2027屆新高考物理熱點沖刺復習：測量玻璃的折射率、用雙縫干涉實驗測量光的波長

2027屆新高考物理熱點沖刺復習測量玻璃的折射率用雙縫干涉實驗測量光的波長

目標要求考點一實驗：測量玻璃的折射率考點二實驗：用雙縫干涉測量光的波長內容索引課時精練實驗：測量玻璃的折射率考點一實驗原理

實驗器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、直尺(刻度尺)、鉛筆如圖所示，當光線AO以一定的入射角θ1穿過一塊兩面平行的玻璃磚時，通過插針法找出跟入射光線AO對應的出射光線O'B，從而畫出光從空氣射入玻璃后的折射光線OO'，求出折射角θ2，再根據n=_______或n=_____計算出玻璃的折射率

實驗步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上(2)在白紙上畫一條直線aa'，并取aa'上的一點O為入射點，作過O點的法線MM'(3)畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩個大頭針(4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長邊與直線aa'對齊，并畫出另一條長邊的對齊線bb'(5)眼睛在bb'的一側透過玻璃磚觀察兩個大頭針并調整視線方向，使P1被P2擋住，然后在眼睛這一側插上大頭針P3，使P3擋住

，再插上P4，使P4擋住______________(6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O'B及出射點O'，連接O、O'得到線段OO'(7)用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2(8)改變入射角，重復實驗P1、P2的像P1、P2的像和P3數據處理

斜率

注意事項(1)實驗時，應盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O之間、P3與O'之間距離要稍大一些(2)入射角θ1適當大一些(但不宜太大——接近90°)(3)操作時手不能觸摸玻璃磚的光潔光學面，也不能把玻璃磚界面當尺子畫界線(4)實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變(5)玻璃磚應選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大誤差分析(1)入射光線、出射光線確定的準確性造成誤差，故入射側、出射側所插兩枚大頭針間距應大一些(2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應適當大些，以減小測量的相對誤差

(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)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

B

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)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”)。

大

(3)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。>

(2024·湖北卷·11)某同學利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA'和BB'，交點為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA'，并使其圓心位于O點，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖(a)所示。②將一細激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點M。③拿走玻璃磚，標記CO光線與半圓弧的交點P。④分別過M、P作BB'的垂線MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用刻度尺分別測量MM'、PP'的長度x和y。⑤改變入射角，重復步驟②③④，得到多組x和y的數據。根據這些數據作出y-x圖像，如圖(b)所示。(1)關于該實驗，下列說法正確的是

(填標號)。

A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好、亮度高，比用插針法

測量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點作為入射點，是因為此處的

折射現象最明顯B

入射角適當即可，不能太小，入射角太小，導致折射角太小，測量的誤差會變大，故A錯誤；激光的平行度好、亮度高，比用插針法測量更有利于減小誤差，故B正確；相同的材料在各點的折射效果都一樣，故C錯誤。(2)根據y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為

(保留三位有效數字)。

1.57

(3)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果

(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

不變

根據(2)中數據處理方法可知折射率與半徑無關，若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果不變。

(2025·甘肅慶陽市一模)興趣小組同學學習了折射率的概念后，分別測量一圓柱形玻璃磚和某種液體的折射率。

(1)用圓柱形玻璃磚做測量玻璃折射率的實驗時，先在白紙上放好圓柱形玻璃磚，在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針P1和P2，然后在圓柱形玻璃磚另一側觀察，調整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在一側相繼又插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像和P3。①在紙上標出的大頭針位置和圓柱形玻璃磚的邊界如圖甲所示，請在圖甲上畫出光路并標出入射光線的入射角i和折射角r；答案見解析圖

光路如圖所示。②為了測量出玻璃磚的折射率，在確定玻璃磚的圓心后，需要測量的物理量有

、

；

入射角i折射角r

③計算折射率的公式為n=

(用測量得到的物理量的字母表示)。

(2)測某種液體的折射率時，如圖乙所示，將刻度尺直立在裝滿透明液體的寬口瓶中(液體未漏出)，從瓶口上方D處沿DC方向觀察瓶口，剛好看到刻度尺上A點刻度和B點的倒影重合在一起，刻度尺右邊緣與寬口瓶右內壁間的距離d=4cm，由此可知，瓶內液體的折射率n=

(結果保留3位有效數字)。

1.13

返回實驗：用雙縫干涉測量光的波長考點二原理及裝置圖

單色光通過單縫后，經雙縫產生穩定的干涉圖樣，圖樣中單色光波長λ與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、相鄰兩條亮(暗)條紋間距Δx之間滿足λ=______

實驗步驟(1)安裝儀器，觀察現象①將光源、遮光筒、毛玻璃依次安放在光具座上，如裝置圖所示②接好光源，打開開關，使燈絲正常發光③調節各器件的高度和角度，使光源燈絲發出的光能沿遮光筒軸線到達光屏④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫

，二者間距約為5~10cm⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋(2)記錄數據①安裝測量頭，調節至可清晰觀察到干涉條紋②使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數a1，將該條紋記為第1條亮條紋；轉動手輪，使分劃板中心刻線移動至第n條亮條紋的中心，記下此時手輪上的讀數an③用刻度尺測量雙縫與光屏間距離l(d是已知的)④改變雙縫間的距離d、雙縫到光屏的距離l，重復測量平行數據處理注意事項(1)安裝時，注意使光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近(3)調節的基本依據：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸；干涉條紋不清晰，一般原因是單縫與雙縫不平行

誤差分析

(2025·浙江湖州市檢測)利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發光；調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。

(1)實驗前打開光源，調節光源的高度和角度，使它發出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮；然后光具座上先放置b

和c

，再放置a

，就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣。(均選填“雙縫”“單縫”或“濾光片”)

單縫雙縫濾光片

觀察單色光的雙縫干涉圖樣實驗中，通過濾光片獲得單色光，通過單縫獲得線光源，通過雙縫獲得相干光，故光具座上先放置b單縫和c雙縫，再放置a濾光片，就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣。(2)實驗中已知雙縫間的距離d=0.3mm，雙縫到光屏的距離L=1.2m，某種單色光照射雙縫時，用測量頭測量條紋間的寬度：先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數如圖甲所示為

mm；然后同方向轉動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數如圖乙所示為

mm，則這種單色光的波長為

m(結果保留2位有效數字)。

2.333(2.332、2.334均可)15.325(15.324、15.326均可)6.5×10-7

(3)上述實驗中，若僅將紅色濾光片更換為藍色濾光片，則相鄰亮條紋中心間距

(選填“增大”“減小”或“不變”)。

減小

(4)如圖丙所示，實驗中發現目鏡中干涉條紋與分劃板中心刻線始終有一定的角度，下列哪個操作可以使得分劃板中心刻線與干涉條紋平行

。

A.僅撥動手輪B.僅旋轉單縫C.僅前后移動凸透鏡D.僅旋轉毛玻璃處的測量頭D

若要使得分劃板中心刻線與干涉條紋平行，則僅旋轉毛玻璃處的測量頭即可，故選D。

洛埃在1834年提出了一種更簡單的觀察干涉的裝置。如圖所示，單色光從單縫S射出，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區域里將出現干涉條紋。單縫S通過平面鏡成的像是S'。

(1)通過洛埃鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實驗得到的干涉條紋一致。如果S被視為其中的一個縫，

相當于另一個“縫”。

S'

如果S被視為其中的一個縫，S'相當于另一個“縫”。(2)實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h=0.15mm，單縫到光屏的距離D=1.2m，觀測到第3條亮條紋中心到第12條亮條紋中心的間距為22.78mm，則該單色光的波長λ=

m(結果保留1位有效數字)。

6×10-7

(3)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離

。

A.將平面鏡稍向上移動一些B.將平面鏡稍向右移動一些C.將光屏稍向右移動一些D.將光源由紅色光改為綠色光AC

返回課時精練精練高頻考點提升關鍵能力對一對題號123答案綠光(1)0.45

675

(2)C題號4答案答案123456對一對題號5答案題號6答案答案1234561.(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：123456答案單色光類別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”)。

綠光123456答案

2.(2025·湖南長沙市一模)小星學習了光的干涉后，用激光筆和雙縫組件(如圖甲所示)做雙縫干涉實驗，并測量激光的波長。他按如下步驟組裝好設備：先將激光筆打開，讓激光垂直照到墻壁上，在墻壁上形成一個小光斑。然后將雙縫組件固定在激光筆前方，讓激光垂直通過雙縫后在遠處墻壁上形成干涉圖樣，如圖乙所示。123456答案(1)小星做實驗時，雙縫組件到墻壁距離為2.4m，兩次所用雙縫間距分別為0.30mm和0.45mm，用刻度尺測量干涉圖樣的數據分別如圖丙和圖丁所示，則圖丙是采用間距為

mm的雙縫測得的結果。根據圖丁的測量結果，計算得出激光筆所發出的激光波長為

nm(結果保留三位有效數字)。

123456答案0.45675123456答案

(2)若實驗過程中保持激光筆與雙縫組件的位置不變，用光屏在離墻壁1.2m處承接干涉圖樣，光屏上的圖樣與原來的干涉圖樣相比，會出現的現象是

。

A.條紋間距變大 B.條紋間距不變C.條紋間距變小 D.條紋消失123456答案C123456答案

3.(2025·福建卷·12)某實驗小組探究糖水折射率n隨濃度η的變化規律。主要裝置包括激光器和長方體玻璃缸，玻璃缸正面內側刻有水平、豎直標尺，如圖(a)所示。實驗操作過程如下：123456答案(1)調配一定濃度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。(2)打開激光器，讓激光緊貼玻璃缸正面內側以一定入射角從空氣折射進入糖水。123456答案(3)調整激光器，使入射點O處于豎直刻度尺的正后方，光路如圖(b)所示，其中A點是入射光線與玻璃缸上邊沿所在平面的交點，B點是折射光線與玻璃缸底部的交點，A、B點到法線的距離分別為L1、L2，到液面的距離分別為h1、h2。測得L1、L2、h1、h2的值，并利用表達式n=____________

(用L1、L2、h1、h2表示)求出糖水折射率。

123456答案

123456答案(4)改變缸內糖水濃度，進行多次實驗，將實驗數據填入下表。濃度η/%11.821.132.039.151.1折射率n1.341.361.381.401.42123456答案(5)在圖(c)給出的坐標紙上補上濃度η=32.0%的數據點。分析圖中數據點，可知糖水折射率隨濃度近似線性變化，繪制出“n-η”圖線。答案見解析圖123456答案

在圖中標記出(32.0，1.38)的坐標點，并繪制擬合直線，如圖所示。123456答案(6)由所繪圖線可知，糖水濃度每增加10.0%，折射率增大

(結果保留2位有效數字)。

0.020

4.(2025·安徽蕪湖市二模)楊氏雙縫干涉實驗被譽為史上“最美”的十大物理實驗之一。在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，如圖甲所示。123456答案(1)下列說法正確的是

。

A.將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B.若僅增大單縫與雙縫的間距，干涉條紋間距變窄C.將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬D.去掉濾光片后，干涉現象消失AC123456答案

(2)雙縫間距為d，毛玻璃屏與雙縫間的距離為L。從目鏡中看到的干涉圖樣如圖乙所示。使分劃板的中心刻線對齊A亮條紋的中心，此時游標尺上的示數情況如圖丙所示，其讀數為

mm。若A、B兩條亮條紋中央間距為x，則所測光的波長為

(用所給物理量的字母表示)。

123456答案9.15

123456答案

(3)若測量頭中觀察到的圖樣如圖丁所示，波長的測量值

真實值(填“大于”“小于”或“等于”)。

123456答案大于

5.(2026·江蘇南京市檢測)某校開展研究性學習，某研究小組根據光學知識，設計了一個用刻度尺測橫截面為半圓形玻璃磚折射率的實驗，他們進行的主要步驟是：水平放置的光屏MN與玻璃磚直徑AB垂直并相切于A點，一束單色光S從空氣中射向半圓玻璃磚的圓心O，結果在光屏MN上出現兩個光斑C、D，如圖所示，測得OC和OD的長度分別為a、b。(1)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=

。

123456答案

123456答案

(2)為減小實驗測量誤差，實驗中應適當

單色光在O點的入射角(填“增大”或“減小”)。

123456答案減小

為減小實驗測量的誤差，OC、OD的距離應適當大些，所以實驗中應適當減小單色光在O點的入射角。(3)如圖所示，某同學用插針法測量半圓形玻璃磚的折射率。123456答案①在白紙上畫一條直線ab，并畫出其垂線cd，交于O點。②將玻璃磚直徑面沿ab放置，使其半徑O'b的中點位于O點，并確定圓弧側面的位置。③在cd上豎直插上大頭針P1和P2，從圓弧側面透過玻璃磚觀察P1和P2，插上大頭針P3，要求P3能擋住

(“選填“P1”“P2