2026年高中物理光学实验技能竞赛试题及答案

2026年高中物理光学实验技能竞赛试题及答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在进行光的干涉实验时，若双缝间距减小，则干涉条纹的间距将如何变化？A.变大B.变小C.不变D.无法确定2.用分光计测量棱镜折射率时，应如何调节分光计以确保测量准确？A.仅调节望远镜聚焦B.仅调节平行光管聚焦C.调节望远镜和载物台垂直度D.调节望远镜、平行光管和载物台均垂直于中心轴3.在杨氏双缝干涉实验中，若用白光光源代替单色光，则观察到的干涉条纹将呈现什么现象？A.干涉条纹消失B.出现彩色条纹C.干涉条纹间距不变D.干涉条纹变密4.用牛顿环测量透镜曲率半径时，若透镜与平板玻璃间存在空气间隙，则观察到的牛顿环将如何变化？A.环数减少B.环数增加C.环间距变大D.环间距变小5.在全息照相实验中，记录介质应放置在什么位置以记录物光和参考光干涉条纹？A.物光传播路径上B.参考光传播路径上C.物光与参考光交汇处D.透镜焦点处6.用衍射光栅测量光波波长时，若光栅刻线密度增加，则衍射条纹将如何变化？A.条纹间距变大B.条纹间距变小C.条纹亮度增强d.条纹亮度减弱7.在测量光速的菲涅耳旋转棱镜实验中，若棱镜旋转速度增加，则测得的光速将如何变化？A.变大B.变小C.不变D.无法确定8.用偏振片测量光的偏振态时，若旋转偏振片，则观察到透射光强度将如何变化？A.始终不变B.周期性变化C.线性变化D.指数变化9.在测量玻璃折射率的掠入射法实验中，若入射角增大，则测得的折射率将如何变化？A.变大B.变小C.不变D.无法确定10.用激光干涉仪测量微小位移时，若反射镜移动距离为λ/4，则干涉条纹将如何变化？A.不变B.移动半个条纹C.移动一个条纹D.移动一个半条纹二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹间距Δx与双缝间距d、屏到双缝距离L及单色光波长λ的关系为__________。2.用分光计测量棱镜折射率时，应测量__________角的正弦值。3.牛顿环的暗环半径r与透镜曲率半径R及第k级暗环级数k的关系为__________。4.全息照相实验中，记录介质应采用__________底片以记录干涉条纹。5.衍射光栅的衍射公式为__________，其中d为光栅刻线间距。6.菲涅耳旋转棱镜实验中，测得的光速v与棱镜旋转角速度ω及棱镜角α的关系为__________。7.偏振光的振动方向与传播方向__________。8.掠入射法测量玻璃折射率时，应测量__________角的正弦值。9.激光干涉仪测量微小位移时，反射镜移动距离Δx与干涉条纹移动数量n的关系为__________。10.光的衍射现象是指光在传播过程中__________的现象。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.杨氏双缝干涉实验中，双缝间距越小，干涉条纹间距越大。（×）2.用分光计测量棱镜折射率时，应确保望远镜和载物台垂直于中心轴。（√）3.牛顿环的亮环和暗环是交替出现的。（√）4.全息照相实验中，记录介质应采用黑白底片以记录干涉条纹。（×）5.衍射光栅的衍射公式为dsinθ=mλ，其中m为衍射级数。（√）6.菲涅耳旋转棱镜实验中，测得的光速与棱镜旋转角速度成正比。（√）7.偏振光只能通过偏振片产生。（×）8.掠入射法测量玻璃折射率时，应测量入射角和折射角的正弦值。（√）9.激光干涉仪测量微小位移时，反射镜移动距离与干涉条纹移动数量成正比。（√）10.光的衍射现象是指光在传播过程中偏离直线传播的现象。（√）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述杨氏双缝干涉实验的原理及实验步骤。2.简述用分光计测量棱镜折射率的原理及实验步骤。3.简述全息照相实验的原理及实验步骤。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.5mm，屏到双缝距离L=1m，单色光波长λ=550nm，求干涉条纹的间距Δx。2.在测量玻璃折射率的掠入射法实验中，入射角θ1=30°，折射角θ2=22°，求玻璃的折射率n。【标准答案及解析】一、单选题1.A解析：根据杨氏双缝干涉条纹间距公式Δx=λL/d，双缝间距d减小，条纹间距Δx变大。2.D解析：分光计测量折射率需确保望远镜、平行光管和载物台均垂直于中心轴，以保证测量准确。3.B解析：白光包含多种波长，不同波长干涉条纹间距不同，形成彩色条纹。4.B解析：空气间隙增大，折射率减小，牛顿环级数增加。5.C解析：全息照相需记录物光和参考光干涉条纹，记录介质应放置在交汇处。6.B解析：光栅刻线密度增加，衍射条纹间距公式dsinθ=mλ中d减小，条纹间距变小。7.C解析：菲涅耳旋转棱镜实验中，光速与棱镜角α无关，保持不变。8.B解析：偏振光通过偏振片时，透射光强度周期性变化。9.A解析：掠入射法测量折射率时，入射角增大，折射率公式n=sinθ1/sinθ2中sinθ1增大，折射率变大。10.B解析：反射镜移动λ/4，干涉条纹移动半个条纹。二、填空题1.Δx=λL/d2.顶角3.r=√(kλR)4.敏感5.dsinθ=mλ6.v=2ωLsinα7.垂直8.入射9.Δx=nλ/210.绕过障碍物或小孔三、判断题1.×解析：双缝间距越小，条纹间距越大。2.√解析：分光计测量需确保各部件垂直于中心轴。3.√解析：牛顿环亮环和暗环交替出现。4.×解析：全息照相需采用敏感底片。5.√解析：衍射光栅公式为dsinθ=mλ。6.√解析：光速与棱镜角速度成正比。7.×解析：偏振光可自然存在或通过偏振片产生。8.√解析：掠入射法需测量入射角和折射角正弦值。9.√解析：反射镜移动距离与干涉条纹移动数量成正比。10.√解析：衍射是指光偏离直线传播的现象。四、简答题1.原理：单色光通过双缝后形成两束相干光，在屏上形成干涉条纹。步骤：（1）布置双缝和屏；（2）调节光源和双缝间距；（3）观察并测量条纹间距。2.原理：利用棱镜色散现象测量折射率。步骤：（1）调节分光计；（2）测量入射光和出射光角度；（3）计算折射率。3.原理：记录物光和参考光干涉条纹，再现时形成三维图像。步骤：（1）布置激光器