2026年高考物理一轮复习精讲精练第69讲光学实验(练习)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习精讲精练第69讲光学实验(练习)(学生版+解析)，共9页。试卷主要包含了的折射率等内容，欢迎下载使用。
1．（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。
A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时
B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压
C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
(2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
①双缝应该放置在图1中 处（填“A”或“B”）。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为 。
(3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。
A．表头断路B．电阻断路C．电阻断路
【答案】(1)BC
(2) B 3.185（3.183~3.187）
(3)C
【详解】（1）A．最高点小球速度为0，有加速过程造成摆动不明显，计时不准确，摆球在最低点速度最快，因此需要在最低点开始计时，A错误；
B．变压器原、副线圈上为交变电压，使用多用电表的交流电压挡测量，B正确；
C．用多用电表测电阻之前需要先进行机械调零，之后选择合适的倍率，然后将红黑表笔短接，进行欧姆调零，C正确。
故选BC。
（2）[1]双缝应置于单缝后边，因此A为单缝，B为双缝；
[2]螺旋测微器读数为
（3）A．表头断路，表笔连任意两端，电流都无法通过表头，均不发生偏转，A错误；
B．电阻断路，连接A、B时，电流通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头偏转，B错误；
C．电阻断路，连接A、B时，电流无法通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头不偏转；连接A、C和B、C均能与欧姆挡构成闭合回路，表头发生偏转，C正确。
故选C。
（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。
2．以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样( )
3．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．TC．D．
4．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 。
【答案】2．A 3．C 4．
【解析】2．干涉条纹是平行等距明暗相间的条纹，根据
红光的波长大于紫光，可知红光的条纹间距大于紫光的条纹间距，故选项A正确；
3．根据偏振原理，偏振片B每转过半周透光强度从最小到最强，再到最小，可知光屏上两个光强最小的时间间隔为0.5T，故选C。
4．[1]若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b；插入d时，应遮住c以及ab的像；
[2]该玻璃的折射率为。
5．（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
故
6．（2024·安徽·高考真题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．
(1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号）
A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点
C．实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率 （填“大”或“小”）
(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃 n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
【答案】(1)B
(2)大
(3)
【详解】（1）A．在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和，故A错误；
B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确；
C．实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大（接近），以减小实验误差，故C错误；
故选B。
（2）由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律
可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。
（3）根据折射定律可知，玻璃的折射率为
该介质的折射率为
其中
所以
7．（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：
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
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。
模拟冲关
8．（2025·山东·三模）某同学利用“插针法”测量一圆柱体玻璃砖的折射率，由于玻璃颜色较深，在另一侧很难观测到对侧插的大头针，于是找来激光笔辅助完成实验。激光束很细但很强，不能用眼睛直接观测，利用激光照亮大头针以确定光路。正确操作后，大头针的位置如图中的、、、所示，圆为玻璃砖的截面图，为圆心。
(1)关于本实验的操作，下列说法正确的是______。（填正确答案标号）
A．、的间距应尽量小些
B．、的间距应尽量大些
C．插大头针时应垂直纸面插入
(2)插大头针的顺序为______。（填正确答案标号）
A．、、、B．、、、
C．、、、D．、、、
(3)在图中作出光路图。
【答案】(1)BC
(2)C
(3)
【详解】（1）AB．为了更准确的确定光的方向，则、的间距以及、的间距都应尽量大些，选项A错误，B正确；
C．插大头针时应垂直纸面插入，选项C正确。
故选BC。
（2）由于激光太强，不能用眼睛直接观测；所以只能先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置；故应先插上P4，此时P4被照亮，再插上P3，此时P3被照亮，P4不再被照亮；然后再在另一侧插上P2，此时P3、P4均不再亮，只有P2亮，最后插上P1，使P2、P3和P4均不再被照亮，只有P1亮，则找到对应的光路图。故对应的正确的插针顺序应是P4、P3、P2、P1；故选C。
（3）光路如图
9．（2025·河南·模拟预测）在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验装置按如图所示安装，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．光具座要保持水平，单缝保持竖直，单缝与双缝可以不平行
B．滤光片的作用是让光线变暗，取走滤光片，看到的亮度更强的单色光干涉条纹
C．若测得第1至第条亮条纹中心间的距离为，则相邻两条亮条纹间距为
D．干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，本质上都属于光的叠加
【答案】D
【详解】A．单缝与双缝一定要平行，这样才能保证从单缝射出的光能够均匀地照射到双缝上，从而分割出两个相干光源，故A错误；
B．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故B错误；
C．若测得条亮条纹中心间的距离为，则相邻两条亮条纹间距为，故C错误；
D．光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的，故D正确。
故选D。
10．（2025·安徽·模拟预测）在某次利用图甲所示的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，调节器材，在目镜中可以观测到干涉图样。
(1)该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线未对齐（如图乙所示），若不调节两者平行，将使得波长的测量结果_________（填标号）。
A．偏大B．偏小C．无影响D．无法判断
(2)下列实验采用的方法与本实验类似方法的是_________。
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中关于合力的测量
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C．“用单摆测重力加速度”的实验中关于单摆周期的测量
D．“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中一滴油酸酒精溶液体积的测量
(3)条纹调节完毕后，移动测量头，使分划板的中心刻线对准第2条亮纹的中心，记下此时测量头读数；转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第条亮纹的中心，此时手轮上的读数为，已知双缝与屏的距离为，双缝间距为，则单色光的波长 。
(4)若把该装置整体放入纯净水中（不考虑水中杂质的影响），用同样的光源做实验，条纹间距将 （填“变大”“变小”或“无影响”）
【答案】(1)A
(2)CD
(3)
(4)变小
【详解】（1）根据双缝干涉条纹间距公式，条纹与分划板竖线未对齐时，测量的条纹间距偏大，由波长可得，偏大则波长测量结果偏大。
故选A。
（2）光的双缝干涉测波长是通过测量多个条纹间距求平均值减小误差，属于放大测量求平均值法。
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中关于合力的测量，用的等效替代法，故A不符合题意；
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量，属于多次求平均值，故B不符合题意；
C．“用单摆测重力加速度”的实验中关于单摆周期的测量，属于放大测量求平均值法，故C符合题意；
D．“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中一滴油酸酒精溶液体积的测量，属于放大测量求平均值法，故D符合题意。
故选CD。
（3）由题可得，相邻亮条纹间的间距
由可得
（4）光在水中的波速变小，频率不变，由可知光在水中波长变小，根据，变小则条纹间距变小。
11．（2025·全国·模拟预测）某同学用“插针法”测量一圆柱形玻璃砖的折射率。
(1)先在木板上固定一张白纸，然后画出玻璃砖的界面。取合适的入射角画一条入射光线，在该光线上插上两枚大头针和，如图甲所示。然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。关于该实验，下列说法正确的是___________。
A．只需挡住的像
B．只需挡住的像
C．挡住的同时，还要挡住和的像
D．若光线射入玻璃砖时入射角过大，光线从玻璃砖射出时可能会发生全反射
(2)某次实验时插针结果如图乙所示，请在图乙中完成光路图（不考虑多次反射）。
(3)某次实验时入射角，光线从点射入玻璃砖后沿直线到达点后射出玻璃砖，如图丙所示，测得，可得该玻璃砖的折射率为 （不考虑多次反射）。
【答案】(1)C
(2)
(3)
【详解】（1）ABC．因两点确定一条直线，故插大头针需挡住、的像，再插大头针时需挡住和、的像，故AB错误，C正确；
D．根据圆的对称性，入射点的折射角等于出射点的入射角，故光线只要能射入就一定能射出，若入射角过大，光线从玻璃砖射出时也不会发生全反射，故D错误。
故选C。
（2）图乙的光路图为
（3）由几何关系知折射角为30°，根据折射定律，该玻璃砖的折射率为
12．（2025·山东·一模）某实验小组用“插针法”测量玻璃的折射率，如图甲所示，所用器材有：平行玻璃砖、木板、白纸、大头针、刻度尺、量角器、铅笔、图钉等。
(1)下列操作正确的是_____。
A．为了减小误差，选择的入射角应尽量大些
B．插大头针时，必须在另一侧观察，让挡住的像
C．为了减小误差，大头针、和、之间的距离应适当大些
D．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，应选用宽度小的玻璃砖来测量
(2)同学们按照正确的操作步骤，多次改变入射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，作出了如图乙所示图线，由图线可知该玻璃砖的折射率是 。
(3)某位同学不小心将界面画成如图丙中实线所示（虚线为玻璃砖轮廓），其他实验操作均正确，则实验测得的折射率 （选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“都有可能”）。
【答案】(1)C
(2)1.5
(3)都有可能
【详解】（1）A．为了减小测量误差，入射角应适当大一些，但不能太大，故A错误；
B．插大头针时，应该在同一侧让和的同一条直线上作为入射光线，故B错误；
C．为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针、和、之间的距离应适当大些，故C正确；
D．利用“插针法”测定玻璃的折射率时，宽度较大的玻璃砖中光线较长，测量误差较小，所以为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量，故D错误。
故选C。
（2）根据折射定律可知
可得
则与的函数，其斜率的倒数表示折射率，即
（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
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。
13．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）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，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
【点睛】
14．（2025·浙江湖州·三模）用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中
(1)在画玻璃砖边界时，请指出图1中操作不当之处 ；
(2)已画好玻璃砖边界MN、PQ，插上大头针、，使连线与PQ边界垂直。要保证能测出玻璃的折射率，入射光应从图2中玻璃砖 （选填“ae”、“ef”或“fd”）区域射入。（已知玻璃的折射率介于）；
(3)接（2）问，插大头针、操作正确，测得、的连线与MN的夹角，如图3所示，则玻璃的折射率 。
【答案】(1)不能直接沿玻璃砖画边界
(2)fd
(3)
【详解】（1）不能在白纸上用铅笔紧靠玻璃砖画出玻璃砖界面，这样会污染和磨损玻璃砖。
（2）玻璃的折射率介于，则临界角的正弦值范围为
若段射入，由几何关系可知，光线在边上的入射角为大于临界角，发生全反射，不能测出玻璃的折射率；若段射入，光线将从边垂直射出，不能测出玻璃的折射率；若段射入，由几何关系可知，光线在边上的入射角为小于临界角，能过从边折射出光线，可以测出玻璃的折射率。则入射光应从图2中玻璃砖区域射入。
（3）补全光路图，如图所示
由几何关系可得，
由折射定律可得，玻璃的折射率
15．（2025·安徽合肥·模拟预测）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 。
【答案】 11.4
【详解】[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知读数为
[2]根据题意可知相邻条纹间距为
根据
可得
16．（2025·云南玉溪·模拟预测）如图所示，某玻璃砖的横截面为四分之一圆，一同学现用插针法测量其折射率。
（1）在白纸上画直线AB、BC、DE，使，。
（2）将玻璃砖的两直角边沿AB、BC放置，将AC圆弧与DE的交点记为P。
（3）在DE上AB左侧插上大头针，在AC圆弧右侧插上大头针，使挡住的像，且与间距及与P间距宜适量 （选填“大”或“小”）一点。
（4）移走玻璃砖，连接，连接BP并延长作为法线。
（5）测得BP与DE的夹角为α，与DE的夹角为β。
（6）玻璃砖的折射率为 。
（7）在步骤（3）中，若该同学在插上大头针前不小心将玻璃砖向左平移了少许，位置如图中虚线所示，但该同学没发觉，其他操作均无误，则该同学所测得的折射率 。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
【答案】 大 偏大
【详解】（3）[1]为了减小误差，与间距及与P间距宜适量大一点。
（6）[2]由图可知，光线经P的折射的入射角为，折射角为，玻璃砖的折射率为
（7）[3]如图，将玻璃砖向左平移后插上大头针会比原位置向下偏移，则折射角测量值偏大，结合小问2可知，则该同学所测得的折射率偏大。
17．（2025·重庆·三模）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。
【答案】(1)61.0
(2)610
(3)b
【详解】（1）单缝S到传感器的距离为81.0cm-20.0cm=61.0cm
（2）等效双缝宽度
相邻亮条纹中心间距
由
得
（3）若只把光源换成频率更大的单色光，则波长变小，根据
可知条纹间距变小，可知新的光强分布是图乙中的b。
18．（2025·安徽·模拟预测）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）
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 。
【答案】(1)B
(2)光源的高度
(3)
【详解】（1）在双缝干涉实验中，凸透镜的主要作用是将光源发出的发散光转换成平行光束，以形成清晰的干涉条纹。
故选B。
（2）图乙中镜头内未全部被照亮，是因为设备安装时，没有调节光源高度，使光线把整个光屏都照亮；所以应调节光源的高度。
（3）根据
解得
19．（2025·山东枣庄·三模）有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。
步骤如下：
①用游标卡尺测出该球形摆件的直径如图乙所示；
②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到光束进出球体不发生偏折；
③用另一同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整入射位置，让该光束经球体上Q点折射进入球体，并恰好能与激光束M都从球面上同一点P射出；
④利用投影法测出入射点Q和出射点P之间的距离L，光路图如图丙所示。
请回答以下问题：
(1)由图乙可知，该球形摆件的直径 cm；
(2)球形摆件对该激光的折射率 （用D和L表示）；
(3)继续调整激光束N的入射位置， （填“能”或“不能”）看到激光在球体内发生全反射。
【答案】(1)5.20
(2)
(3)不能
【详解】（1）由图乙可知，该球形摆件的直径
（2）设入射角为，折射角为，如图所示
则有，
根据光的折射规律可得
（3）调整入射光束的入射位置，光线射出球体时的入射角始终等于射入球体时的折射角，而光线射入球体时的入射角小于，所以光线射出球体时的折射角必然小于，所以不能发生全反射。
20．（2025·甘肃庆阳·一模）兴趣小组同学学习了折射率的概念后，分别测量一圆柱形玻璃砖和一液体的折射率。
(1)用圆柱形玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针、，使挡住、的像，挡住、的像和。
①在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图甲所示，请在图甲上画出所需的光路 ；
②为了测量出玻璃砖的折射率，在确定玻璃砖的圆心后，需要测量的物理量有 、 （要求在图甲上标出相应物理量的字母）；
③计算折射率的公式为 （用测量得到的物理量的字母表示）。
(2)测某种液体的折射率时，如图乙所示，将刻度尺直立在装满透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从瓶口上方处沿方向观察瓶口，刚好看到刻度尺上点刻度和点的倒影重合在一起，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离，由此可知，瓶内液体的折射率 （结果保留三位有效数字）。
【答案】(1) 入射角i 折射角r
(2)1.13
【详解】（1）①[1]所需的光路如图
②[2][3]根据折射定律
得知要测量玻璃折射率，需要测量入射角i和折射角r
③[4]计算折射率的公式为
（2）设入射角为i，折射角为r，由几何关系可得，
所以折射率
21．（2025·四川德阳·三模）“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图甲所示。
(1)下列说法中正确的是
A．滤光片应置于单缝与双缝之间
B．保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变
C．保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变大
(2)在某次测量绿光波长的实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹记为第1条亮条纹。此时手轮上的示数为5.770mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则此时的示数为 mm；若双缝间距d=0.25mm，双缝到屏的距离l=75.00cm，则所测绿光的波长为 nm。
【答案】(1)B
(2) 13.869/13.870/13.871 540
【详解】（1）A．滤光片应置于单缝的前面，故A错误；
BC．根据
可知保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变小，故B正确；C错误。
故选B。
（2）[1]分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐时，螺旋测微器的示数为13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm
[2]双缝干涉图样中，相邻亮条纹间距为
根据
代入数据，解得
22．（2025·云南昆明·三模）实验小组用“插针法”测量一玻璃砖的折射率，实验过程如下：
（1）在白纸上画出一条直线a作为界面，将长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一长边与a对齐。将直尺对齐玻璃砖的另一长边，按住直尺不动，将玻璃砖取下，画出直线a'代表玻璃砖的另一边。
（2）将玻璃砖放回直线a、a'之间，在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2将P1挡住，如图甲所示。在眼睛这一侧，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”“P2”或“P1和P2”）的像，依此类推再插上大头针P4。
（3）某次实验时，得到P1、P2、P3、P4位置及界面a、a'如图乙所示，请在图乙中作出本次实验光线穿过玻璃砖的光路图 。
（4）在图乙中，设入射光线与a的交点为A，作出法线NN'，如图丙所示。以入射点A为圆心作圆，圆与入射光线交于C点，与折射光线交于B点，测得B点到法线NN'的距离为d，C点到法线NN'的距离为d2，则玻璃砖折射率n= 。
【答案】 P1和P2
【详解】[1]插上大头针P3，应使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4、使P4挡住P1、P2的像和P3。
[2]根据实验原理，光路如图
[3]设入射角、折射角分别为i、r，如图
玻璃的折射率
23．（2025·河南·模拟预测）双缝干涉的实验装置如图甲所示.
(1)图中B为凸透镜、E为双缝，C是 （填写仪器名称），它在实验中的作用是 .
(2)实验中，用波长为660nm的红光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度，若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示，则接下来的操作是 .
A．调整光源B．调整单缝和双缝C．调整测量头
(3)在完成（2）中的操作后，实验小组的同学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丙所示；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，此时手轮上的示数如图丁所示，则实验中使用的双缝间距为 m.（结果保留1位有效数字）
【答案】(1) 滤光片 使白光（复色光）变成单色光
(2)C
(3)3×10-4
【详解】（1）[1][2]C为滤光片，它的作用是使白光变成单色光；
（2）实验中，若出现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上的现象，则需要旋转测量头，使分划板的中心刻线与条纹的中心对齐；
故选C。
（3）图丙的读数为2.333mm，图丁的读数为15.376mm，条纹间距为mm=2.609mm
根据
可得，实验中使用的双缝间距为d=3×10-4m
24．（2025·贵州·三模）某物理小组准备完成“插针法测定玻璃砖折射率”的实验，实验示意图（甲）及相关数据（乙）如图。
(1)下列关于实验操作的说法中正确的是（ ）
A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
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．若、连线与法线夹角较大时，可能在面发生全反射，所以在侧就看不到、的像
(2)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线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是 。
(3)实验中甲同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系如图（丙）所示，他用的是矩形玻璃砖，均以、为界面画光路图且其它操作均正确。则甲同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】(1)C
(2)1.5
(3)偏小
【详解】（1）A．根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，则即是、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故A错误；
B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，则、的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；
C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。
故选C。
（2）由折射率公式可得
（3）测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示
实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小。
25．（2025·河北保定·一模）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。
(1)在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上一枚大头针，使其挡住与的像。当再插上一枚大头针时，应该有哪些注意事项 。（写出一项且符合实验操作要求即可）
(2)如图甲，插完大头针后，取下玻璃砖，用铅笔分别连接和，与和分别交于和，用直尺测量的长度，记为。然后以点为起始端在上量取长度为的线段，由这个线段的另一个端点向法线做垂线，测得该垂线段距离为，再测得的距离为，则玻璃砖的折射率 。（用题目中测得的物理量表示）
(3)某同学在画完边界时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。其他实验操作步骤均无误，那他测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。
(4)以下实验操作符合实验操作规范或者能减小测量误差的是______
A．与法线的夹角应适当大一些
B．玻璃砖的厚度可适当小一些
C．在画和时或者连接和时，可以用玻璃砖替代直尺画线
D．要避免用水笔画线或者用手直接触摸玻璃砖光洁的光学面
【答案】(1)使挡住和、的像
(2)
(3)偏大
(4)AD
【详解】（1）在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上一枚大头针，使其挡住与的像。当再插上一枚大头针时，使挡住和、的像。
（2）由题可知，入射角的正弦
折射角的正弦
则玻璃砖的折射率
（3）如图所示，由几何知识可得，测出的折射角小于正确操作时的折射角，根据折射定律，测得的折射率将偏大。
（4）A．与法线的夹角应适当大一些，可以减小测量误差，故A正确；
B．玻璃砖的厚度适当小一些不影响测量误差，故B错误；
C．不可以用玻璃砖替代直尺画线，故C错误；
D．要避免用水笔画线或者用手直接触摸玻璃砖光洁的光学面，故D正确。
故选AD。
26．（2025·海南·三模）某同学利用图1所示装置测量红光的波长。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，回答下列问题：
(1)已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，第1条亮纹与第7条亮纹间的距离为x，该光的波长为 （用题中所给物理量表示）。
(2)关于本实验，下列说法正确的是______（填字母标号）。
A．若将双缝向右移动少许，条纹间距变大
B．撤掉滤光片，光屏上将看不到干涉图样
C．使用间距更小的双缝，目镜中观察到的条纹个数减少
【答案】(1)
(2)C
【详解】（1）第1条亮纹与第7条亮纹间的距离为x，则相邻亮纹间距为
根据
可得该光的波长为
（2）A．根据，若将双缝向右移动少许，则双缝到光屏距离减小，条纹间距变小，故A错误；
B．撤掉滤光片，光屏上将看到彩色干涉图样，故B错误；
C．根据，使用间距更小的双缝，即变小，变大，则目镜中观察到的条纹个数减少，故C正确。
故选C。
27．（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）。
【答案】(1)BC
(2) 11.1 6.4×10-7
【详解】（1）A．实验时，调节光源的高度和角度，让光源中心位于遮光筒的中心轴线上，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝，故A错误；
B．实验中，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，故B正确；
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，然后求出相邻两条亮条纹间距
故C正确；
D．根据
某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以增大入射光的波长，由于蓝光的波长小于黄光的波长，可知，不能够改用蓝光作为入射光，故D错误。
故选BC。
（2）[1]根据游标卡尺的读数规律，A位置读数为
[2]根据游标卡尺的读数规律，B位置读数为
则相邻明条纹中心之间的间距
根据
解得
28．（2025·浙江宁波·三模）(1)某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光的波长实验。两平面镜、的放置如图1所示，两镜面相交于垂直于纸面的线，且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜，能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验，下列说法正确的是________（多选）
A．光屏上观察到的条纹是等间距的
B．光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源
C．其他条件不变，仅把光屏右移，光屏上的条纹间距会变大
D．若把两镜面间的夹角增大到，光屏上仍可观察到明暗相间的条纹
(2)另一组同学在做“薄膜干涉”实验时，分别用红光和蓝光照射薄膜，形成的干涉图样如图2中A和B所示，其中图 （选填“A”或“B”）是红光形成的干涉图样。
【答案】(1)ABC
(2)B
【详解】（1）A．该实验类似于双缝干涉实验，在双缝干涉现象中，相邻明条纹（或暗条纹）的间距是相等的 ，所以光屏上观察到的条纹是等间距的，故A正确；
BD．同一光源发出的光的频率相同、相差恒定，经过两平面镜反射后成为相干光，光源S关于两平面镜的虚像可视为两个相干光源；若把两镜面间的夹角增大到，两反射光将不会再光屏上相遇，因此光屏上不能观察到明暗相间的条纹，故B正确，D错误；
C．根据双缝干涉条纹间距公式
可知，其他条件不变， 仅把光屏右移，相当于增大了双缝到屏的距离L，光屏上的条纹间距会变大，故C正确。
故选ABC。
（2）红光的波长大于蓝光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
可知，分别用红光和蓝光照射薄膜，红光的条纹间距比蓝光的大，因此形成的干涉图中图B是红光形成的干涉图样。
故选B。
29．（2025·山西吕梁·二模）某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率，进行了如下操作：用图钉把白纸固定在木板上；在白纸上画一条直线a，并在直线a上方插上两根大头针；在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线a对齐，并画出另一条长边的对齐线；眼睛在的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使的像被的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针，使挡住的像，再插上，使挡住的像和；移去玻璃砖，拔去大头针。
(1)大头针的位置如图甲所示，请在图甲中画出光路图。
(2)实验中测出了多组入射角与折射角，并作出了图像如图乙所示，则实验时，光线是由 （选填“空气”或“玻璃”）射入 （选填“空气”或“玻璃”）；该玻璃的折射率为 。
(3)若该同学画出直线a后，放玻璃砖时稍微向上了一些，但玻璃砖长边仍然和a平行，导致直线画到如图丙所示的虚线位置，而在作光路图时直线a仍为开始所画的，则所测得的折射率与真实值相比将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】(1)
(2) 玻璃 空气 1.5
(3)偏大
【详解】（1）根据题意，画出的光路图如图所示。
（2）[1][2][3]由图像可知，所以光线是由玻璃射入空气；由折射定律可知，该玻璃的折射率为
（3）根据题意，所作光路图如图所示，由图可知
入射角i不变，折射角r偏小，根据折射定律可知，所测得的折射率将偏大。
30．（2025·云南·三模）某小组同学采用以下两种方法探究玻璃的折射率。
(1)用插针法测定平行玻璃砖的折射率，经过查表后得到以下数据。
通过计算分析得出该玻璃砖的折射率为 。（结果保留两位有效数字）
(2)由麦克斯韦电磁场理论导出介质折射率。已知玻璃砖对空气的相对磁导率，平行板电容器的电容与相对介电常数成正比，空气的折射率为1。为了测量该玻璃砖折射率，用两块相同的金属板正对并紧贴玻璃砖（使金属板间充满该玻璃介质）固定，给两极板加上一电压，用电流传感器和电脑拟合出充电电流的图像。后抽出玻璃砖，加上相同电压，再次拟合出图像。通过电脑数据分析出前后两次图线与坐标轴所围面积之比为，则玻璃砖的折射率为 。
(3)若方法（2）的测量结果更准确，则造成方法（1）测量结果偏小的原因可能是______。
A．划线时贴着玻璃砖表面而未用直尺
B．准确画好两个界面后，放置玻璃砖时发生了平移
C．大头针插入位置间距太大
【答案】(1)1.9
(2)2
(3)A
【详解】（1）由
计算得出每组数据的比值为1.91，1.89，1.91；求平均得到。
（2）由，，，（为充电过程的电荷量）
平行板电容器的电容C与成正比，这个玻璃砖介质和空气的相对磁导率为1，空气的折射率也为1，结合面积法思想推导出
可得n与（S为图线与坐标轴所围成的面积）成正比，因通过电脑数据分析出前后两次图线与坐标轴所围面积之比为，则玻璃砖的折射率为。
（3）贴着玻璃砖表面划线时，画出的两界面间距离大于实际的界面间距，如图所示，造成折射角偏大，从而使测出的折射率偏小。而准确画好两个界面后，放置玻璃砖时发生了平移，或者大头针插入位置间距太大只要其它步骤规范都不会造成实验误差；故选A。
【点睛】
31．（2025·四川成都·模拟预测）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。
(1)在观察红光的干涉图样时，现有A毛玻璃屏、B双缝、C白光光源、D滤光片、E单缝等光学元件，将C白光光源放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为： （选填“①”或“②”）。
①C、D、E、B、A ②C、D、B、E、A
(2)一同学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未对齐，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节____________。
A．仅左右转动透镜B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝D．仅旋转测量头
(3)某次测量，测量头前的游标卡尺显示如下所示，所对应的读数应为 mm。
(4)为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变的情况下，以下做法合适的是__________。
A．增大单缝与双缝间距
B．增大双缝与毛玻璃屏间距
C．更换双缝间距更小的双缝片
D．增强光源亮度
【答案】(1)①
(2)D
(3)50.70
(4)BC
【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、单缝形成的线光源经过双缝产生干涉现象，在光屏上可以观察到干涉条纹，因此由右至左，各光学元件排列顺序应为白色光片C、滤光片D、单缝E、双缝B、毛玻璃屏A、故为C、D、E、B、A，故①正确，②错误；
故选①。
（2）发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头。
故选D。
（3）螺旋测微器的精度为0.05mm，其示数为固定刻度与可动刻度之和，所以图示数为50mm+14×0.05mm=50.70mm；
（4）依据双缝干涉条纹间距公式分析知，要使Δx增大，可以增大L，减小d，也可以增大λ，与单缝和双缝间及光的强度无关；
故选BC。
32．（2025·四川攀枝花·二模）用如图所示三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，画好三棱镜的轮廓。在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2完全挡住，接着在眼睛一侧插上两枚大头针P3和P4。据此回答以下问题：
(1)插大头针P3和P4时应使P3挡住 ，P4挡住 。
(2)图中已经标出了四枚大头针所在的位置（黑色小圆点），请在图中画出实验所需要的完整光路。
(3)由图可得，该三棱镜的折射率n= （保留一位小数）。
【答案】(1) P1、P2的像 P1、P2的像和P3
(2)
(3)1.7/1.6/1.8
【详解】（1）[1][2]插大头针P3和P4时应使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3；
（2）光路图如下：
（3）作图可知入射角大约为和折射角大约为，根据折射定律可知折射率为
单色光类别
单色光1
10.60
18.64
单色光2
8.44
18.08
入射角的正弦值
折射角的正弦值
数据1
0.44
0.23
数据2
0.53
0.28
数据3
0.61
0.32