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第58 讲 光学实验
目
录
01 课标达标练.......................................................................................................................................................1
01
：
量玻璃的折射率
实验测
...........................................................................................................................................1
02
：
氏双
干涉
实验杨
缝
实验...........................................................................................................................................4
02 核心突破练.......................................................................................................................................................6
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................15
01 实验：测量玻璃的折射率
1．（2025·吉林白城·模拟预测）某同学通过查阅资料得知一玻璃砖对某单色光的折射率为2，他欲通过实
验进行验证，实验过程中，他把玻璃砖一边与
对齐，但另一条边
画得略宽于玻璃砖如图，其它操作
符合要求，则他测得的折射率可能为（ ）
A．0.5
B．1.5
C．2
D．2.5
2．（2024·黑龙江齐齐哈尔·三模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖
MNPQ，画出玻璃砖与空气的两个界面aa'和bb'（如图甲）。
(1)实验小组内的两位学生在实验中：
①第一位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa'和bb'都比实际的折射面向外侧平移了一些
（如图乙所示），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n
的值将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；
②第二位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa'和bb'，在后面的实验中因不慎碰动了玻璃砖，使
它向aa'方向平移了一点（如图丙所示），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，
这样测出的折射率n 的值将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
(2)纠正错误后，实验小组得到如图丁所示的插针结果，则：
①请在图中画出光路图 ，并标明在入射面上的入射角
和折射角
；
②该玻璃砖的折射率n＝
02 实验：杨氏双缝干涉实验
3．（2025·辽宁·二模）(1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图），下列说法正确的是
（ ）
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐
C．为了减小测量误差，可用测量头测出n 条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距
D．某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光
(2)已知双缝到光屏之间的距离
，双缝之间的距离
，单缝到双缝之间的距离
，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A 亮条纹
的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B 亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示，
A 位置读数为 mm。则入射光的波长
m（结果保留两位有效数字）。
4．（2024·辽宁辽阳·模拟预测）某实验小组用图甲所示双缝干涉实验装置测光的波长。
(1)图乙中手轮示数的读数为 mm；图乙中测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，
应调节使测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹在同一方向上，如果不调节，测量干涉条纹的间距
时，
测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值；
(2)正确操作时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹 A 的中心，手轮读数为
、
继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹 B 的中心，手轮读数为
（
）、条纹 A 与条纹B 之
间带有5 条亮纹，若双缝到屏的距离为 L，双缝间距离为d，则入射光的波长
；
(3)为了增加从目镜中观察到的条纹数目，可以减小双缝到 （填“单缝”或“毛玻璃”）的距离。
1．（2025·江苏常州·模拟预测）如图所示，某学习小组利用“插针法”测量全反射棱镜的折射率。实验过
程中，在描出分界线AB 和AC、确定入射点O 和入射光线以后，不小心将棱镜向右平移到图中虚线位置，
然后再进行实验，四根大头针的位置已经标出。则测出的折射率跟实际值相比（ ）
A．偏小
B．偏大
C．相等
D．无法判断
2．（2020·辽宁沈阳·三模）如图所示，某同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行
的主要步骤是：①用刻度尺测玻璃砖的直径AB 的大小d；②先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在
白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB 及AB 的法线OC；③将
玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN 紧靠A 点并与直径AB 垂直放置；④调节激光器，使光线从玻璃砖圆
弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN 的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A 点距离x1，右侧
亮点到A 点的距离x2。则下列说法正确的是（ ）
A．利用上述实验数据计算可得玻璃折射率为
B．左侧亮点到A 点的距离x1—定大于右侧亮点到A 点的距离x2
C．左侧亮点到A 点的距离x1—定小于右侧亮点到A 点的距离x2
D．在∠BOC 范围内，改变入射光PO 的入射角，直尺MN 上只能出现两个亮点
E．要使左侧亮点到A 点的距离x1增大，应调节激光器使PO 光线逆时针转动减小入射角
3．（2023·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图所示的阴影部分ABC 为一透明光学元件的横截面，AC 为圆心在
O 的
圆弧面，ABCO 构成正方形。现要测定该元件的折射率，可供选用的器材还有：大头针、笔、刻度
尺、圆规、平整的木板、图钉、白纸。
I.某小组进行了如下的实验操作，请将步骤补充完整。
（1）将白纸用图钉固定在平整木板上，在白纸上画出光学元件的横截面图，标好对应关系，把光学元件
放在白纸上，使它的横截面与图中画线对齐；
（2）在O 点竖直插大头针P。
（3）在D 点竖直插大头针
，发现在AB 外侧无论怎样调整视线都不能观察到大头针P 和
的像在一条直
线上，则应使连线OD 与OA 的角度 （填“变大”或“变小”），才能在AB 外侧观察到大头针
P 和
的像在一条直线上；
（4）选择合适的点竖直插大头针
，在BC 外侧调整视线观察到大头针P 和
的像在一条直线上，再竖直
插上两枚大头针
，使
挡住 ，
挡住 ；
（5）移去大头针和光学元件，记录好
、
和
的孔洞位置，在固定好的白纸上作出直角坐标系
，
轴与OC 重合，
轴与OA 重合，用刻度尺测出
、
和
在直角坐标系
中的坐标
，
，
。则此光学元件折射率测量值的表达式为
；（用测量的坐标值表示）
.
Ⅱ根据小组的实验过程，下列哪些措施能够提高实验准确程度 。
A．应选用较粗的大头针完成实验
B．应选用较细的大头针完成实验
C．插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当小些
D．插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些
.
Ⅲ小组测得该元件折射率为2，光学元件圆弧面的半径为R。若只考虑首次从圆弧AC 直接射向AB 和BC
的光线，从插在O 点的大头针P 射入圆弧AC 的光中，有一部分不能从AB、BC 面直接射出，则这部分光
照射圆弧AC 的弧长为 。
4．（2025·甘肃平凉·模拟预测）如图甲所示，用某单色光照射双缝，在双缝后的屏上形成明暗相间的干涉
条纹。实验中观察到的干涉条纹如图乙所示，当分划板中心刻线对齐第1 条亮条纹中心时，手轮上的读数
为x1=2.145mm，当分划板中心刻线对齐第9 条亮条纹中心时，手轮上的读数为x2=21.745mm。已知双缝之
间的距离为d=0.200mm，双缝到屏的距离为L=0.800m，则单色光的波长约为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2024·辽宁辽阳·一模）同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验，使用的双缝间距d＝0.30mm，双缝
到光屏的距离L＝900mm，该同学观察到的干涉条纹如图甲所示。
(1)在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于
、
位置时，对应的示
数如图乙、丙所示，则相邻亮条纹的间距
mm（结果保留三位小数）。
(2)计算单色光的波长的公式λ＝ （用L、d、
、
表示），可得波长λ＝ nm（结果保留三位
有效数字）。
(3)若该单色光恰好能使某金属发生光电效应，则用波长更长的单色光照射时，一定 （填“能”或
“不能”）发生光电效应。
6.（2025·山东青岛·三模）图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置，单色光源在铁架台的最上端，中间是
刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各
个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测
一块玻璃板的厚度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。（计算结果均保留2 位有效数
字）
请回答下面问题：
(1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示器上显示的干涉条
纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx= mm；该小组又测得双缝到光
传感器的距离L=53.33cm，已知双缝间距d0=0.25mm，则该单色光的波长λ= m；
(2)保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器上显示的干涉条纹
光强分布如图乙中的虚线所示，说明 （选填“S1”或“S2”）处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光
的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd= m。
7.（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）
1.（2021·浙江·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 。
2．（2019·天津·高考真题）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆
规，笔，白纸．
①下列哪些措施能够提高实验准确程度 ．
A．选用两光学表面间距大的玻璃砖
B．选用两光学表面平行的玻璃砖
C．选用粗的大头针完成实验
D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实
验操作正确的是 ．
③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点
为圆心作圆，与入射光线、
折射光线分别交于
、
点，再过
、
点作法线
的垂线，垂足分别为
、
点，如图所示，则玻璃
的折射率
．（用图中线段的字母表示）
3.（2025·上海·高考真题）光是从哪里来，又回到哪里去？浦济之光，你见过吗？光是一个物理学名词，其
本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光，是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其
跃迁到更外层的轨道，电子就会进行加速运动，并以波的形式释放能量。如果跃迁之后刚好填补了所在轨
道的空位，从激发态到达稳定态，电子就停止跃迁。否则电子会再次跃迁回之前的轨道，并且以波的形式
释放能量。
（1）以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样( )
（2）如图所示，自然光经过两个偏振片，呈现在光屏上，偏振片B 绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个
光强最小的时间间隔为（ ）
A．
B．T
C．
D．
（3）物理王兴趣小组在做“测量玻璃的折射率”实验时，若从c 侧观察，插入c 时，应遮住a、b；插入d
时，应遮住 ，依据图中所标数据，可得出该玻璃的折射率为 。
4.（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”）。
5．（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）
