《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题75 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 75 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长
导练目标 导练内容
目标 1测定玻璃的折射率
目标 2用双缝干涉测光的波长
【知识导学与典例导练】
一、 测定玻璃的折射率
实验
目的
测量玻璃的折射率，掌握光线发生
折射时入射角和折射角的确定方
法。
实验原理
如图所示，当光线 AO 以一定的入射角 θ1穿过两面平行的
玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 AO 对应的出射光
线O′B，从而得出折射光线 OO′和折射角 θ2，再根据 n＝
或n＝计算出玻璃的折射率。
实验
器材
白纸、图钉、大头针、直尺、铅
笔、量角器、平木板、长方形玻璃
砖。
【例 1】在“测量玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖 MNQP，画出玻璃砖与空气的
两个界面 和 （如图），在玻璃砖的一侧插上大头针 P1。
（1）接下来他们要完成的步骤可以是______。
A．在玻璃砖的另一侧插上大头针 P2，使 P2挡住 P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；
B．在玻璃砖的另一侧插上大头针 P2和P3，使 P2、P3均能挡住 P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出
光路图；
C．在 P1的同侧插上大头针 P2，在玻璃砖的另一侧插上大头针 P3，使 P3能同时挡住 P1和P2的像，撤去玻
璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；
D．在 P1的同侧插上大头针 P2，眼睛在另一侧看两个大头针，使 P2把P1挡住，在玻璃砖的另一侧插上大
头针 P3和P4，使 P3能同时挡住 P1和P2的像，使 P4能同时挡住 P3以及 P1和P2的像，撤去玻璃砖，拔出大
头针，描绘出光路图；
（2）某次实验中，实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为___
___。
A．沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖
B．沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从 MP 或NQ 侧面射出了
C．沿两枚大头针的光线在玻璃砖 或 界面发生了全反射
（3）实验小组内的三位学生在实验中
①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面 和 ，因不慎碰动了玻璃砖，使它向 方向平
移了一点（如图 1所示），以后的操作都正确无误，并仍以 和 为折射面画出了光路图，这样测出的
折射率 n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的 和 都比实际的折射面向外侧平移了一些
（如图 2所示）以后的操作都正确无误，并仍以 和 为折射面画出了光路图，这样测出的折射率 n的
值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
③第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图 3所
示），用这块玻璃砖测出的折射率 n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果，由图可知
①从图上看，肯定把针插错了的同学是______。
②从图上看，测量结果准确度最高的同学是______。
【答案】êêêê DAB不变êêêê 偏小êêêê 不变êêêê 甲、乙êêêê 丁
【详解】（1）[1]根据实验原理，连接 P1、P2表示入射光线，连接 P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻
璃砖的交点即为折射光线，实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1
和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使 P1的像被 P2的像挡住，接着在眼睛所在另一侧相继又插上
两枚大头针 P3、P4，使 P3挡住 P1、P2的像，使 P4挡住 P3和P1、P2的像，D项正确，ABC 错误。
故选D。
（2）[2]AB．无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，可能是沿两枚大头针的光线没能射入
玻璃砖，也可能是沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从 MP 或NQ 侧面射出了，AB 正确；
C．因为全反射需要光线从光密介质进入到光疏介质，所以光线不可能在玻璃砖 aa′界面发生了全反射，光
线进入玻璃后，根据光路可逆原理，亦不可能在玻璃砖 界面发生全反射，C错误。
故选AB。
（3）①[3]在图 1中，由于仅仅将玻璃砖向 方向平移了一点，以后的操作都正确无误，则第一位学生的
作画结果中，光线的入射角和折射角测量准确，所以折射率 n的值不变；
[4]②在图 2中，由于为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的 和 都比实际的折射面向外侧平移了
一些，即间接增大了玻璃砖的宽度，则第二位学生的作画结果中，光线的入射角测量准确，但折射角测量
偏大，所以折射率 n的值偏小；
[5]③在图 3中由于只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行，操作和所画的光路图都正确无误，则第三位学
生的作画结果中，光线的入射角和折射角测量仍然准确，所以折射率 n的值不变。
（4）①[6]甲同学的图中 P1、P2连线与玻璃砖的交点和 P3、P4连线与玻璃砖的交点的连线与玻璃面垂直，
所以肯定是把针插错了，乙同学的图中 P1、P2、P3、P4的连线在同一直线上，所以肯定是把针插错了。
[7]②丙同学 P1、P2之间的距离和P3、P4之间的距离过小，误差较大，丁同学 P1、P2之间的距离和P3、P4
之间的距离较大，误差较小，所以测量结果丁准确度最高。
二、用双缝干涉测光的波长
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