2022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

这是一份2022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，共4页。试卷主要包含了在杨氏双缝干涉实验中，如果等内容，欢迎下载使用。
A．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象
【解析】 由sinθ1—sinθ2图象可知，eq \f(sinθ1,sinθ2)＝eq \f(1,)＝1.5>1，而介质的折射率都比真空(或空气)的n0＝1大，故光是从空气射入玻璃的，入射角为θ1，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sinθ＝eq \f(1,n)＝0.67，D正确．
【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
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θ1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θ＝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＝θ＝30°，由sinC＝eq \f(1,n)，得n＝eq \f(1,sinC)＝eq \f(1,sin30°)＝2.
【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＝，双缝到光屏的距离为L＝，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：
(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Δx＝________mm；
(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)，该单色光的λ＝________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×＝，xB＝15mm＋5×＝.AB之间有7个条纹间隔，每个亮条纹的间距是Δx＝eq \,7)mm≈，由公式Δx＝eq \f(l,d)λ，可得：λ＝eq \f(dΔx,L)＝eq \×10－3××10－3,0.50)m≈×10－7m，若改用频率较高的单色光，得到的干涉纹间距将变小．
【答案】 (1)11.1 15.5 0.63 (2)λ＝eq \f(d,L)Δx×10－7 (3)变小
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Bd＝，双缝到屏的距离为l＝，则条纹间距为________mm，对应的光波波长λ＝________m．(保留两位有效数字)
【解析】 由图可读出xA＝，xB＝.A到B共有三个条纹间距，所以Δx＝eq \,3)mm≈
由公式λ＝eq \f(d,l)Δx得λ＝eq \×10－3,1.00)××10－3m×10－7m.
【答案】 ×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θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)．
(3)n＝eq \f(sinθ1,sinθ2)；(或因为sinθ1＝eq \f(EF,OE)，sinθ2＝eq \f(GH,OG)，则n＝eq \f(EF/OE,GH/OG)＝eq \f(EF·OG,OE·GH))．
【答案】 (1)如下图所示
(2)入射角θ1、折射角θ2或EF、OE、FH、OG的长度
(3)eq \f(sinθ1,sinθ2)或eq \f(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．
(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的线段OA，在OA上垂直地插两枚大头针P1、P2；
g．移去三棱镜和大头针，连接P3P4交a′b′于O′，过O′点作与a′b′垂直的直线MN；
h．作光路图，计算折射率n.
(1)正确的实验步骤顺序为________．
(2)请在图中画出准确完整的光路图；
(3)请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率n＝______________________________.
【答案】 (1)a、f、c、d、e、b、g、h
(2)光路如图所示
(3)eq \r(2)