2011年高考物理 实验17测量玻璃的折射率、18用双缝干涉测光的波长练习

用心 爱心 专心1 20112011 年高考物理年高考物理 实验实验 1717 测量玻璃的折射率 测量玻璃的折射率 1818 用双缝干涉测用双缝干涉测 光的波长练习光的波长练习 1 6 分 某同学做 测定玻璃的折射率 实验时 用他测得的多组入 射角 1与折射角 2作出 sin 1 sin 2图象如图所示 下列判断中哪些 是正确的 A 他做实验时 研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 B 玻璃的折射率为 0 67 C 玻璃的折射率为 1 5 D 玻璃临界角的正弦值为 0 67 解析 由 sin 1 sin 2图象可知 1 5 1 而介质的折射率都比真空 或空 sin 1 sin 2 1 0 67 气 的 n0 1 大 故光是从空气射入玻璃的 入射角为 1 A 正确 由折射率定义知 n 1 5 C 正 确 B 错误 由临界角定义知临界角的正弦值 sin 0 67 D 正确 1 n 答案 ACD 2 6 分 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率 他的实验方法和操作步骤正确无误 但 他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面 aa 与 bb 不平行 如图所示 则 A AO 与 O B 两条直线平行 B AO 与 O B 两条直线不平行 C 他测出的折射率偏大 D 他测出的折射率不受影响 答案 BD 3 6 分 2008 高考上海卷 在杨氏双缝干涉实验中 如果 A 用白光作为光源 屏上将呈现黑白相间的条纹 B 用红光作为光源 屏上将呈现红黑相间的条纹 C 用红光照射一条狭缝 用紫光照射另一条狭缝 屏上将呈现彩色条纹 D 用紫光作为光源 遮住其中一条狭缝 屏上呈现间距不等的条纹 解析 在双缝干涉实验中 用白光作为光源 将得到彩色条纹 用红光作为光源 将 得到红 黑相间条纹 用不同颜色的光分别照射两缝 得不到干涉条纹 用单色光照一条缝 得 到衍射条纹 答案 BD 4 6 分 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 为使光屏上单色光的条纹间距增大些 可采取的措施是 A 换用缝距大些的双缝片 B 换用缝距小些的双缝片 C 适当调大双缝与屏的距离 用心 爱心 专心2 D 适当调小双缝与屏的距离 答案 BC 5 6 分 如图所示 在用插针法测定玻璃折射率的实验中 以下各说法中正确的是 A P1 P2及 P3 P4之间的距离适当大些 可以提高准确度 B P1 P2及 P3 P4之间的距离取得小些 可以提高准确度 C 入射角 1适当大些 可以提高准确度 D 入射角太大 折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射 使实验无法进行 答案 AC 6 6 分 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 1 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 aa 和 bb 后 不自觉地碰了玻璃砖使它 向 aa 方向平移了少许 如图 甲 所示 则他测出的折射率值 选填 偏大 偏 小 或 不变 2 乙同学在画界面时 不自觉的将两界面 aa bb 间距画得比玻璃砖宽大些 如图 乙 所示 则他测得的折射率 选填 偏大 偏小 或 不变 解析 1 如图 甲 所示 甲同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射 角和折射角都没有受到影响 因此测得的折射率值不变 2 如图 乙 所示 乙同学利用插针法确定入射光线和折射光线后 实线是真实的 测得的 入射角不受影响 但测得的折射角比真实值偏大 因此测得的折射率偏小 答案 1 不变 2 偏小 7 10 分 用如图所示的装置可以测定玻璃的折射率 在光具盘上固定 一块半圆柱形新型玻璃砖 使二者的圆心重合 让激光束从玻璃砖圆弧面 一侧射入 光束垂直玻璃砖底面并通过圆心 O 保持入射光束方向不变 以 圆心为轴逆时针方向缓慢转动光具盘 同时发现有两束光在光具盘上移动 当光具盘转过 30 角时 发现其中一束光恰好消失 求新型玻璃砖的折 射率 n 解析 本题利用全反射测玻璃砖的折射率 由题意知 消失的光束为折射光束 临界 角 C 30 由 sinC 得 n 2 1 n 1 sinC 1 sin30 答案 2 8 10 分 利用双缝干涉测光的波长的实验中 双缝间距为 d 0 4mm 双缝到光屏的距 离为 L 0 5m 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 用心 爱心 专心3 1 分划板在图中 A B 位置时游标尺卡读数分别为 xA mm xB mm 相邻两亮条纹的间距 x mm 2 波长的表达式 用 x L d 表示 该单色光的 m 3 若改用频率较高的单色光 得到的干涉条纹间距将 填 变大 不变 或 变小 解析 游标卡尺应先读主尺上的读数 再读游标尺上的读数 xA 11mm 1 0 1mm 11 1mm xB 15mm 5 0 1mm 15 5mm AB 之间有 7 个条纹间隔 每个亮条纹的间距是 x mm 0 63mm 由公式 x 可得 15 5 11 1 7 l d d x L m 5 0 10 7m 若改用频率较高的单色光 得到的干涉纹间 0 4 10 3 0 63 10 3 0 50 距将变小 答案 1 11 1 15 5 0 63 2 x 5 0 10 7 3 变小 d L 9 10 分 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 测量装置如图 1 所示 调节分划板的 位置 使分划板中心刻线对齐 A 亮条纹的中心 此时手轮的读数如图 2 所示 为 mm 转动测量头 使分划板中心刻线向一侧移动 到另一条亮条纹 B 的中心位置 由手轮再读出数字 读数如图 3 所示 为 mm 已知双缝间距为 d 1 0mm 双缝到屏 的距离为 l 1 00m 则条纹间距为 mm 对应的光波波长 m 保留两位 有效数字 解析 由图可读出 xA 0 630mm xB 2 180mm A 到 B 共有三个条纹间距 所以 x 用心 爱心 专心4 mm 0 52mm 2 180 0 630 3 由公式 x 得 0 52 10 3m 5 2 10 7m d l 1 0 10 3 1 00 答案 0 630 2 180 0 52 5 2 10 7 10 10 分 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验 如图所示先在白纸上放好三棱镜 在棱 镜的一侧插入两枚大头针 P1和 P2 然后在棱镜的另一侧观察 调整视线 P1的像被 P2挡住 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针 P3和 P4 使 P3挡住 P1 P2的像 P4挡住 P3和 P1 P2 的像 在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示 1 在本题的图上画出所需的光路 2 为了测出棱镜玻璃的折射率 需要测量的量是 在图上标出 它们 3 计算折射率的公式是 n 解析 1 如答案图所示 画出通过 P1 P2的入射光线交 AC 面于 O 通过 P3 P4的出 射光线交 AB 面于 O 则光线 OO 就是入射光线 P1P2在棱镜中的折射光线 2 在所画的图上注明入射角 1和折射角 2 并画出虚线部分 用量角器量出 1和 2 或用 刻度尺测出线段 EF OE GH OG 的长度 3 n 或因为 sin 1 sin 2 则 n sin 1 sin 2 EF OE GH OG EF OE GH OG EF OG OE GH 答案 1 如下图所示 2 入射角 1 折射角 2或 EF OE FH OG 的长度 3 或 sin 1 sin 2 EF OG OE GH 11 12 分 用一横截面为半圆形的玻璃柱体做 测定玻璃折射率 的实验 先在白纸上放好玻璃柱体 在玻璃柱体的上侧插上两枚大头针 P1和 P2 然后在玻璃柱体的下侧观察 调整视线使 P1的像被 P2挡 住 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针 P3 P4 使 P3挡住 P1 P2的 像 P4挡住 P3和 P1 P2的像 在纸上标出的大头针位置和玻璃柱体轮 廓如图所示 1 在本题的图上画出所需的光路 2 为了测出玻璃体的折射率 需要测量的量是 在图上标出它们 用心 爱心 专心5 3 计算折射率的公式是 n 解析 1 光路图如图所示 2 需要测量入射角 i 和折射角 r 3 n sini sinr 答案 1 见解析 2 需要测量入射角 i 和折射角 r 3 sini sinr 12 12 分 由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够 部分同学需改用直角三棱镜做 测定 玻璃的折射率 的实验 实验步骤如下 a 如图所示 先在一张白纸上作相互垂直的直线 ab a b 作为三棱镜的两个界面 并在直线上标出点 O b 标出 P3 P4位置 c 将三棱镜放在白纸上 使短边跟 ab 对齐 长边跟 a b 对齐 d 在长边 a b 的外侧透过三棱镜观察大头针 P1 P2的像 调整视线方向 直到 P1的 像完全被 P2挡住 e 在观察的这一侧插两枚大头针 P3 P4 使 P3挡住 P1 P2的像 P4挡住 P1 P2的像 和 P3 f 过 O 点作一垂直 ab