第76練實(shí)驗(yàn)十七：測(cè)量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)十八：用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)分值：50分1、4題每小題4分，2、3、5~7題每小題6分，8題12分，共50分1.(多選)(2024·江西卷·9)某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是()A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件B.透鏡的作用是使光更集中C.單縫的作用是獲得線光源D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目越多2.(6分)(2024·山東濰坊市二模)某學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定一截面為半圓形玻璃磚的折射率n，可用的實(shí)驗(yàn)器材有半圓形玻璃磚、白紙、激光筆、刻度尺、游標(biāo)卡尺、光屏、圓規(guī)、鉛筆。部分步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃磚的直徑d；②在平鋪的白紙上利用圓規(guī)畫出半圓形玻璃磚的位置和圓心O，過O點(diǎn)畫出法線；將玻璃磚沿畫出的半圓形位置放好，玻璃磚直徑AB與豎直放置的光屏MN垂直并接觸于A點(diǎn)；③用激光筆從玻璃磚一側(cè)照射半圓形玻璃磚的圓心O，如圖甲所示，在光屏MN上可以觀察到兩個(gè)光斑C、D；從圖示位置逆時(shí)針緩慢移動(dòng)激光筆，使光斑D恰好消失時(shí)停止移動(dòng)，用鉛筆在白紙上標(biāo)記此時(shí)光斑E的位置，移走玻璃磚和光屏。根據(jù)以上步驟，回答下列問題：(1)(2分)測(cè)得半圓形玻璃磚直徑D的讀數(shù)如圖乙所示，則d＝cm；(2)(2分)為了精準(zhǔn)測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率n，還需測(cè)量的一個(gè)物理量及表示它的字母為；(3)(2分)根據(jù)以上測(cè)量的物理量，寫出計(jì)算玻璃磚折射率的表達(dá)式n＝。(用所給字母表示)3.(6分)(2024·上海卷·5)光的行為曾令物理學(xué)家感到困惑。雙縫干涉、光電效應(yīng)等具有里程碑意義的實(shí)驗(yàn)，逐漸揭開了光的神秘面紗。人類對(duì)光的認(rèn)識(shí)不斷深入，引發(fā)了具有深遠(yuǎn)意義的物理學(xué)革命。在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為d，雙縫到光強(qiáng)分布傳感器距離為L(zhǎng)。(1)(2分)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得N條暗條紋間距為D，則激光器發(fā)出的光波波長(zhǎng)為。A.DdNL B.C.DLNd D.(2)(2分)在激光器和雙縫之間加入一個(gè)與光束垂直放置的偏振片，測(cè)得的干涉條紋間距與不加偏振片時(shí)相比。A.增加 B.不變 C.減小(3)(2分)移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有。A.減小縫寬 B.使單縫靠近傳感器C.增大縫寬 D.使單縫遠(yuǎn)離傳感器4.(4分)(2024·河北卷·11(1))某同學(xué)通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，其中測(cè)量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學(xué)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對(duì)干涉條紋進(jìn)行測(cè)量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對(duì)應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：?jiǎn)紊忸悇ex1/mmx6/mm單色光110.6018.64單色光28.4418.08根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為(填“紅光”或“綠光”)。5.(6分)(2024·浙江6月選考·16Ⅲ)如圖所示，用“插針法”測(cè)量一等腰三角形玻璃磚(側(cè)面分別記為A和B、頂角大小為θ)的折射率。(1)在白紙上畫一條直線ab，并畫出其垂線cd，交于O點(diǎn)；(2)將側(cè)面A沿ab放置，并確定側(cè)面B的位置ef；(3)(2分)在cd上豎直插上大頭針P1和P2，從側(cè)面B透過玻璃磚觀察P1和P2，插上大頭針P3，要求P3能擋住(選填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虛像；(4)(2分)確定出射光線的位置(選填“需要”或“不需要”)第四枚大頭針；(5)(2分)撤去玻璃磚和大頭針，測(cè)得出射光線與直線ef的夾角為α，則玻璃磚折射率n＝。6.(6分)(2024·江西萍鄉(xiāng)市二模)某同學(xué)利用可伸縮萬向支架、激光筆和長(zhǎng)方體透明水槽測(cè)量水的折射率，如圖所示，激光筆固定在萬向支架上，調(diào)節(jié)高度和角度，使激光平行于水槽正立面(如圖中所示的橫截面)，從水槽的左上角射入，用記號(hào)筆在水槽正立面記下激光在水槽底部的光點(diǎn)A。往水槽內(nèi)緩慢注入清水，用記號(hào)筆在水槽正立面記下激光在水槽底部光點(diǎn)B(圖中未畫出)和水面CD的位置，在水槽正立面用記號(hào)筆畫直線，連接水槽左上角和A點(diǎn)，相交CD于E點(diǎn)，用刻度尺分別測(cè)量EA的長(zhǎng)度L1＝20.0cm，EB的長(zhǎng)度L2＝15.0cm，水面CD距水槽底部高度h＝12.0cm。由此可得：(1)(2分)B點(diǎn)處于A點(diǎn)的側(cè)(選填“左”或“右”)。(2)(2分)激光入射角的正弦值sini＝(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)(2分)水的折射率n＝(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。7.(6分)(2024·山東濰坊市三模)1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))。應(yīng)用洛埃鏡測(cè)量單色光波長(zhǎng)的原理如下：如圖所示，S'是單縫S通過平面鏡成的像，如果S被視為雙縫干涉中的一個(gè)縫，S'相當(dāng)于另一個(gè)縫。單色光從單縫S射出，一部分入射到平面鏡后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里出現(xiàn)干涉條紋。請(qǐng)回答下列問題：(1)(3分)若光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為h和D，光屏上形成的相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離為Δx，則單色光的波長(zhǎng)λ＝；(2)(3分)實(shí)驗(yàn)表明，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，會(huì)在界面發(fā)生反射，當(dāng)入射角接近90°時(shí)，反射光與入射光相比，相位有π的變化，稱為“半波損失”。已知h遠(yuǎn)小于D，如果把光屏向左平移到非常接近平面鏡處，屏上最下方兩束光相遇會(huì)相互(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)。8.(12分)(2025·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)某同學(xué)在測(cè)量圓柱形玻璃磚的折射率時(shí)，步驟如下：①先用游標(biāo)卡尺測(cè)出圓柱形玻璃磚的直徑D，示數(shù)如圖甲所示；②用圓規(guī)在白紙上畫出直徑為D的圓，標(biāo)記圓心“O”；③把白紙固定在水平木板上，將玻璃磚和白紙上的圓邊緣對(duì)齊放好；④用水平激光以一定角度照射圓柱形玻璃磚側(cè)面，調(diào)整好角度后，依次在透射光線和入射光線經(jīng)過處，各插入兩枚大頭針；⑤移走玻璃磚和大頭針，在白紙上得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖乙所示。不考慮光線在玻璃磚內(nèi)反射后再折射出的光線。請(qǐng)回答下面問題：(1)(3分)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm；(2)(3分)在圖乙上完善光路圖(畫出完整光路和法線)；(3)(3分)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，延長(zhǎng)入射光線和透射光線，用量角器測(cè)得夾角為150°。又測(cè)得入射面法線與反射面法線間夾角為120°，則該玻璃磚的折射率n＝；(4)(3分)如果在②中所畫圓的圓心位置正確，但直徑比真實(shí)值偏大了，則測(cè)出的折射率和真實(shí)值相比(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

答案精析1.BC2.(1)7.775(2)OE的長(zhǎng)度L(3)23.(1)B(2)B(3)AD4.綠光解析根據(jù)Δx＝Ldλ，可得λ＝由圖表代入數(shù)據(jù)可知Δx1＝18.64-10.605mm＝1.608mmΔx2＝18.08-8.445mm＝1.928故Δx1<Δx2，則λ1<λ2，綠光的波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，則單色光1是綠光。5.(3)P1和P2(4)不需要(5)cos解析(3)要求P1和P2在一條光線上，該光線透過玻璃磚后過P3，故P3要能擋住P1和P2的虛像；(4)cd與ab垂直，則過P1和P2的光線與ab垂直，光垂直入射時(shí)傳播方向不變，可確定ef邊上的入射點(diǎn)，此時(shí)只需要找到折射光線上的一點(diǎn)即可確定出射光線，不需要插第四枚大頭針；(5)根據(jù)幾何關(guān)系可知入射角為θ，折射角為π2－α，故n＝＝cosα6.(1)左(2)0.80(3)1.33解析(1)由于激光在水面發(fā)生折射，而光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角，作出光路圖如圖所示可知，B點(diǎn)位于A點(diǎn)的左側(cè)。(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知，激光入射角的正弦值sini＝EA2-(3)根據(jù)折射定律可知水的折射率為n＝sin而sinr＝EB2-代入數(shù)據(jù)解得n≈1.33。7.(1)2hΔx解析(1)由題意結(jié)合條紋間距公式有Δx＝D2hλ，整理有λ＝(2)如果把光屏移動(dòng)到和平面鏡非常接近，即相當(dāng)于兩者接觸，在入射角接近90°時(shí)，反射光與入射光相比，相位有π的變化，即“半波損失”，故直接射到光屏上的光和經(jīng)平面鏡反射的光相位差為π，光程差為半波長(zhǎng)，所以兩束光相遇會(huì)減弱。8.(1)40.75(2)見解析圖(3)2(4)偏大解析(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為D