折射率 n= 。
【答案】 P1和P2 不需要
【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像；
④[2]cd 与ab 垂直，则过P1和P2的光线与ab 垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef 边上的入射点，
此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针；
⑤[3]根据几何关系可知入射角为
，折射角为
，如图所示
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故
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”）。
【答案】绿光
【详解】根据
，可得
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由图表带入数据可知
故
则
已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1 是绿光。
20
