高考物理一轮复习54 实验测定玻璃的折射率.docx

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高考物理一轮复习54实验测定玻璃的折射率

2020年高考物理一轮复习：

54实验：

测定玻璃的折射率

姓名:

________班级:

________成绩:

________

一、多选题（共1题；共3分）

1.（3分）（2019高二下·厦门期中）在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。

他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。

以下说法正确的是：

____________（本题为多选题，漏选、错选均不得分）

A.甲同学测得的折射率与真实值相比一定偏大    

B.甲同学测得的折射率与真实值相比一定偏小    

C.乙同学测得的折射率与真实值相比一定偏大    

D.乙同学测得的折射率与真实值相比一定偏小    

E.丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大    

F.丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏小    

二、实验探究题（共11题；共39分）

2.（3分）某同学用插针法测量半圆形的玻璃砖的折射率，实验步骤如下：

①首先在白纸上画一条直线aa′，再画一条入射光线AO．

②然后把半圆形的玻璃砖放在白纸上，使平界面与直线aa′对齐，且使其圆心与O点对齐．

③在AO上间隔一定距离竖直地插上2枚大头针P1、P2．

（1）在半圆形的玻璃砖的圆形侧插上第三枚大头针P3，使其同时挡住________．

（2）画出完整的光路图．

（3）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=________（保留3位有效数）

3.（2分）如图所示，在做《测定玻璃砖的折射率》的实验时，提供的实验器材是：

两对面平行的玻璃砖一块，大头针四枚，白纸一张，直尺一把．

部分实验操作步骤如下：

①先在白纸上画出一条直线EE′，代表两种介质的分界面；再画出一直线段AB代表入射光线；然后画出分界面上B点处的法线．

②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与EE’对齐，然后用笔沿着玻璃砖的面画出直线FF’．

③在直线AB上竖直地插上两枚大头针G1、G2，然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像，调整视线方向，直到G1的像被G2挡住．

④再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G3、G4，用G3挡住G1和G2的像，用G4挡住G3以及G1、G2的像．

⑤移去大头针和玻璃砖，过G3、G4的插点画直线CD，与FF’相交于C点，画出直线BC．

（1）还缺少的器材是________．

（2）上述操作中有一处错误，这个错误出现在步骤________中．（填写步骤序号）

（3）某同学在用“插针法”测定一块矩形玻璃砖的折射率时，在纸上画出的界面aa'和bb'与玻璃砖的位置关系如图所示，他的其他操作均正确，则他测得的折射率与真实值相比________．（填“偏大”或“偏小”）

4.（2分）（2017高二下·邯郸期末）如图甲，长方形玻璃砖的上下表面是磨砂面，前侧面是光学面，后侧面是镀银面，前后面间的距离为d，现用圆规和直尺测定其折射率，主要操作如下（俯视图如图乙）

A．在木板上固定一张白纸，在白纸上画一条直线ab，并在适当位置作ab的垂线ON

B．利用圆规和直尺作∠aON角平分线AO

C．在AO上的适当位置竖直固定两枚大头针P1、P2

D．放上玻璃砖，使光学面的底线与ab重合

E．通过光学面观察P1、P2经镀银面成的像，并在视线上插一枚大头针P3，使P3挡在P1、P2的像；再插一枚大头针P4，使P4挡住P3及P1、P2的像

F．连接P4P3并延长与ab相交于O1．

（1）

P4、P3连线与直线ab的夹角为θ=________．

（2）

若测得O、O1间的距离为l，则该玻璃砖的折射率可表示为n=________．

（3）

若操作中玻璃砖的实际位置没有与ab重合，而位于ab的后方（图中的虚线处），则测得的折射率比真实值________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

5.（2分）（2019高二下·元坝期中）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．

（1）设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．

（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．

6.（7分）用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率．

（1）下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有     ．

A.在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面    

B.在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面    

C.画一条线段代表入射光线    

D.画一条线段代表折射光线    

E.画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径    

（2）放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P2挡住P1的像；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P3，P4，使________挡住________的像，________挡住________的像．P1、P2、P3、P4在纸上的位置如图所示，虚线代表玻璃砖的四个面．

①在图上将实验所需的图补充完整________；

②测量工具是量角器，为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量是________，

③计算折射率的公式n=________．（要求用②中测得的物理量表示）

7.（4分）（2020·莆田模拟）某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。

①在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。

然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3________，用同样的方法插上大头针P4。

②在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5.00cm的圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示。

测得AC=4.00cm，BD=2.80cm，则玻璃的折射率n=________。

8.（3分）根据所学知识完成填空：

（1）用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，把P1、P2连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为________角，这个角过小会________，过大会使从bb′面看不到P1、P2的________；若已确定了P1、P2的位置，欲确定P3的位置，应在观察时使P3________，

（2）在图中作出光路图，并标出入射角、折射角．

（3）该玻璃折射率的表达式为________（用图中夹角表示）

9.（2分）（2018·浙江模拟）小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率．

（1）小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是________．

（2）小张发现玻璃砖上下表面不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃砖选择________;

填“磨砂的面”或“光滑的面”

与白纸接触的放置方法进行实验较为合理．

（3）小张正确操作插好了4枚大头针，如图所示，请帮助小张画出正确的光路图

然后进行测量和计算________，得出该玻璃砖的折射率

________;

保留3位有效数字

10.（6分）一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能穿过此表面）．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器材还有：

白纸、铅笔、大头针4枚（P1、P2、P3、P4）、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到水平白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2．用P1、P2的连线表示入射光线．

（1）为了测量该玻璃砖的折射率，请在图中作出P3、P4的大致位置．

（2）移去玻璃砖与大头针，在白纸上通过作图的方法得到光线从空气射入玻璃砖中的入射角θ1与折射角θ2．则该玻璃砖的折射率n=________．

11.（6分）（2019高二下·厦门期中）某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：

激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。

如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00cm，AB间的距离为6.00cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离为d1=10.00crn，玻璃砖厚度d2=4.00cm.

（1）请作出到达B点光线的光路图；

（2）玻璃的折射率n=________，光在玻璃中传播速度v=________m/s（光在真空中传播速度

，结果均保留两位有效数字）。

12.（2分）用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P1和P2的像，在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示．

（1）①在图中画出所需的光路；

②为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量哪些物理量？

在图中标出它们；

（2）计算折射率的公式是n=________．

参考答案

一、多选题（共1题；共3分）

1-1、

二、实验探究题（共11题；共39分）

2-1、

2-2、

2-3、

3-1、

3-2、

3-3、

4-1、

4-2、

4-3、

5-1、

5-2、

6-1、

6-2、

7-1、

8-1、

8-2、

8-3、

9-1、

9-2、

9-3、

10-1、

10-2、

11-1、

11-2、

12-1、

12-2、