第77課時實驗十七：測量玻璃的折射率課時精練(分值：40分)1、4題每小題5分，2、3題每小題6分，5、6題每小題9分，共40分1.(多選)(2024·江西卷·9)某同學用普通光源進行雙縫干涉測光的波長實驗。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，測量頭中觀察到的條紋數目越多答案BC解析進行雙縫干涉測光的波長實驗，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測量頭等元件，故A錯誤；透鏡的作用是會聚光使光更集中，故B正確；單縫的作用是獲得線光源，故C正確；根據條紋間距公式Δx=Ld·λ可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距越大，測量頭中觀察到的條紋數目越少，故D2.(6分)某學習小組通過實驗測定一截面為半圓形玻璃磚的折射率n，可用的實驗器材有半圓形玻璃磚、白紙、激光筆、刻度尺、游標卡尺、光屏、圓規(guī)、鉛筆。部分步驟如下：①用游標卡尺測量玻璃磚的直徑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；③用激光筆從玻璃磚一側照射半圓形玻璃磚的圓心O，如圖甲所示，在光屏MN上可以觀察到兩個光斑C、D；從圖示位置逆時針緩慢移動激光筆，使光斑D恰好消失時停止移動，用鉛筆在白紙上標記此時光斑E的位置，移走玻璃磚和光屏。根據以上步驟，回答下列問題：(1)(2分)測得半圓形玻璃磚直徑D的讀數如圖乙所示，則d=cm；

(2)(2分)為了精準測量半圓形玻璃磚的折射率n，還需測量的一個物理量及表示它的字母為；

(3)(2分)根據以上測量的物理量，寫出計算玻璃磚折射率的表達式n=。(用所給字母表示)

答案(1)7.775(2)OE的長度L(3)2解析(1)由圖乙可知，游標卡尺為20分度的游標卡尺，精度為0.05mm，故d=7.7cm+15×0.05mm=7.775cm(2)由題可知，光斑在E處時，折射光恰好消失，即光線此時發(fā)生全反射，故為測量折射率，還需測量OE的長度L。(3)當光線恰好發(fā)生全反射時，有n=1sinθ=1OA3.(6分)(2024·上海卷·5)光的行為曾令物理學家感到困惑。雙縫干涉、光電效應等具有里程碑意義的實驗，逐漸揭開了光的神秘面紗。人類對光的認識不斷深入，引發(fā)了具有深遠意義的物理學革命。在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。(1)(2分)實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發(fā)出的光波波長為。

A.DdNL B.C.DLNd D.(2)(2分)在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比。

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.使單縫遠離傳感器答案(1)B(2)B(3)AD解析(1)N條暗條紋間距為D，說明相鄰兩條條紋間距Δx=D又Δx=Ld解得λ=Dd(N?1)(2)加偏振片不會改變光的波長，因此條紋間距不變，B正確。(3)移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發(fā)生單縫衍射現象，根據單縫衍射規(guī)律，減小縫的寬度或增加單縫到傳感器的距離可以增大中央亮紋寬度。故選A、D。4.(5分)(2024·河北卷·11(1))某同學通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學調整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應的游標尺讀數，如表所示：單色光類別x1/mmx6/mm單色光110.6018.64單色光28.4418.08根據表中數據，判斷單色光1為(填“紅光”或“綠光”)。

答案綠光解析根據Δx=Ldλ，可得λ=由圖表代入數據可知Δx1=18.64?10.605mm=1.608mmΔx2=18.08?8.445mm=1.928故Δx1<Δx2，則λ1<λ2，綠光的波長小于紅光波長，則單色光1是綠光。5.(9分)(2024·安徽卷·11)某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗。(1)(3分)為測量玻璃的折射率，按如圖甲所示進行實驗，以下表述正確的一項是。(填正確答案標號)

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a'B.在玻璃磚一側插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側透過玻璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點O1。在眼睛這一側，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點O2C.實驗時入射角θ1應盡量小一些，以減小實驗誤差(2)(3分)為探究介質折射率與光的頻率的關系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的分界面。保持相同的入射角，根據實驗結果作出光路圖，并標記紅光和綠光，如圖乙所示。此實驗初步表明：對于同一種介質，折射率與光的頻率有關。頻率大，折射率(填“大”或“小”)。

(3)(3分)為探究折射率與介質材料的關系，用同一束激光分別入射玻璃磚和某透明介質，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角α1，測得折射角分別為α2、α3(α2<α3)，則玻璃和該介質的折射率大小關系為n玻璃n介質(填“>”或“<”)。此實驗初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質材料有關。

答案(1)B(2)大(3)>解析(1)在白紙上畫出一條直線a作為界面，把長方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊與a對齊。用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線a'代表玻璃磚的另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a'，故A錯誤；B項實驗操作正確；實驗時入射角θ1應盡量大一些，但也不能太大(接近90°)，以減小實驗誤差，故C錯誤。(2)由題圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據光的折射定律n=sinα(3)根據折射定律可知，玻璃的折射率為n玻璃=sinα該介質的折射率為n介質=sinα其中α2<α3，所以n玻璃>n介質。6.(選做題)(9分)1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉的結果(稱洛埃鏡實驗)。應用洛埃鏡測量單色光波長的原理如下：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縫，S'相當于另一個縫。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)域里出現干涉條紋。請回答下列問題：(1)(5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λ=；

(2)(4分)實驗表明，光從光疏介質射向光密介質，會在界面發(fā)生反射，當入射角接近90°時，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相互(選填“