高考物理总复习 第13章实验十四知能优化演练 沪科版

用心 爱心 专心 1 1 如图 13 3 8 所示 图 13 3 8 某同学做测定玻璃折射率实验时 用他测得的多组入射角 1和折射角 2作出 sin 1 sin 2图线如图所示 下列判断中正确的是 A 他做实验时 光线是由空气射入玻璃的 B 他做实验时 光线是由玻璃射入空气的 C 玻璃的折射率为 0 67 D 玻璃的折射率为 1 5 解析 选 AD 由图像可知入射角 1大于折射角 2 说明光线是由空气射入玻璃 A 正确 B 错误 玻璃的折射率n sin 1 sin 2 1 0 67 1 5 C 错 D 正确 2 如图 13 3 9 所示 在实验中 图 13 3 9 需要插四枚大头针P1 P2 P3和P4 为了提高实验的精确程度 减小实验误差 可以采用的 做法是 A 大头针P1与P2 P3与P4之间的距离适当大一些 B 大头针P1与P2 P3与P4之间的距离适当小一些 C 入射角 1适当选大一些 D 入射角 1越小越好 解析 选 AC 为了提高实验的精确程度 大头针P1与P2 P3与P4之间的距离适当大一些可以 减小测量误差 入射角 1适当选大一些 但不能太大 也不能太小 AC 正确 3 用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验 先在白纸上放好三棱镜 在三棱镜的一侧插上两 枚大头针P1和P2 然后在三棱镜的另一侧观察 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和P1 P2的像 在纸上 标出大头针的位置和三棱镜轮廓如图 13 3 10 所示 图 13 3 10 1 在本题的图上画出所需要的光路图 2 为了测出三棱镜玻璃的折射率 需要测量的量是 在图上标出它 们 用心 爱心 专心 2 3 计算折射率的公式是n 解析 1 如图所示 画出通过P1 P2 P3 P4的光线 包括在棱镜 内的那部分路径 2 在所画的图上 标明入射角i和折射角r 并画出虚线部分 测 量出线段EF OE GH OG的长度 得出 sin i sin r EF OE GH OG 3 n n sin i sin r EF OE GH OG EF GH OG OE 答案 1 见解析图 2 入射角i 折射角r 3 或 Sini Sinr EF GH OG OE 4 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 如图 13 3 11 所示 图 13 3 11 1 张明同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa 和bb 后 不自觉地碰了玻璃砖使它向 aa 方向平移了少许 如图 13 3 11 所示 则他测出的折射率值将 选填 偏大 偏小 或 不变 2 李杨同学在画界面时 不自觉地将两界面aa bb 间距画得比玻璃砖宽度大些 如图 13 3 12 所示 则他测得的折射率将 选填 偏大 偏小 或 不变 图 13 3 12 解析 1 如图甲所示 张明同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射角 折射角没有受到影响 因此折射率不变 甲 乙 2 如图乙所示 李扬同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射角不受影响 但测得的折射角比真实的折射角偏大 因此测得的折射率偏小 答案 不变 偏小 5 学校开展研究性学习 某研究小组的同学根据所学的光学知识 设计了一个测量液体折射 率的仪器 如图 13 3 13 所示 在一圆盘上 过其圆心O作两条互相垂直的直径BC EF 在半径OA上 垂直盘面插下两枚大头针P1 P2并保持P1 P2位置不变 每次测量时让圆盘 的下半部分竖直进入液体中 而且总使得液面与直径BC相平 EF作为界面的法线 而后在 图中右上方区域观察P1 P2的像 并在圆周上插上大头针P3 使P3正好挡住P1 P2 同学们 通过计算 预先在圆周EC部分刻好了折射率的值 这样只要根据P3所插的位置 就可直接 读出液体折射率的值 则 用心 爱心 专心 3 图 13 3 13 1 若 AOF 30 OP3与OC的夹角为 30 则P3处所对应的折射率的值为 2 图中P3 P4两位置哪一处所对应的折射率值大 答 3 作AO的延长线交圆周于K 求K处所对应的折射率值 解析 1 根据折射定律n sin 1 sin 2 题中 1 60 2 AOF 30 所以n 1 73 sin60 sin30 2 图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角 所以P4处对应的折射率大 3 因A O K在一条直线上 入射角等于折射角 所以K处对应的折射率为 1 答案 1 1 73 2 P4 3 1 6 实验创新 小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验 如图 13 3 14 所示 他进行的主要步骤是 图 13 3 14 A 用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d B 先把白纸固定在木板上 将玻璃砖水平放置在白纸上 用笔描出玻璃砖的边界 将玻璃 砖移走 标出玻璃砖的圆心O 直径AB AB的法线OC C 将玻璃砖放回白纸的原处 长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置 D 调节激光器 使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O 并使长直尺MN的左右两 端均出现亮点 记下左侧亮点到A点距离x1 右侧亮点到A点的距离x2 则 1 小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n 2 关于上述实验以下说法正确的是 A 在 BOC的范围内 改变入射光PO的入射角 直尺MN上可能只出现一个亮点 B 左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2 C 左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2 D 要使左侧亮点到A点的距离x1增大 应减小入射角 解析 1 作出光路图如图所示 折射光线交于MN上的E点 反射光 线交于MN上的F点 折射率等于折射角的正弦与入 反 射角的正弦的 比 即 n sin sin d 2 x2 1 d 2 2 d 2 x2 2 d 2 2 4x2 2 d2 4x2 1 d2 2 当入射角大于等于临界角时 发生全反射 则只有反射光线照射到MN上 所以MN上可 用心 爱心 专心 4 能只出现一个亮点 故 A 项正确 由图知