2027届新高考物理热点冲刺复习：测量玻璃的折射率、用双缝干涉实验测量光的波长

2027届新高考物理热点冲刺复习测量玻璃的折射率用双缝干涉实验测量光的波长

目标要求考点一实验：测量玻璃的折射率考点二实验：用双缝干涉测量光的波长内容索引课时精练实验：测量玻璃的折射率考点一实验原理

实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O'B，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO'，求出折射角θ2，再根据n=_______或n=_____计算出玻璃的折射率

实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上(2)在白纸上画一条直线aa'，并取aa'上的一点O为入射点，作过O点的法线MM'(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两个大头针(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa'对齐，并画出另一条长边的对齐线bb'(5)眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1被P2挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住

，再插上P4，使P4挡住______________(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O'B及出射点O'，连接O、O'得到线段OO'(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2(8)改变入射角，重复实验P1、P2的像P1、P2的像和P3数据处理

斜率

注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O之间、P3与O'之间距离要稍大一些(2)入射角θ1适当大一些(但不宜太大——接近90°)(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大误差分析(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些(2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差

(2024·安徽卷·11)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，按如图甲所示进行实验，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a'B.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把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛

这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使

它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2C.实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差

B

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a'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a'，故A错误；B项实验操作正确；实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，以减小实验误差，故C错误。(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”)。

大

(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束激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α1，测得折射角分别为α2、α3(α2<α3)，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。>

(2024·湖北卷·11)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB'，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA'，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图(a)所示。②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。④分别过M、P作BB'的垂线MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用刻度尺分别测量MM'、PP'的长度x和y。⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y-x图像，如图(b)所示。(1)关于该实验，下列说法正确的是

(填标号)。

A.入射角越小，误差越小B.激光的平行度好、亮度高，比用插针法

测量更有利于减小误差C.选择圆心O点作为入射点，是因为此处的

折射现象最明显B

入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差会变大，故A错误；激光的平行度好、亮度高，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正确；相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误。(2)根据y-x图像，可得玻璃砖的折射率为

(保留三位有效数字)。

1.57

(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果

(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

不变

根据(2)中数据处理方法可知折射率与半径无关，若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果不变。

(2025·甘肃庆阳市一模)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某种液体的折射率。

(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P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3。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，请在图甲上画出光路并标出入射光线的入射角i和折射角r；答案见解析图

光路如图所示。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

、

；

入射角i折射角r

③计算折射率的公式为n=

(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D处沿DC方向观察瓶口，刚好看到刻度尺上A点刻度和B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d=4cm，由此可知，瓶内液体的折射率n=

(结果保留3位有效数字)。

1.13

返回实验：用双缝干涉测量光的波长考点二原理及装置图

单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中单色光波长λ与双缝间距d、双缝到屏的距离l、相邻两条亮(暗)条纹间距Δx之间满足λ=______

实验步骤(1)安装仪器，观察现象①将光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如装置图所示②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光③调节各器件的高度和角度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏④安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝

，二者间距约为5~10cm⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹(2)记录数据①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至第n条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数an③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)④改变双缝间的距离d、双缝到光屏的距离l，重复测量平行数据处理注意事项(1)安装时，注意使光源、透镜、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近(3)调节的基本依据：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴；干涉条纹不清晰，一般原因是单缝与双缝不平行

误差分析

(2025·浙江湖州市检测)利用图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)实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b

和c

，再放置a

，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(均选填“双缝”“单缝”或“滤光片”)

单缝双缝滤光片

观察单色光的双缝干涉图样实验中，通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故光具座上先放置b单缝和c双缝，再放置a滤光片，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(2)实验中已知双缝间的距离d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.2m，某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为

mm；然后同方向转动手轮，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为

mm，则这种单色光的波长为

m(结果保留2位有效数字)。

2.333(2.332、2.334均可)15.325(15.324、15.326均可)6.5×10-7

(3)上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮条纹中心间距

(选填“增大”“减小”或“不变”)。

减小

(4)如图丙所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行

。

A.仅拨动手轮B.仅旋转单缝C.仅前后移动凸透镜D.仅旋转毛玻璃处的测量头D

若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即可，故选D。

洛埃在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。

(1)通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，

相当于另一个“缝”。

S'

如果S被视为其中的一个缝，S'相当于另一个“缝”。(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15mm，单缝到光屏的距离D=1.2m，观测到第3条亮条纹中心到第12条亮条纹中心的间距为22.78mm，则该单色光的波长λ=

m(结果保留1位有效数字)。

6×10-7

(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离

。

A.将平面镜稍向上移动一些B.将平面镜稍向右移动一些C.将光屏稍向右移动一些D.将光源由红色光改为绿色光AC

返回课时精练精练高频考点提升关键能力对一对题号123答案绿光(1)0.45

675

(2)C题号4答案答案123456对一对题号5答案题号6答案答案1234561.(2024·河北卷·11(1))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：123456答案单色光类别x1/mmx6/mm单色光110.6018.64单色光28.4418.08根据表中数据，判断单色光1为

(填“红光”或“绿光”)。

绿光123456答案

2.(2025·湖南长沙市一模)小星学习了光的干涉后，用激光笔和双缝组件(如图甲所示)做双缝干涉实验，并测量激光的波长。他按如下步骤组装好设备：先将激光笔打开，让激光垂直照到墙壁上，在墙壁上形成一个小光斑。然后将双缝组件固定在激光笔前方，让激光垂直通过双缝后在远处墙壁上形成干涉图样，如图乙所示。123456答案(1)小星做实验时，双缝组件到墙壁距离为2.4m，两次所用双缝间距分别为0.30mm和0.45mm，用刻度尺测量干涉图样的数据分别如图丙和图丁所示，则图丙是采用间距为

mm的双缝测得的结果。根据图丁的测量结果，计算得出激光笔所发出的激光波长为

nm(结果保留三位有效数字)。

123456答案0.45675123456答案

(2)若实验过程中保持激光笔与双缝组件的位置不变，用光屏在离墙壁1.2m处承接干涉图样，光屏上的图样与原来的干涉图样相比，会出现的现象是

。

A.条纹间距变大 B.条纹间距不变C.条纹间距变小 D.条纹消失123456答案C123456答案

3.(2025·福建卷·12)某实验小组探究糖水折射率n随浓度η的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图(a)所示。实验操作过程如下：123456答案(1)调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。(2)打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射进入糖水。123456答案(3)调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图(b)所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为L1、L2，到液面的距离分别为h1、h2。测得L1、L2、h1、h2的值，并利用表达式n=____________

(用L1、L2、h1、h2表示)求出糖水折射率。

123456答案

123456答案(4)改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。浓度η/%11.821.132.039.151.1折射率n1.341.361.381.401.42123456答案(5)在图(c)给出的坐标纸上补上浓度η=32.0%的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“n-η”图线。答案见解析图123456答案

在图中标记出(32.0，1.38)的坐标点，并绘制拟合直线，如图所示。123456答案(6)由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大

(结果保留2位有效数字)。

0.020

4.(2025·安徽芜湖市二模)杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。123456答案(1)下列说法正确的是

。

A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄C.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽D.去掉滤光片后，干涉现象消失AC123456答案

(2)双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为

mm。若A、B两条亮条纹中央间距为x，则所测光的波长为

(用所给物理量的字母表示)。

123456答案9.15

123456答案

(3)若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值

真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。

123456答案大于

5.(2026·江苏南京市检测)某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测横截面为半圆形玻璃砖折射率的实验，他们进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在光屏MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为a、b。(1)根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式：n=

。

123456答案

123456答案

(2)为减小实验测量误差，实验中应适当

单色光在O点的入射角(填“增大”或“减小”)。

123456答案减小

为减小实验测量的误差，OC、OD的距离应适当大些，所以实验中应适当减小单色光在O点的入射角。(3)如图所示，某同学用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。123456答案①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点。②将玻璃砖直径面沿ab放置，使其半径O'b的中点位于O点，并确定圆弧侧面的位置。③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从圆弧侧面透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住

(“选填“P1”“P2