光学实验 一、单选题 1．做“用插针法测定玻璃折射率” 实验时，图示直线 aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃 砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：说法正确的是______． A．选定的玻璃砖两个光学面 aa′与 bb′不平行，其它操作正确，会使测得的折射率偏小． B．为了减小误差，应适当使入射角适当大一些． C．一同学在白纸上画 aa′、bb′两界面时，不小心下边界画得上去一些，使其间距比平 行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确，会使测得的折射率偏小． D．保持 O 点不动，增大入射角，在 bb′ 侧调整观察视线，将看不清 P1 和 P2 的像，这 可能是光在 bb′ 侧面发生了全反射 2．某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线 aa′、bb′画好后误用了 另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除仍用原界线外，其余操作都正确，则 测得的玻璃砖的折射率将（　　） A．偏大 B．偏小 C．不影响结果 D．不能确定 3．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和 bb′分别是玻璃砖与空 气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1 和 P2 ， 用“+”表示大 头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 P3 和 P4 ． 在插 P3 和 P4 时，应使（ ） A．P3 只挡住 P1 的像 B．P4 只挡住 P2 的像 C．P3 同时挡住 P1、P2 的像 D．以上做法均不完备 4．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座 上，然后接通电源使光源正常工作．像屏上出现的干涉条纹如图乙所示，下列操作中， 一定可以使条纹间距变大的是（　　） A．换一个紫色滤光片 B．换一个高聚焦凸透镜 C．增大单缝与双缝间的距离 D．增大双缝到像屏的距离 5．小柯同学在学校里做了“测定玻璃的折射率的实验”，到家里他发现就有一块呈长方 体的透明厚玻璃砖，他还找来了一支激光笔、一块泡沫板、一张白纸、几根牙签，就 开始做上了。他操作时发现当牙签遮挡住细激光束时，牙签上会有耀眼光斑(如图戊所 示)，此时按下牙签，就可在白纸上记下激光束经过的一个位置。请问小柯同学要完成 图已光路至少需要几根牙签_______？ A．1 根 B．2 根 C．3 根 6．在“测定玻璃的折射率”实验中，下列做法正确的是（　　） A．入射角应适当小些 B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量 C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面 D．应选用细的大头针完成实验 二、多选题 D．4 根 7．利用下图装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法其中正确的是 （　　） A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中，把 5 个条纹间距数成 6 个，导致波长测量值偏小 E．去掉滤光片后，干涉现象消失 8．某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚 度为 L，如图示入射光线与折射光线（CD 边出射光线未画出），若入射角 i＝60°，测 出折射角 r＝30°，光在真空中的光速为 c，则（　　） A．玻璃砖的折射率 n＝ 3 2 3 B．光在玻璃中传播的时间为 3c L C．光在玻璃中传播的时间为 2L c D．操作时误将玻璃砖向上平移一小段，则测得的折射率将偏小 9．用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，调整实验装置使屏上可以接收到清晰 的干涉条纹．关于该实验，下列说法正确的是________． A．若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条明纹中心的距离增大 B．若将光屏向右平移一小段距离，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 C．若将双缝间的距离 d 减小，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 D．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 E．为了减少测量误差，可用测微目镜测出 n 条明条纹间的距离 a，则相邻两条明条纹 间距为 x  a n 10．利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中正确的是 （　　） A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由绿色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加 11．下列说法正确的是__________． A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹 的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 12．在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样. 若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距 ） D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E．将光源向远离双缝的位置移动 三、非选择题 13．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作 出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。 （1）下列说法正确的是________。 A．入射角适当大些，可以提高精确度 B．P1、P2 及 P3、P4 之间的距离取得小些，可以提高精确度 C．P1、P2 的间距，入射角的大小均与实验的精确度无关 （2）此玻璃的折射率计算式为 n＝________（用图中的 θ1、θ2 表示）。 （3）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度__ ______（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 （4）若该同学用他测得的多组入射角 i 与折射角 r，作出 sin i－sin r 的图像如图乙所示， 下列判断不正确的是________。 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 1.49 14．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，光具座上放置的光学元件依次 为：①光源、②滤光片、③单缝、④双缝、⑤遮光筒、⑥光屏。 （1）对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取___________双缝 ④到光屏⑥的距离 L 或___________双缝间距 d 的方法。（填“增大”或“减小”） （2）转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对准第 1 条亮纹中心，对应的示数如图 乙所示，则 x1=___________mm；继续转动手轮，使分划板的中心刻线对准第 5 条亮纹 中心，对应的示数 x2=7.872mm；所以本次测量的条纹间距△x=___________mm（取四 位有效数字）。 （3）如果已经测得双缝的间距 d=0.30m、双缝和光屏之间的距离 L=900mm，则待测光 的波长 λ=___________m。（取三位有效数字） 15．如图甲所示，为测定一块三棱镜的折射率， 将三棱镜固定在一张白纸上，并确定 好 AB 和 AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大 头针 P1 和 P2，再从棱镜的右侧观察 P1 和 P2 的像。 ① 此后正确的操作步骤是___________ A．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P2 的像 B．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像 C．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 的像 D．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像 ② 正确完成上述操作后，在纸上标出大头针 P3、P4 的位置，如图乙所示，过 P1、P2 做 一条直线与 AB 边相交于 O 点，过 P3、P4 做一条直线与 AC 变相交于 H，并以入射点 O 为圆心做一个圆，与入射光线相交 D，与 OH 连线的延长线相交于 G，过 O 点做法线， 过 D 点做法线的垂线交于 E，过 G 点做法线的垂线交于 F，则所测玻璃折射率的表达 式 n=___________。（用代表线段长度的字母表示）。 16．（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是( ) A．若 P1 、 P2 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 B．为减少测量误差， P1 、 C．为了减小作图误差， D．若 P1 、 P2 P3 P2 和 P1 、 P2 的像 的连线与法线 NN'的夹角应尽量小些 P4 的距离应适当取大些 的连线与法线 NN'夹角较大时，有可能在 bb'面发生全反射，所以在 bb'一侧就看不到 P1 、 P2 的像 （2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画 出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。 （3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点 O 为圆心作圆，与入射光线 P1O、折射光线 OO'的延长线分别交于 A、B 点，再过 A、B 点作法线 NN'的垂线，垂足分别为 C、D 点，如图甲所示，则玻璃的折射率 n = ______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为 1.68cm 和 1.12cm，则 该玻璃砖的折射率数值为_____。 （4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面 aa�、 bb� 与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙 同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以 aa�、 bb�为界面画光路图。 则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得 的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 17．利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 d  0.4mm ，双缝到光屏间的距 离 l  0.5m ，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察 到干涉条纹。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_______。 A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 （2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图 2 所示，则①分划板在图中 A 位置时游标 卡尺的读数为 xA  11.1mm ，在 B 位置时游标卡尺读数为 距 x  ______ mm ； ② 该单色光的波长  =