2026年高考物理二轮复习：光学和热学实验（专项训练）含答案

2026年高考物理二轮复习第17讲光学和热学实验专项训练

一、非选择题

1.小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验，发现只有3枚大头针，他把大头针插在如图所示位置，并测出了

玻璃的折射率。

（1）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Q'；

B.在玻璃砖一侧插上大头针Pi、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把Pi挡住，这样就可

以确定入射光线和入射点。1。在眼睛这一侧，插上大头针P3,使它把P1、22都挡住，这样就可以确定出射点

。2和折射光线；

C.实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差。

（2）请在答题纸图中画出光路图,标出入射角i和折射角r,并写出折射率n的计算

式o

2.如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下：

（1）在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点；

（2）将玻璃砖斜边AB沿ab放置，并确定直角边BC的位置ef,cd与ef的交点为0'；

（3）在cd上竖直插上大头针Pi和P2,从侧面RC透过玻璃砖观察Pi和P2,插上大头针Pa,要求Pa能挡

住（选填“PLP2”或？和P2”）的虚像；

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（4）撤去玻璃砖和大头针，连接P3与0',过P3作ef的垂线，垂足为D,用刻度尺量出（OD的长度

Li,OP，的长度L,，则玻璃质的折射率n=o（用题给物理量字母表示）

（5）为了减小实验误差，大头针P3的位置应离O'较（选填“近”或“远”）一些。

3.如图所示，某同学用播针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针PI、P2确

定入射光线，并让入射光线过圆心0,在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住

Pl、匕的像，连接。。3,图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆

的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。

N

（1）设AB的长度为加，A0的长度为人，CD的长度为灯，D0的长度为以，为较方便地表示出玻璃砖

的折射率，需用刻度尺测量,则玻璃砖的折射率可表示为n=;

（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率

将（填“偏大”、"偏小”或"不变”）。

4.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o

A.为了减小误差，选择的入射角&应尽量大些

B.插大头针P2时.，必须在另一侧观察，让P2挡住P1的像

C.为了减小误差，大头针Pl、P2和P3、P4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0

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（3）某位同学不小心将界面bb'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

5.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彼，布玻璃砖的--侧排上

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「3、P4,使挡住P1、的像，尸4挡住P1、的像和23。

甲

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九=（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0C方向观察瓶口，刚好看到刻度尺上4点刻度和8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=4.0cm,由此可知，瓶内液体的折射率n=（结果保留三位有效数字）。

乙

6.某物理兴趣小组的同学利用如图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产

生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的A、B两条纹的位置刻度。

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（1）下列说法正确的是（填标号）.

A.实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行

B.实验中还需测出单缝到光屏的距离

C.将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变大

D.若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小

（2）已知双缝到光屏的距离［=50.0cm,双缝间距d=0.240nun,相邻两亮条纹中心间距为Ax,由计算

式;1=,求得所测红光波长约为nm.

7.在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图甲所示，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃瓶平放

在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在的直线a优和帅'.画出一条直线4。,。为直线工。与。出的交

点，在直线4。上竖直地插上Pi、P2两枚大头针。

（I）该同学接下来要完成的必要步骤有

A.插上大头针P3,使P3仅挡住的P2像

B.插上大头针P3,使P3挡住P1和P2的像

C.插上大头针P《，使04仅挡住

D.插上大头针P4，使尸4挡住P3和P1、尸2的像

（2）过P3、P4作直线交〃/于o'.过（/作垂直于的直线NM,连接00',测量图中角a和夕的大小.则玻

璃砖的折射率n=

（3）甲、乙二位同学在纸上画出的界面QQ，、协，与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲

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同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃破，他们的其他操作均正确，且均以Q优、b"为界面画光路

图，则甲同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”"偏小''或“不变”）；乙同学测得的折射率与真

实值相比（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

8.某同学利用图1所示装置测量黄光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜

中可以观察到黄光干涉条纹，回答二列问题：

（1）关于本实验，下列说法正确的是O

A.干涉条纹与双缝平行

B.单缝的作用是为了会聚光

C.若取下滤光片，观察不到干涉条纹

（2）已知双缝间距d=2.0x10-4机，双缝到屏的距离L=1.0m,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条

纹的中心对齐，其示数如图2所示，此时的示数为mm,经过处理后，测得两相邻亮条纹间距离

Ax=2.9x10-3m,由以上数据可求得该光的波长为m。

（3）某同学观察到如图3所示图像，应调节图1中的（填“单缝”或“测量头”）；若没有调节，

会导致波长的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。

（4）在其它操作都正确的情况下，若光具座不水平，测量结果是否会受到影响？请简述理

由<>

9.如图甲，在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光

筒，使他们的中心在同一水平线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。己知单缝与双缝间的距离人，双缝

与屏的距离6,双缝间距也用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动

于轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动

测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。问：

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海光片单缝双缝

遮光筒屏

光源:....;比口

—a||>

甲

45

信40

o=35

丙

（1）下列说法正确的是（多选）：

A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄

B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽

C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

D.去掉滤光片后，干涉现象消失

（2）分划板的中心刻线分别对准第1条（丙图左）和第7条（丙图右）亮纹的中心时，手轮上的读数如

图丙所示，则对准第1条时读数：勺=mm；对准第7条时读数为外。

（3）写出计算波长2的表达式：。（用题中出现的字母表示）

10.（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M2的放置如

图1所示，两镜面相交于垂直于纸面的。（0'）线，且夹角接近180°。垂直纸面的线光源S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）

图1

A.光屏上观察到的条纹是等间距的

B.光源S关于两平面镜的虚像品、S2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180°,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。

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,(

AB

图2

11.利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏间的距离l=0.5m,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。

光源漉光片单缝双缝遮光简屏臀

图i

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可0

A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动

C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝

（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2

图2

①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为4=11.1mm,在B位置时游标卡尺读数为打=

②该单色光的波长入=m；

（3）如果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3所示。则在这种情况下测量干

涉条纹的间距Ax时，测量值实际值（填“大于”、“小于”或“等于“）。

图3

12.某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管（LED）发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距&=

0.450mm,双缝到毛玻璃的距离1=365.0mm,实验中观察到的干涉条纹如图乙所不。

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当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为0=2.145mm；当分划板中心刻线对齐第5

条亮条纹中心，手轮上的读数为&=4.177mm。完成下列填空：

（1）相邻两条亮条纹间的距离以=mm；

（2）根据可算出波长（填正确答案标号）：

A.4=与B.A=^xC.A=^

（3）则待测LEO发出光的波长为;I=nm（结果保留3位有效数字）。

13.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中

（1）以下说法正确的是一

A.图示油膜形状是由于撒粉太少引起的

B.按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大

C.油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏大

（2）测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，数出轮

廓范围内正方形的个数，整格的为Ni个，多于半格不足整格的数量为N2个，已知每格的面积为S,则油酸分

子的直径为o

14.如Q图是“用油膜法估,测油酸分子的大小”实『验的部分操作步骤：

甲描绘油膜轮廓乙撒排子粉丙学密剪喀T向浅盘中滴油

酒精溶液酸酒精溶液

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（1）下列有关该实验的说法正确的是。

A.实验步骤正确的操作顺序是丙一丁一乙一甲

B.图乙中撒琲子粉的目的是为了防止滴入溶液时液体飞溅出来

C.图丙配制溶液时浓度要大一些，1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量

D.油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度

（2）若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%,用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL,取

1滴这样的溶液滴入浅盘中，滴入浅盘中的纯油酸体积为mL（结果保留两位有效数字）。

（3）不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状，对油膜形状的分析正确的是

甲乙丙

A.甲图油膜比较理想，油膜与琲子粉边界清嘶，且边界线大致为直线，便于绘制边界

B.乙图油膜不理想，乖子粉撒的太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界

C.丙图油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，棒子粉撒的比较均匀

15.做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。

（1）下列实验步骤的正确顺序是OEo

A.往浅盘里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痒f粉均匀地撒在水面上

B.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油酸膜形状稳定

C.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计

算出油酸分子直径的大小

D.向，2的油酸中加酒精，直至总量达到匕

E.用注射器将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得几滴溶液的体积为乙

F.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用笔描绘在玻璃板上

（2）用油膜的面积测量分广直径的思想与下列哪个实验的思想相同o

A.探究加速度与力和质量的关系

B.验证平行四边形定则

C.用双缝干涉实验测量光的波长

（3）把一滴该溶液滴入盛水的撒有琲子粉的浅盘中，待油膜形状稳定后，描出油酸薄膜的轮廓形状如图

所示，图中每个小正方形的边长为Q,则油酸薄膜的面积S=：可求得油酸分子的直径为

（用%、/、/、刀、$表示］

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（4）若某学生.测得的油酸分子直径偏小，可能是由于

A.油酸未完全散开

B.配置好油酸酒精溶液后放置了很久才开始实验

C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格

D.把几滴溶液记成了几+1滴

16.同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,

（I）如图是实验的部分操作步骤，操作步骤合理的顺序是;（填写字母即可）

A.■1描绘油膜轮廓

B.a撒粉

记录滴油酸酒精溶液的滴数

D.、往浅盘中滴油酸酒精溶液

（2）某次实验中将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴。如

图甲所示，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为cm3o当

油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，如图乙所示，在玻璃板上描出油膜轮廓，每格边长是

0.5cm,根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为m（保留2位有效数字）

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甲乙

（3）在”用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，下列操作会导致测得的分子直径偏大的是

A.舜子粉撒得太厚，未完全覆盖水面

B.计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去

C.油酸酒精溶液配制后久置，部分酒精挥发

D.未等油膜形状稳定就开始描绘轮廓

17.为了便于研究一定质量气体在温度不变时气体压强与体积的关系，某兴趣小组同学借助如图所示DIS实

验软件系统进行实验，主要步骤如二：

注射器一

、数据采集器

①将压强传感器接入数据采集器；

②将注射器体积调整为18mL,并接入压强传感器；

③打开电脑上“专用软件”，待数据稔定后开始记录气体体积为18mL时的压强值；

④减小注射静内气体体积，重复②③操作，每隔1mL记录•次数据，得到如下表实验数据。

次序12345

压强p/kPa104.0112.7117.9125.3132.9

体积V/CH131817161514

体积的倒数$/C77l—30.0560.0590.0630.0670.071

pV乘积1872.01915.91886.41879.51860.6

回答下列问题：

（I）根据表中实验数据，以p为纵坐标进行拟合，发现是一条不过原点的直线，应该选择表中

为横坐标；

（2）将体积V一栏每次的体积加上AV=1mL再重新拟合，发现拟合后的直线过了原点，则每次加上的AU

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主要为的体积（漏气的体积远小于AIO;

（3）实验小组同学发现将体积P一栏每次的体积加上前后，pP乘积一栏均依次增加，可能原因

为_________________________________________________________________________________________

18.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。

（1）用图甲所示的装置探究气体的等温变化规律。

下列哪些操作是必需的。

A.调节空气柱长度时柱塞应缓慢地向下压或向.上拉

B.测量空气柱的直径

C.读取压力表示数

D.读取空气柱的长度

（2）“探究影响感应电流方向的因素”的实验示意图如图乙所示：灵敏电流计和线圈组成闭合同路，通过

“插入”“拔出''条形磁铁，使线圈中产生感应电流。记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律。下列说

法正确的是（）

乙

A.实验时必须保持磁铁运动的速率不变

B.该实验需要知道线圈的绕向

C.该实险需要记录磁铁的运动方向

D.该实验需要判断电流计指针偏转方向与通入电流方向的关系

（3）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1所示。双缝

间距为d,毛玻璃光屏与双缝间的距离为从口镜中看到的干涉图样如图2所不，若A、B两条亮纹中央间

距为无,则所测光的波长为。（用所给物理量的字母表示）。使分划板的中心刻线对齐巾克条纹的

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中心，此时游标尺上的示数情况如图3所示，其读数为mm。

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答案解析部分

1.【答案】（1）B

【解析】【解答】（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Q',故A错误；

B.在玻璃砖一侧插上大头针Pi、。2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使「2把P1挡住，这样就可以确

定入射光线和入射点。1。在眼睛这一侧，插上大头针P3,使它把Pl、P2都挡住，根据光穿过平行砖后出射光

线与入射光线平行，这样就可以确定出射点。2和折射光线，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90,），以减小实验误差，故c错误。

故选B。

（2）光路图如图所示

根据折射定律可知该玻璃砖的折射电为n=婴

sinr

【分析】一、实验原理

光的折射定律：，其中i为入射角，r为折射角。

利用插针法确定光路，从而测量角度。

二、实验步骤与操作要点

1、玻琦砖的放置与边界描绘

不能直接用笔沿玻璃砖边界画线（玻璃砖可能移动或边缘不平直导致误差）。

正确做法：先画一条直线a作为界面，对齐玻璃砖的一个长边：用尺子紫贴另一长边.移开玻璃砖后沿尺子

画直线作为另一界面。

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2、插针确定光路

插两枚大头针确定入射光线和入射点。

眼睛在另一侧透过玻璃砖观察，插挡住的像，再插挡住的像，从而确定出射光线和出射点。

连接入射点和出射点得到玻璃病内的折射光线。

三、光路作图与折射率计算

1、光路图

标出法线、入射角i、折射角r。对于平行玻璃砖，出射光线与入射光线平行。

2、折射率公式

(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',A错误；

B.在玻璃传一侧插上大头针Pi、。2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使「2把P1挡住，这样就可以确

定入射光线和入射点。1。在眼睛这一侧，插上大头针尸3,使它把P1、都挡住，根据光穿过平行砖后出射光

线与入射光线平行，这样就可以确定出射点。2和折射光线，B正确；

C.实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大(接近90。)，以减小实验误差，c错误。

故选B。

(2)[1]⑵光路图如图所示

根据折射定律可知该玻璃砖的折射室为71=群

2.【答案】Pl和P2；毕1；远

L2

【解析】【解答】实验要求PI和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3,故P3要挡住P和P2的像;

作出光线在分界面处的法线，如图所示

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根据折射定律可得_sina_sinzOP3D_函_@1

"丽=sin45°=宣=宣

2

为了减小实验误差，大头针P3的位置应离0,较远一些，光线所在的方向更准确。

故答案为：PI和P2；平L远

【分析】（1）根据插针法测折射率的实验原理，分析P3需挡住的像的对象；

（2）结合等腰直角三角形的几何特征与折射定律，推导折射率的表达式；

（3）从减小角度测量误差的角度，分析P3与0'的距离选择。

3.【答案】人和4；）；偏大

13

【解析】【解答】（1）由几何关系，可得sin%=a，sin02=

DC/CC/

因此玻璃的折射率为九=鬻=牛=¥，因此只需测量h和13即可；

a：3

故答案为：Li和43；3

（2）解：当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时\认为h是不变的，即入射角不变，而b减

小，所以测量值九=%将偏大。

故答案为：偏人

【分析】（1）通过小球B的受力平衡，结合三角函数关系，直接建立电场力与重力的联系。

（2）利用电场强度的定义式，将电场力与电荷量的比值作为电场强度。

（3）结合库仑定律，将电场力的表达式与库仑力公式联立，求解两球间的距离。

4.【答案】（1）C

（2）1.5

（3）都有可能

【解析】【解答】（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；

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B.插大头针P2时，应该在同一侧让P2和Pl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，玻璃破的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使

大头针匕、P2和。3、24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。

故答案为：Co

（2）根据折射定律可知sin%=nsin%

可得A黯

sin（72

则sina与sin%的函数，其斜率的倒数表示折射率，即几=瞿=1.5

故答案为：1.5

（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，根据折射率公式九=需

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，根据折射率公式新

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

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b

b'

操作正确，与画玻璃成形状无关，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。

故答案为：都有可能

【分析】（1）分析插针法测折射率的实验操作要点，判断各选项的合理性。

（2）根据折射定律九=畿，sin%—sin/图线的斜率为曰此计算折射率。

（3）分析界面画错后对折射角测量的影响，进而判断折射率测量值的偏差。

（1）A.为了减小测量误差，入射免应适当大一些，但不能太大，故A错误；

B.插大头针P2时，应该在同一侧让P2和汽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Pl、P2和。3、「4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Co

（2）根据折射定律可知sin%=nsin02

sin/

可得九二砺

则sin&与sin%的函数，其斜率的倒数表示折射率，即〃=粽=1.5

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”舒

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

第18页

b

b'

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，根据折射率公式九sini

sinr

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。

(2)1.13

【解析】【解答］(1)①所需的光路如图

②根据折射定律九=券

得知要测量玻璃折射率，需要测量入射角i和折射角r

③计算折射率的公式为n=瑞

故答案为：①

第19页

（2）设入射角为i,折射角为r,由几何关系可得sinr=焉,sini=余

所以折射率九

故答案为：1.13

【分析】（1）玻璃砖折射率测量：通过大头针确定入射、折射光线，结合折射定律，测量入射角和折射角计算

折射率。

（2）液体折射率测量：利用视深与几何关系，确定入射角、折射角的正弦值，结合折射定律求解。

（1）①⑴所需的光路如图

②[2]⑶根据折射定律九二婴

O11I/

得知要测量玻璃折射率，需要测量入射角i和折射角1-

③⑷计算折射率的公式为n=婴

（2）设入射角为i,折射角为r,由几何关系可得sinr=焉，sini=£：

所以折射率"需普告

=1.13

6.【答案】（1）A；D

（2）甲；672

【解析】【解答】（1）A.为了使干涉条纹与竖直方向平行，实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和

双缝相互平行，故A正确；

B.单缝的作用是产生相位相同的相干光源，并不需要测单缝到屏的距离，故B错误；

C.根据双缝干涉条纹间距公式=。入可知，条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关，将单缝向双缝移动

a

第20页

一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距不变，故c错误；

D.根据双缝干涉条纹间距公式以=。；1可知，若将红色滤光片换成绿色滤光片，波长减小，则相邻两亮条

a

纹中心的距离将减小，故D正确。

故选ADo

（2）由△%=5a

解得2=竿

根据螺旋测微器的读数规则可知A条纹位置刻度为0.641nun,B条纹位置刻度为9.041mm,则条纹间距

△x=XbXa=1.4mm

o

代入数据，可得红光的波长2=672mn

【分析】（1）根据双健干涉条纹间距公式分析，根据实验步骤和注意事项分析；

（2）根据双缝干涉条纹间距公式Ax=g/l分析作答。

（1）A.实验中，单缝和双缝必须平行，故A正确：

B.由Ax=，

a

可知，不需要测定单缝到光屏的距离，故B错误；

C.将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距不变，故C错误；

D.滤光片允许对应颜色的光透过，绿光比红光的波长短，因此换用绿色滤光片时，相邻两亮条纹中心的距

离将减小，故D正确。

故选ADo

（2）[1]由△%=/

解得a=竿

⑵根据螺旋测微器的读数规则可知A条纹位置刻度为0.641nun,B条纹位置刻度为9.041mm,则条纹间距

aXD-XA4,

△x=（"

o=1.4mm

代入数据，可得红光的波长/l=672mn

7.【答案】BD；陋；偏小；不变

sina

【解析】【解答】（1）确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3,使P3挡住Pl、P2的像。确定P4大头针

的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和Pl、P2的像，故AC错误，BD正确。

故答案为：BDo

（2）如图，光线在hh'面由玻璃射入空气，入射角为a,折射角为s，则根据折射定律得：玻璃砖的折射率

sin/?

n=-srm^a-

第21页

故答案为：陋

sina

（3）如果在实验过程中不小心将玻璃砖向下平移了一些，bb移到图中实线位置，而在作光路图时aa不变，

作出光路图：线②表示作图时所用的光路，线①表示实际的光路，可见，测量得到的入射角没有变化，而

折射角偏大，根据折射率公式旧黑，可知所测得的折射率将偏小。

测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，所以若所使用的玻璃砖的bb'边与aa不平行（如图所示），

其他操作无误，则所测得的折射率将不变。

故答案为：偏小；不变

【分析】（1）实验步骤：依据“确定出射光线的操作逻辑，判断大头针的插法；

（2）折射率计算：结合折射定律，利用测量的入射角、折射角求解；

（3）误差分析：分析玻璃砖位置/形状对入射角、折射角测量的影响，进而判断折射率的偏差。

8.【答案】（1）A

（2）2.429；5.8x10-7

（3）测量头；偏大

（4）若光具座不水平，会导致光程差发生变化，从而影响条纹间距大小，使得测量结果受影响。

【解析】【解答】（1）A.干涉条纹的走向与双缝平行，故A正确；B.单缝的主要功能是产生一个线状的

光源，为双缝提供相干光，故B错误；

C.如果移除滤光片，白光将直接通过双缝，由于不同波长的光干涉条纹间距不同，在光屏上会呈现出彩色

的干涉条纹，故C错误；

故选Ao

（2）螺旋测微器的精确度为0.05mm,读数为2mm+0.01x43.0mm=2.430mm

根据Ax=5A

得入=3

2,9X10-X2.0X10-\=58*io-.

X•v/

（3）在口镜中观察到如图所示的情形，应调节测量头使其平行，否则会导致条纹间距测量偏大，由公式

第22页

△x=4/1可知导致测量的单色光波长偏大；

（4）若光具座未保持水平，会导致光线传播路径与实验假设条件不一致，从而改变光程差的计算，使得干

涉条纹间距的测量值产生误差，因此会对波长的测量结果造成影响。

【分析】1.干涉条纹的性质，方向：双缝干涉产生的条纹是明暗相间的平行等间距直条纹，其走向与双缝平

行。

2.实验装置各部分的功能，单缝的作用：并非直接产生干涉，而是为了获得一个线光源，从而保证到达双缝

的光具有相同的相位，以满足产生稳定干涉图样所需的相干条件。双缝的作用：将同一束光分成两束（分波

阵面法），形成相干光源。滤光片的作用：获得单色光。因为白光是复色光，不同波长的光干涉条纹间距不

同，混合后会形成彩色条纹。

3.波长计算公式=

a

4.测量工具与读数，读数方法：固定刻度读数+可动刻度读数x精确度（通常为0.01mm）,例如，读数

为2mm+43.0x0.01mm=2.430mm。

5.误差分析：操作不当导致误差偏大：如果测曷头（或观察方向）与条纹不平行，会导致测得的条纹间距偏

大。最终计算出的波长也会偏大。

6、仪器安装导致误差：光具库必须保持水平。如果光具库不水平，会改变实际的光程，使得光程差与理论

公式不符，从而导致条纹间距测量不准确，最终影响波长测量结果的准确性。

（1）A.干涉条纹与双缝平行，故A正确；

B.单缝的作用是为了获得线光源，故B错误；

C.若取下滤光片，光屏上可观察到彩色的干涉图样，故C错误；

故选Ao

（2）口］螺旋测微器的精确度为0.05mm,读数为2mm+0.01x43.0mm=2.430mm

［2］根据Ax

得］2.9X10-3X2.0X10-4……7

伶4=-------巧--------m=5.8x107m

（3）在目镜中观察到如图所示的情形，应调节测量头使其平行，否则会导致条纹间距测量偏大，由公

式Ax=可知导致测量的单色光波长偏大；

a

（4）若光具座不水平，会导致光程差发生变化，从而影响条纹间距大小，使得测量结果受影响。

9.【答案】（1）A；B；C

(2)0.892

。2—叼川

(3)-6L^~

【解析】【解答】⑴解：根据双缝干涉条纹间距公式A"皋可知A.将屏移近双缝，则减小'所以干涉

第23页

条纹间距变窄，故A正确；

B.将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长入变长，干涉条纹间距变宽，故B正确；

C.换一个两缝之间距离较大的双缝，则d增大，干涉条纹间距变窄，故C正确；

D.去掉滤光片后，出现白光干涉现象，故D错误。

故答案为：ABC。

(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,根据螺旋测微器的读数规则，读数xi=0.5mm+39.4x0.(]lmm=0.894mm

故答案为：0.892

(3)依题意有△n=舄1=和

解得入=♦迦

故答案为：笠卢丝

【分析】1.条纹间距公式：利用以=彳九分析、L?、d、A变化对Lx的影响。

2.螺旋测微器读数：区分固定刻度与可动刻度，按精度累加读数。

3.波长推导：统计亮纹间隔数，结合条纹间距公式，推导波长表达式。

(1)根据双缝干涉条纹间距公式Ax=44可知

A.将屏移近双缝，贝也减小，所以干涉条纹间距变窄，故A正确；

B.将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长入变长，干涉条纹间距变宽，故B正确；

C.换一个两缝之间距离较大的双缝，则d增大，干涉条纹间距变窄，故C正确；

D.去淖滤光片后，出现白光干涉现象，故D错误。

故选ABCo

(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,根据螺旋测微器的读数规则，读数xi=0.5mm+39.4x0.01mm=0.894mm

(3)依题意有Ax=号_；1=3a

解得4=(x2-xx)d

10.【答案】(1)A；B；C

(2)B

【解析】【解答】本题主要考查了用用两个平面镜做类似双缝干涉测波长的实验，具有创新性，要明确实验原

理，掌握双缝干涉条纹间距公式的运用。

(1)A.该实验类似于双缝干涉实脸，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，光嫄S关于两平面镜的

虚像＞、S2可视为两个相干光源；若把两镜面间的夹角增大到180。，两反射光将不会再光屏上相遇，因此光

第24页

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

L

△x=-yA

a

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ABCo

（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

L

y

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Bo

【分析】（1）.根据干涉图样特征分圻作答；根据双缝干涉产生的原理和条件分析作答；根据双缝干涉条纹间

距公式△》二彳;I分析作答；

（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Ax分析作答。

（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180。，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Ax=a

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Bo

11.【答案】（1）B

（2）15.6；6.0x10-7

（3）大于

第25页

【解析】【解答】（I）A.将单缝向双缝嵬近仅影响左侧光源过来的光强即亮度，双缝到屏的投影距离没有改

变，所以不改变条纹间距，不影响条纹数量，故A错误；B.相当于把投影屏幕拉近，条纹挤在一起r单

位面积内条纹数增多，条纹间距减小，由公式

△x=

a

分子减小而使Ax减小，条纹数

故B正确;

C.将屏向靠近双缝的方向移动

△%二a二

a

分子增大而使Ax增大条纹间距增大，条纹数减少，故C错误；

D.公式中双缝距离d在分母，d越小，Ax越大一条纹变稀疏，纹间距增大条纹总数减少，故D错误；

故选B；

（2）①B位置游标卡尺读数：图2显示分划板刻度为15mm+0.lmmx6=15.6mm（游标为10分度，每格0.1

mm且第6个小格与主尺对齐）；

②用六格条纹总距离除以条纹数得相邻两条纹间距

x—x15.6mm-11.1mm

BA=0.75mm

根据可知，该单色光的波长

a

1LxdO.75xlO3mxO.4xlO-3m

A——：-=------------------------

故①空填15.6,②空填6x10-7m：

（3）分划板上有一条或多条平行刻线（类似尺子的刻度），用于对齐干涉条纹，中心刻线是最关键的基准

线，通常与干涉条纹方向平行（理想情况下），如图3测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向

上，设夹角为仇

4期=寡则测得的Ax偏大，由公式Ax二义:可知，波长的测量道与条纹间距成正比，波长的测量值大于真

第26页

实值。

【分析】（1）N=蟀，Ax条纹间距（相邻亮纹或暗纹中心的距离米，像尺子上的刻度间隔，越小条纹越

Ax

密入光的波长颜色决定，如红光々650nm,光的“波浪”长度，蓝光波长短，/双缝到屏的距凄投影距离，像

屏幕离投影仪的远近，d双缝的间距，两条缝的宽度，缝越窄条纹越宽；

（2）易错点：误选D,忽略出会导致Axf,误认为倾斜对测量无影响；

（3）隐含条件：条纹间距均匀，需通过多条纹取平均减小误差，游标卡尺精度由题目提示（副尺刻度数

定），扩展知识：激光干涉仪：利用干涉条纹测量微小位移（精度达纳米级）。

白光干涉：中央为白光，两侧呈彩色（因X不同）。

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式可知

A.将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，故A错误；

BC.将屏向靠近双缝的方向移动，条纹间距减小，故C错误，B正确：

D.使用间距更小的双缝，条纹间距增大，故D错误。

故选

（2）①[1]由图2可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在B位置时游标卡尺读数为

=15mm+6xO.lmm=15.6mm

则相邻两条纹间距=0.75mm

汽O7-

②⑵根据=兀!可知，该单色光的波长a=半=6.0x10-2

（3）如图3