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.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学2011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1(6 分)某同学做“测定玻璃的折射率”实验时，用他测得的多组入射角 1与折射角2作出 sin1 sin2图象如图所示 下列判断中哪些是正确的()A他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B玻璃的折射率为0.67 C玻璃的折射率为1.5 D玻璃临界角的正弦值为0.67【解析】由 sin1sin2图象可知，sin1sin210.671.51，而介质的折射率都比真空(或空气)的 n01 大，故光是从空气射入玻璃的，入射角为1，A 正确由折射率定义知n1.5，C正确，B 错误由临界角定义知临界角的正弦值sin 1n0.67，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()AAO 与 OB 两条直线平行BAO 与 OB 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小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学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()AP1、P2及 P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度BP1、P2及 P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C入射角1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 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 30，由 sinC1n，得 n1sinC1sin30 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d0.4mm，双缝到光屏的距离小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学为 L0.5m，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x _mm；(2)波长的表达式 _(用 x、L、d 表示)，该单色光的 _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，xA11mm10.1mm11.1mm，xB15mm50.1mm 15.5mm.AB 之间有 7 个条纹间隔，每个亮条纹的间距是x15.511.17mm0.63mm，由公式 xld，可得：dxL0.4 1030.631030.50m5.0107m，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)11.115.50.63(2)dLx 5.0107(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B 的中心位置，由手轮再读出数字，读数如图3 所示，为 _mm.已知双缝间距为d 1.0mm，双缝到屏的距离为l1.00m，则条纹间距为_mm，对应的光波波长 _m(保留两位有效数字)【解析】由图可读出xA0.630mm，xB 2.180mm.A 到 B 共有三个条纹间距，所以x小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学2.180 0.6303mm0.52mm 由公式 dlx 得 1.01031.000.52 103m5.2 107m.【答案】0.6302.1800.525.210710(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1和折射角2，并画出虚线部分，用量角器量出1和 2(或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG 的长度)(3)nsin1sin2；(或因为 sin1EFOE，sin2GHOG，则 nEF/OEGH/OGEF OGOE GH)【答案】(1)如下图所示(2)入射角 1、折射角2或 EF、OE、FH、OG 的长度(3)sin1sin2或EF OGOE GH11(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_，在图上标出小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学它们(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)nsini/sinr.【答案】(1)见解析(2)需要测量入射角i 和折射角r(3)sini/sinr12(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、ab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ab对齐；d在长边ab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 ab于 O，过 O点作与ab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 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学(2)光路如图所示(3)2