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2025年人教版高中物理光学实验操作试卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、

简要说明在“测定玻璃砖的折射率”实验中，以下操作的目的：

（1）每次测量入射角和折射角时，为什么要测量多次并取平均值？

（2）在白纸上作图时，为什么要用直尺画出法线？

（3）实验中选择的入射角范围最好是多大？为什么？

二、

在“用双缝干涉测光的波长”实验中，若已知双缝到屏的距离L约为0.5米，双缝间距d约为0.5毫米，测量得到屏上某处到两条缝的距离差为1.0毫米，且该处是亮条纹。请回答：

（1）该亮条纹是第几级亮条纹？

（2）入射光在空气中的波长是多少？

（3）若要使屏上相邻亮条纹之间的距离变大，可以采取哪些措施？请至少写出两种。

三、

在进行“观察光的衍射现象”实验时：

（1）实验中需要用到哪些主要器材？（请列举两种）

（2）如何调节这些器材以观察到明显的衍射现象？

（3）为什么观察衍射现象时，通常选用较窄的光缝或障碍物？

四、

关于光的偏振现象，请回答：

（1）自然光通过偏振片后变成什么光？为什么？

（2）如何判断偏振片的透振方向？

（3）请举一个日常生活中利用光的偏振现象的实例。

五、

某同学设计了一个测量玻璃砖折射率的实验方案，步骤如下：

①在白纸上画一条直线aa作为界面，竖直插上两枚大头针P1和P2，作为入射光线上的两点。

②在直线aa的一侧竖直插上第三枚大头针P3，要求P3能挡住P1和P2的像。

③插上第四枚大头针P4，要求P4能同时挡住P3和P1、P2的像。

④移去大头针，过P1、P2作直线与aa交于O点，过P3、P4作直线与aa交于C点，连接OC，即为折射光线。

⑤用刻度尺测量入射角θ1和折射角θ2的度数，记录数据。

⑥改变入射角，重复步骤③和⑤，测量多组数据。

请指出该方案中存在哪些主要错误或不当之处，并简要说明理由。

六、

在“测定玻璃砖的折射率”实验中，某同学用激光笔照射玻璃砖，测得入射角θ1和折射角θ2如下表所示（单位：°）：

|实验次数|入射角θ1|折射角θ2|

|---|---|---|

|1|30|20|

|2|45|30|

|3|60|37|

（1）请根据表中数据，在下方空白处列出计算玻璃砖折射率n的公式（用θ1和θ2表示）。

（2）简述该同学应如何处理测量数据才能得到更准确的折射率值。

七、

在“用双缝干涉测光的波长”实验中，调节好实验装置后，在屏上观察到清晰的干涉条纹。若突然将其中一个缝宽度略微变宽，其他条件不变，请描述屏上干涉条纹的变化情况。

八、

简要说明在“观察光的衍射现象”实验中，当单缝（或小圆孔）的宽度由较大逐渐变小时，屏上衍射图样的变化规律。

试卷答案

一、

（1）消除偶然误差，使测量结果更准确。

（2）确定入射光线和折射光线，以便准确测量入射角和折射角。

（3）约30°～60°。此时折射角也在合理范围，且正弦值变化较明显，测量误差相对较小。

二、

（1）根据公式Δx=(λL/d)*k，距离差为1.0毫米（即1.0×10?3m）对应的是第k级亮条纹。将距离差代入公式，1.0×10?3m=(λ×0.5m/0.5×10?3m)*k，解得k=1。所以是第1级亮条纹。

（2）由公式λ=Δx*d/L，代入数值λ=1.0×10?3m*0.5×10?3m/0.5m=5.0×10??m=500nm。

（3）可以增大双缝到屏的距离L；减小双缝间距d；或使用波长更长的光。

三、

（1）主要器材：激光笔、单缝（或狭缝卡、小圆孔板）、光屏。

（2）调节方法：使激光笔发出的光照射到单缝（或小圆孔）上；调节单缝（或小圆孔）的宽度，直到光屏上出现清晰的衍射图样（如单缝衍射的明暗相间条纹，或圆孔衍射的光斑）；调节光屏位置，使衍射图样清晰可见。

（3）衍射现象的显著程度与障碍物（或孔）的尺寸有关。当障碍物尺寸与波长相近或比波长小的时候，才能观察到明显的衍射现象。

四、

（1）垂直于偏振片的透振方向振动的光。因为自然光在垂直于传播方向的平面上沿各个方向振动的光波强度都相同，通过偏振片后，只有垂直于透振方向振动的光波能通过，变成只有一种方向振动的光。

（2）将偏振片旋转，观察透射光强度变化。当透射光强度最大时，偏振片的透振方向就与此时入射光的方向（或偏振片的表面）一致。

（3）例如，汽车车窗玻璃、太阳镜、偏振滤光片等。

五、

主要错误或不当之处及理由：

①错误一：步骤③中，应插上P4使得P4能同时挡住P3和P1、P2的像。理由：P3是入射光线上的点，P1、P2的像是通过玻璃砖折射后形成的，要找