考點一 測量玻璃的折射率
1．（1）如圖所示，某同學(xué)在“測定玻璃的折射率”的實驗中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′。O為直線AO與aa′的交點。在直線AO上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。下面關(guān)于該實驗的說法正確的是 ；
A．插上大頭針P3，使P3擋住P2和P1的像
B．插上大頭針P4，使P4擋住P3、P2和P1的像
C．為了減小作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)大些
D．為減小測量誤差，P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角應(yīng)越大越好
E．若將該玻璃磚換為半圓形玻璃磚，仍可用此方法測玻璃的折射率
在“測玻璃的折射率”實驗中∶
（2）小朱同學(xué)在實驗桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實驗器材，他認為除了量角器外還缺少一種器材，請你寫出所缺器材的名稱： 。老師將器材配齊后，他進行實驗，圖乙是他在操作過程中的一個狀態(tài)，透過玻璃磚觀察，調(diào)整視線方向，插上第四枚大頭針P4應(yīng)使其遮擋住 。
（3）為取得較好的實驗效果，下列操作正確的是 。
A．必須選用上下表面平行的玻璃磚
B．選擇的入射角應(yīng)盡量小些
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上
D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當(dāng)大些
（4）小朱同學(xué)在量入射角和折射角時，由于沒有量角器，在完成了光路圖以后，用圓規(guī)以O(shè)點為圓心，OA為半徑畫圓，交OO′延長線于C點，過A點和C點作垂直法線的直線分別交于B點和D點，如圖丙所示，若他測得AB=7.5cm，CD=5cm，則可求出玻璃的折射率n= 。
（5）某同學(xué)在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系如圖所示，他的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫光路圖。則該同學(xué)測得的折射率測量值 真實值（填“大于、小于、等于”）
2．某同學(xué)在“測定玻璃的折射率”的實驗中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,玻璃磚平放在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa'和bb'.O為直線AO與aa'的交點.在直線OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針.
(1)該同學(xué)接下來要完成的必要步驟有 ．
A.插上大頭針P3,使P3僅擋住P2的像
B.插上大頭針P3,使P3擋住P1的像和P2的像
C.插上大頭針P4,使P4僅擋住P3的像
D.插上大頭針P4,使P4擋住P3和P1、P2的像
(2)過P3、P4作直線交bb'于O',過O'作垂直于bb'的直線NN',連接OO'．測量圖1中角α和β的大小,則玻璃磚的折射率n= .
(3)該同學(xué)在實驗中將玻璃磚界面aa'和bb'的間距畫得過寬．若其他操作正確,則折射率的測量值 (填“大于”、“小于”或“等于”)準(zhǔn)確值.
考點二 測量折射率的創(chuàng)新方法
3．在“用插針法測玻璃磚折射率”的實驗中，玻璃磚的邊與邊相互平行，邊與邊不平行，如圖所示。
（1）實驗中是否要求四枚大頭針的針帽在同一視線上？ ；（填“是”或“否”）
（2）以入射點O為圓心，以為半徑畫圓，與入射光線交于M點，與折射光線的延長線交于F點，過點分別向法線作垂線，量得，則該玻璃磚的折射率 ；
（3）下列操作可以減小實驗誤差的是 。（填字母代號）
A．適當(dāng)增大大頭針的間距 B．選擇玻璃磚相互平行的兩邊來測量
C．選用盡可能細的筆畫線 D．使的入射角接近90°
（4）該同學(xué)突發(fā)其想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來做實驗，兩者的AC面是平行放置的，插針、的連線垂直于AB面，若操作無誤，則在圖中右邊的插針應(yīng)該是 。
A． B． C． D．
（5）在測量光的波長實驗中，為減小誤差，該實驗并未直接測量相鄰亮條紋間的距離，而是先測量n個條紋的問距再求出。下列實驗采用了類似方法的有
A．《探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》的實驗中合力的測量
B．驗證《牛頓第二定律》實驗中研究各量間的關(guān)系
C．《用單擺測重力加速度》實驗中單擺周期的測量
D.用，求瞬時速度的方法
4．小明利用插針法做“測定玻璃磚的折射率”實驗，正確操作后在白紙上畫出了入射光線和折射光線，由于沒有量角器，小明采用以下方法處理數(shù)據(jù)：以入射點O為圓心在白紙上作圓，該圓與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線的垂線，垂足分別為C、D點，如圖4所示，然后改變?nèi)肷浣牵匦逻M行實驗，并仍按上述方法進行數(shù)據(jù)處理；設(shè)、的長度分別為x、y，小明一共獲得了8組x、y值，并在坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)的點，如圖5所示，根據(jù)圖可求得該玻璃磚的折射率為 。（保留三位有效數(shù)字）
考點三 雙縫干涉實驗
5．在雙縫干涉實驗中，鈉燈發(fā)出波長為589nm的黃光，在距雙縫1m的屏上形成干涉條紋。已知雙縫間距為1.68×10－4m，則相鄰兩明條紋中心間距為 m。若改用氦氖激光器作光源，其發(fā)出的紅光波長比黃光的 （選填“長”或“短”），其他條件不變，則相鄰兩明條紋中心間距比黃光的 （選填“大”或“小”）。在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。
（1）以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點：
A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置
B．干涉條紋與雙縫垂直
C．干涉條紋疏密程度與雙縫間距離有關(guān)
D．干涉條紋間距與光的波長有關(guān)
以上幾點中你認為正確的是 。
（2）當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某干涉條紋中心時，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為 mm。
（3）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示，則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值 （選填“大于”“小于”或“等于”）實際值。
6．(1)如圖所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、② 、③ 、④ 、⑤遮光筒、⑥光屏．對于某種單色光，為增加相鄰亮條紋(暗條紋)間的距離，可采取 或 的方法．
(2)如果將燈泡換成激光光源，該實驗照樣可以完成，這時可以去掉的部件是 (選填數(shù)字代號)．
(3)轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第1條亮條紋的中央，手輪的讀數(shù)如圖甲所示．繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第10條亮條紋的中央，手輪的讀數(shù)如圖乙所示．則相鄰兩亮條紋的間距是 mm.
(4)如果已經(jīng)量得雙縫的間距是0.30 mm、雙縫和光屏之間的距離是900 mm，則待測光的波長是 m(取三位有效數(shù)字)．
參考答案：
1． ABCE 刻度尺 擋住P1、P2的像以及P3 CD 1.5 小于
【詳解】（1）[1]AB．確定P3大頭針的位置的方法是插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像。確定P4大頭針的位置的方法是插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像，故AB正確；
C．折射光線是通過隔著玻璃磚觀察成一條直線確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度會較大，故P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度，故C正確；
D．入射角θ1即P1和P2的連線與法線的夾角盡量大些，即P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角適當(dāng)小些，折射角也會大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度的相對誤差會減小，故D錯誤。
E．本實驗中采用擋像法進行測量，對于半圓形玻璃磚同樣可以確定入射光線和折射光線，故可以確定折射率，故E正確。
故選ABCE。
（2）[2]缺少的器材為：刻度尺；
[3]運用兩點一線的原理確定光線方向，觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針應(yīng)使P4擋住P1、P2的像以及P3；
（3）[4]A．測玻璃的折射率的原理是折射玻璃上下表面不平行也能測出折射率，故A錯誤；
B．選擇的入射角應(yīng)盡量大一些，以減小測量誤差，故B錯誤；
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上，防止產(chǎn)生誤差，故C正確；
D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當(dāng)大些，可減小確定光線時產(chǎn)生的誤差，故D正確。
故選CD。
（4）[5]玻璃的折射率
（5）[6]如圖為在圖中分別作出的實際光路圖（圖中實線）和以aa′、bb′為界面、以大頭針留的痕跡作為出射光線畫的實驗光路圖（圖中虛線）
比較實際光路圖的折射角與實驗光路圖的折射角關(guān)系可知：折射角測量值偏大，則折射率偏小。
2． BD 小于
【詳解】(1)確定P3大頭針的位置的方法是大頭針P3能擋住P1、P2的像，則P3必定在出射光線方向上．所以確定P3大頭針的位置的方法是大頭針P3能擋住P1、P2的像．確定P4大頭針的位置的方法是大頭針P4能擋住P1、P2P3的像，故選BD．
(2)測定玻璃磚折射率的原理是折射定律，則得該玻璃磚的折射率為.
(3)作圖時，玻璃磚應(yīng)與所畫的邊界相齊．該同學(xué)的做法中，出射光線的側(cè)向偏移距離小于理論的側(cè)向偏移距離，測量出的折射角要小于真實的折射角，導(dǎo)致測量值偏小．
3． 否 1.5 AC C C
【詳解】（1）[1]實驗中要求四枚大頭針的針尖在同一視線上，而不是針帽；
（2）[2]由圖可知
則折射率
（3）[3]A．大頭針和及和之間的距離適當(dāng)大些時，相同的距離誤差，引起的角度誤差會減小，角度的測量誤差會小些，故A正確；
B．用插針法測定折射率時，玻璃磚上下表面不一定要平行，故B錯誤；
C．為了準(zhǔn)確作出入射光線和折射光線，應(yīng)選用盡可能細的筆畫線，故C正確；
D．為了減小測量的相對誤差，選擇的入射角盡量大些，效果會更好，但不是接近90°，故D錯誤。
（4）[4]畫出光路圖如圖所示
根據(jù)光路圖可知，經(jīng)過的光線經(jīng)兩塊玻璃磚的分界處后向下偏，然后射入右端玻璃磚后平行射出，則圖中右邊的插針應(yīng)該是，故C正確，ABD錯誤。
（5）[5]先測量n個條紋的問距再求出，屬于放大測量取平均值
A．《探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》的實驗中合力的測量屬于等效替代法，故A錯誤；
B．驗證《牛頓第二定律》實驗中研究各量間的關(guān)系屬于控制變量法，故B錯誤；
C．《用單擺測重力加速度》實驗中單擺周期的測量，屬于放大測量取平均值，故C正確；
D．用，求瞬時速度的方法，屬于極限法，故D錯誤。
4．1.50
【詳解】光路圖如圖所示，玻璃磚的折射率為，其中入射角、折射角分別為、，則有
由此可知中圖像的斜率滿足
連接各點得到的直線如圖所示
由此可知
解得
5． 長 大 ACD##ADC##CAD##CDA##DAC##DCA 0.701##0.702##0.703##0.704 大于
【詳解】[1]根據(jù)雙縫干涉實驗條紋間距公式代入數(shù)據(jù)解得
[2]由電磁波譜可知，紅光波長比黃光波長長。
[3]根據(jù)雙縫干涉實驗條紋間距公式可知，同一實驗裝置用紅光間距較大。
（1）[4]AB．為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行，故B錯誤A正確；
CD．根據(jù)條紋間距公式可知，條紋的疏密程度與雙縫間距離，光的波長有關(guān)，故CD正確。
故選ACD。
（2）[5]由圖乙可知，手輪上的示數(shù)為
（3）[6]測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由圖丙，根據(jù)幾何關(guān)系可知，測量頭的讀數(shù)大于條紋間距的實際距離。
6． 濾光片 單縫 雙縫 增大雙縫到光屏間的距離(或選用較長的遮光筒) 減小雙縫之間的距離 ②③ 1.610 5.37×10－7
【詳解】(1)[1][2][3]由實驗原理可知②③④分別是濾光片、單縫、雙縫．
[4][5]由Δx＝λ可知，要增加相鄰亮條紋(暗條紋)間的距離，可采取的辦法有：
增大雙縫到光屏間的距離(或選用較長的遮光筒)；②減小雙縫之間的距離．
(2[6])由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.
(3)[7]甲圖固定刻度讀數(shù)為0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×4.5=0.045mm，所以最終讀數(shù) x1=0.045mm，圖乙中固定刻度讀數(shù)為14.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×3.5mm=0.035mm，則x2=14.535mm．它們的差值是14.490 mm，
中間跨越了10－1＝9個亮條紋間距，所以相鄰兩亮條紋間距是
Δx＝ mm＝1.610mm.
(4)[8]根據(jù),則光的波長：
λ＝＝5.37×10－7 m.

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