2026年光的传播与折射实验考试题及答案

2026年光的传播与折射实验考试题及答案一、单项选择题（每题3分，共24分）1.做“小孔成像”实验验证光的直线传播时，下列操作对实验效果影响最小的是？A.小孔形状由圆形换成三角形B.光屏到小孔的距离缩小到原来的1/3C.光源由烛焰换成发光二极管D.小孔直径由1mm增大到5mm2.在“探究光的折射规律”实验中，绘制光路图的正确操作顺序是？A.画界面→画法线→画入射光线→确定折射光线B.画入射光线→画界面→画法线→确定折射光线C.画法线→画入射光线→画界面→确定折射光线D.画界面→画入射光线→画法线→确定折射光线3.用“插针法”测量玻璃的折射率时，对大头针的插入要求，下列说法正确的是？A.大头针P1与P2、P3B.大头针只需垂直插在纸面上，深度无要求C.P3应能挡住P1、P2的像，P4应能挡住P3D.入射光线与界面的夹角越大，测量误差越小4.下列实验器材中，不属于“测量玻璃的折射率”实验必需器材的是？A.玻璃砖B.大头针C.量角器D.游标卡尺5.在“观察光的全反射”实验中，为了观察到明显的全反射现象，下列操作正确的是？A.让光从空气斜射入半圆形玻璃砖的平面侧B.让光从空气斜射入半圆形玻璃砖的圆弧侧C.让光从半圆形玻璃砖的平面侧垂直入射，沿半径方向射到圆弧侧D.让光从半圆形玻璃砖的圆弧侧垂直入射，沿半径方向射到平面侧6.用插针法测玻璃折射率时，若玻璃砖的两个界面不平行，下列说法正确的是？A.无法测量出折射率B.测量结果一定偏大C.测量结果仍准确，只要操作规范D.测量结果一定偏小7.在“探究光的传播规律”实验中，用激光笔照射下列分散系，能观察到明显丁达尔效应的是？A.硫酸铜溶液B.蒸馏水C.氢氧化铁胶体D.蔗糖溶液8.下列关于光的传播与折射实验的误差分析，说法正确的是？A.插针法中大头针间距越大，测量误差越大B.用图像法（siniC.入射角越小，折射率测量值越准确D.玻璃砖平移会导致折射率测量值偏大二、多项选择题（每题4分，共16分。每题有2~3个正确选项，全对得4分，选对不全得2分，错选得0分）1.在“探究光的折射定律”实验中，下列做法可以减小实验误差的有？A.选用宽度较大的玻璃砖B.入射角尽量大些，但不要接近90°C.大头针P1与PD.用铅笔直接紧靠玻璃砖边缘画界面2.下列实验中，能够验证光沿直线传播的有？A.小孔成像实验B.影子的形成实验C.插针法测玻璃折射率D.日食、月食现象模拟实验3.用插针法测量平行玻璃砖的折射率，下列情况会导致测量值比真实值偏大的有？A.折射角的测量值小于真实值B.标记出射光线的大头针P3、PC.实验时玻璃砖发生平移，界面绘制位置比实际位置偏高D.入射角的测量值大于真实值4.关于“观察光的全反射并测量临界角”实验，下列说法正确的有？A.发生全反射的条件是光从光密介质斜射入光疏介质，且入射角大于等于临界角B.用半圆形玻璃砖做实验时，入射光沿半径方向射入圆心，可保证在圆弧界面不发生偏折C.测量临界角时，应缓慢增大入射角，直到折射光线刚好完全消失D.不同颜色的光在同一种介质中的临界角相同三、实验填空题（每空2分，共24分）1.某同学用插针法探究光的折射规律，实验器材有玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、铅笔、量角器、直尺等。（1）实验时，将白纸用图钉固定在木板上，在白纸上画一条直线aa′作为____，再画一条线段AO作为入射光线，并过入射点（2）将玻璃砖放在白纸上，使其一边与aa′重合，用铅笔描出玻璃砖的另一边bb′。在入射光线上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整视线方向，直到P2的像挡住P（3）移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接O实验次数12345sin0.340.500.640.770.87sin0.220.330.420.500.57分析数据可得出结论：在误差允许的范围内，______，即光的折射定律。（4）若该同学用的玻璃砖折射率约为1.5，则当入射角为60°时，折射角约为______°（结果保留整数，sin35∘≈2.某同学利用“视深法”测量水的折射率，实验原理基于光的折射现象，实验器材有透明水槽、水、游标卡尺、大头针等。（1）实验步骤如下：①在水槽底部固定一枚大头针A，向水槽中注入深度为h的水，从水面上方竖直向下观察，大头针的像的位置比实际位置______（填“深”或“浅”）。②将一枚大头针B放在水面上方，调整B的高度，直到B与A的像______，此时B到水面的距离即为像的视深h′③多次改变水的深度，测量对应的视深，记录数据如下表：实际深度h/cm5.0010.0015.0020.0025.00视深h′3.757.5011.2515.0018.75分析数据可知，水的折射率n=（2）该实验的误差来源可能有______（写出一种即可）。（3）若实验时观察角度不是竖直向下，而是斜着观察，测得的视深会比竖直观察时更____（填“深”或“浅”），导致折射率测量值____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。四、实验作图与数据处理题（共18分）1.某同学用插针法测量一块梯形玻璃砖的折射率，实验中记录了大头针的位置、玻璃砖的两个界面ab（上界面）和cd（下界面，与ab不平行），以及入射点O（位于ab上）。已知P1、P2在ab（1）请完成光路图，要求：画出入射光线、玻璃内的折射光线、出射光线，并标出入射角i和折射角r（8分）（2）若该同学通过测量得到sini=0.6，sin（3）为了减小实验误差，该同学多次改变入射角，测量对应的sini和sinr，并以sini为纵坐标、sinr为横坐标绘制图像，得到一条过原点的直线，若直线的斜率为k，则玻璃砖的折射率n=（4）若实验中不小心将玻璃砖沿垂直于ab五、实验探究与误差分析题（共18分）1.某同学在“测量玻璃的折射率”实验中，手边没有量角器，只有直尺和圆规，他设计了如下实验方案：①在白纸上画界面aa′和法线NN′，并画出入射光线②将玻璃砖放在白纸上，使其上表面与aa′对齐，用插针法确定出射光线O′B和下界面③移去玻璃砖，连接O、O′④以入射点O为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线AO于C点，交折射光线OO′⑤过C、D两点分别向法线NN′作垂线，垂足分别为E、⑥用直尺测量线段CE的长度为L1，线段DF的长度为L2。请回答下列问题：（1）该同学测得的玻璃折射率n=______（用L1、L2表示）（4分）（2）若该同学在实验中，不小心将玻璃砖的下界面bb′画得比实际位置偏低（即玻璃砖实际厚度比绘制的厚度小），其他操作均正确，则测得的折射率与真实值相比____（填“偏大”“偏小”或“不变”），请说明理由（6分）（3）为了验证折射率的测量是否准确，该同学换用不同颜色的激光重复实验，发现用红光测得的折射率比蓝光的小，这说明__sin根据折射定律n=sini（2）偏小解析：理由：若下界面bb′画得比实际位置偏低，连接入射点O与绘制的出射点时，得到的折射光线会比真实的折射光线更远离法线，即测得的折射角r偏大（3分）。根据n=sini（3）红光解析：由公式v=（4）1推导过程：当折射光线刚好消失时，发生全反射，此时入射角等于临界角C（2分）。入射光线与界面的夹角为α，因此入射角（入射光线与法线的夹角）为：$$C=90^\circ-\alpha$$（2分）

根据全反射临界角公式$\sinC=\frac{1}{n}$，代入得：

$$\sin(90^\circ-\alpha)=\cos\alpha=\frac{1}{n}$$因此n=参考答案与解析一、单项选择题1.答案：A解析：小孔成像的像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关，因此更换小孔形状对实验效果影响最小。2.答案：A解析：实验时需先确定界面，再垂直界面画出法线，随后根据预设入射角度画入射光线，最后通过插针观测确定折射光线位置，符合操作逻辑。3.答案：C解析：A选项，大头针间距越大，光线方向确定越准确，误差越小；B选项，大头针需插稳，深度足够保证视线对齐精度；D选项，入射光线与界面夹角越大，对应入射角越小，角度测量相对误差越大。4.答案：D解析：游标卡尺用于测量微小长度，本实验只需测量角度或线段长度即可计算折射率，无需游标卡尺。5.答案：D解析：全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角。A、B选项中光从空气（光疏）射入玻璃（光密），无法发生全反射；C选项中光从玻璃射向空气，但垂直入射时入射角为0，不会发生全反射；D选项中光从玻璃射向空气，可通过转动玻璃砖改变入射角，观察全反射现象。6.答案：C解析：测量折射率的核心原理是折射定律，与两个界面是否平行无关，只要能准确确定入射光线和玻璃内折射光线的方向，测得入射角和折射角，就能得到准确的折射率。7.答案：C解析：丁达尔效应是胶体特有的性质，可用于验证光的散射传播特性，溶液和纯液体无明显丁达尔效应。8.答案：B解析：A选项，大头针间距大，光线方向确定更准确，误差越小；C选项，入射角太小会导致折射角也偏小，角度测量的相对误差更大；D选项，玻璃砖平移时，入射光线和折射光线方向不变，测得的入射角、折射角均准确，折射率测量值不变。二、多项选择题1.答案：ABC解析：A选项，玻璃砖宽度大，折射光线侧移量更明显，测量折射角更准确；B选项，入射角适当大时，折射角也较大，角度测量的相对误差小，接近90°时入射光线难以对齐，误差反而增大；C选项，大头针间距大，确定的光线方向更准确；D选项，紧靠玻璃砖边缘画线容易刮花玻璃砖，且易导致界面歪斜，应先标记两点再连线画界面。2.答案：ABD解析：C选项插针法测折射率利用的是光的折射现象，不能验证光的直线传播。3.答案：ABD解析：根据折射率公式n=sinisinr：-A选项，折射角r测量值偏小，sinr偏小，计算得到的n偏大；-B选项，出射光线向法线偏移，说明测得的玻璃内折射光线更靠近法线，r测量值偏小，n偏大；-C选项，玻璃砖平移时，出射光线方向与入射光线平行，测得的入射角和折射角均与真实值一致，n测量值不变；-D选项，入射角4.答案：ABC解析：D选项错误，不同颜色的光在同一种介质中的折射率不同，根据临界角公式sinC三、实验填空题1.答案：（1）界面；法线（2）P1、P2的像；P3及P（3）入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为定值（或sini（4）35解析：（4）根据折射定律n=sin602.答案：（1）①浅；②完全重合（或对齐）；③1.33（2）大头针高度测量误差（或视线未完全竖直、水的表面有波动等，合理即可）（3）浅；偏大解析：（1）③根据视深公式n=hh′，代入任意一组数据（如h=5.00 cm，四、实验作图与数据处理题1.答案：（1）光路图绘制评分要点：①连接P1、P