2020年高考回归复习：光学实验之测量玻璃的折射率含答案

1、高考回归复习一光学实验之测量玻璃的折射率1.如图a所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定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Pi和P2,再从棱镜的右侧观察 Pi和P2的像.叮甲乙(1)此后正确的操作步骤是 .(选填选项前的字母)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Pi、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Pi、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(图中已标出).为测量该种玻璃的折射率，两位同

2、学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示.在甲、乙图中能够仅通过 测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图(选填甲”或乞”)，所测玻璃折射率的表达式n=(用代表线段长度的字母 ED、FG表示).2 .用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针Pi、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使 Pi的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在 的一侧插两枚大头针 P3和P4,使P3挡住Pi和P2的像，P4挡住P3以及Pi和P2的像，在纸上标出大头针 位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中 。为两圆弧圆心，图中已画出经 P

3、i、P2点的入射光线。八二sin V图甲图乙(I)在图上补画出所需的光路 (2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角 (3)用所测物理量计算折射率的公式为n =.(4)为了保证在弧面 CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当 (填 小一些“无所谓"或大一些”)(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n=3 .在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图，（1）在实验中，如果用量角器分别量出入射角a和折射角 色，那么，该玻璃

4、砖的折射率的表达式为n=o（2）在实验数据的处理中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确甲同学设计的表格是：次数入射角1sin 01折射角和sin色n130°0.50020.9 °0.3571.401.40245°0.70730.5 °0.5081.39360°0.86638.0 °0.6161.41乙同学设计的表格是:次数123角平均值正弦值n入射角0130°45°60°45°0.7071.42折射角6220.9 

5、6;30.5 °38.0 °28.8 °0.497答：上述两位同学做得正确的是 .（填 甲”或 骡）（3）若甲在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直，出现如下图（a）所示的倾斜；若乙在放置玻壬砖时，玻璃砖的平面没有与 aa'重合，出现如下图（b）所示的偏差，则他们测得的折射率比真实值A.甲、乙均偏小B.甲、乙均偏大C.甲偏大、乙偏小D.甲偏小，乙偏大Pl、 P2、4 .如右图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验.在一半圆形玻璃砖外面插上P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住Pl、P2所成的像，关于该实验:*(1)以下说法正确的

6、是 A. Pl、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B. Pl、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C.入射角。适当大些，可以提高准确度D. Pl、P2的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关(2)该玻璃砖的折射率 n=.另一同学将大头针插在 P'和P2'位置时，沿着P3、P4的方向看不到 大头针的像，其原因可能是 .5 .某小组用 插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向AO与玻璃砖界面aa的夹角为插了两枚大头针 Pl和P2, 1、2、3、4分别是四条直线:“2、”“鼓(i)在bb侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在 线上(选填

7、aa的夹角为3,则玻璃的折射率(ii)实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面n=;(iii)若描出玻璃砖两边界线 aa'、bb'后，不小心将玻璃砖沿 OA方向平移了一些再进行实验，则折射率 的测量值将 (选填 偏大"、不变”或 偏小”)。6 . (1)测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖， aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个 界面，如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针，P1和P2,用“为表示大头灯的位置，然后在另一侧透过玻璃窗观察，并依次插入大头针 P3和P4。在插P3和P4时，应使 。图1图2（2）某同学实验中作

8、出光路图如图2所示，在入射光线上任取一点 A,过A点做法线的垂线，B点是垂线与法线白交点。点是入射光线与 aa'界面的交点，C点是出射光线与 bb'界面的交点，D点为法线与bb' 界面的交点。则实验所用玻璃的折射率n= （用图中线段表示）。7 .小显和小涛同学用插针法测玻璃棱镜的折射率图（1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针Pl、P2,然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外二枚大头针，如图（1）所示.则插针一定错误的是 （填“3P4"或"P5P6”）按实验要求完成光路图 并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n=.（2）小涛同学突发奇想，用两块

9、同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的 AC面是平行放置的，如图（2）所示.插针Pi、P2的连线垂直于 AB面，若操作正确的话，则在图（ 2）中右边的插针应该是 （选填 U P3P4"、U P3P6"、U P5P4"、U P5P6）8 .某同学在 测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定 ，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'.O为直线AO与aa'的交点.在直线OA上竖直地插上 Pi、P2两枚大头针.（1）该同学接下来要完成的必要步骤有A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像B.插上大头针P

10、3,使P3挡住P1的像和P2的像C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3的像D.插上大头针P4,使P4挡住P3和Pl、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb'于O',过。'作垂直于bb的直线NN',连接OO'.测量图1中角”和3的大小，则玻璃 醇的折射率 n=.(3)该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽.若其他操作正确，则折射率的测量值(填夭于"、小于"或 等于"准确值.9 .如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图，玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则：C(1)出射光线

11、与入射光线 (填 平行”或 不平行”)；(2)以入射点。为圆心，以R=5 cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线 OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得 MN=1.68 cm , FE=1.12 cm,则该玻璃砖的折射率 n=. 10.利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上做一直线MN,并做出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为。)放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线 AB上插两个大头针 Pi和P2,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的

12、器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针 外，还有量角器等。(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了 Pi、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到Pi、P2的像，原因是 措施是。.V.枚大头针。(2)为了确定光线 P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插11 .如图所示，某同学用插针法测量楔形玻璃砖的折射率。请完善该同学的实验步骤。A.用图钉把白纸固定在木板上；B.在白纸上画一条直线 aa',取aa上的点。作为入射点；C.画出线段 MO,在MO上插上Pi、P2两根大头针；D.把玻璃

13、砖放在白纸上，使玻璃砖的界面AB与直线aa对齐，画出玻璃砖另一界面 AC;E.在玻璃砖AC侧透过玻璃砖观察，调整视线方向，使P2的像挡住Pi的像。插上大头针 P3,使P3挡住的像，插上大头针 P4,使P4挡住P3和 的像；F.移去玻璃砖，拔掉大头针，作图找出以。点为入射点的一组入射角 i和折射角r；G.用 测量 的值，代入公式n=,求得玻璃砖的折射率。12 .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Pl、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Pi、P2的像，连接OP3。图中MN为分界面，虚

14、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a, AO的长度为b, CD的长度为m, DO的长度为n,为较方便地表示出玻璃砖的折 射率，需用刻度尺测量和，则玻璃砖的折射率可表示为 _o(2)该同学在插大头针 P3前不小心将玻璃砖以。为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率 将_ (填偏大”、褊小”或不变”)。13.做 测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察，同学接下来要完成的必要步骤，并在纸上标出的大头针位置和玻璃砖轮廓如图所 示。

15、P2. B即(1)该同学接下来要完成的必要步骤有一；A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像B.插上大头针 P3,使P3挡住P1的像和P2的像C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3的像D.插上大头针P4,使P4挡住P3和Pl、P2的像(2)在本题的图上画出所需的光路；(空气中角用i玻璃中用r表示入射或折射角) (3)计算折射率的公式是 n=;(4)该同学在实验中将玻璃砖界面AB、CD间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值 (填大于“、小于”或等于”)准确值。14.在 测玻璃的折射率”实验中：(1)为取得较好的实验效果，下列操作正确的是。A.必须选用上下表面平行的玻璃砖B.选择的入射角应尽

16、量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些(2)有甲、乙两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、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、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是_和_ (填偏大”、褊小”或不变”)。AO ,插了两枚大头针(3)小明同学在实验室里用插针法测平行玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向P1和P2,如图所示(是三条直线)。在以后的操作说法中你认为正确的一项是AP3和P4可能插在线上A.在bb侧调整观察视线，另两枚大头针B.在bb侧

17、调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在线上C.若保持。点不动，减少入射角，在 bb侧调整观察视线，另外两枚大头针P3和P4可能插在线上d若保持。点不动，增大入射角，在 bb侧调整观察视线，看不清 P1和P2的像，这可能是光在 bb界面发 生全反射15.如图所示，在 测量玻璃的折射率”的实验中，当光线 AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通 过插针法找到跟入射光线 AO对应的出射光线 OB,从而确定玻璃中的折射光线 OO'。(1)在图中标记了四个角，分别为 由、口 以 例，则玻璃的折射率 n =(2)下列措施中，不能 减小实验误差的是 。 A .玻璃砖界面aa'与bb&

18、#39;间的距离适当大些B.入射角要尽量小些C.大头针应竖直地插在纸面上D.针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些16.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，如图所示，他进行的主要步骤是:(1)用刻度尺测玻璃砖的直径 AB的大小d；(2)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。、直径AB、AB的法线OC；(3)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；(4)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的左右两侧均出现亮点，记下左侧亮点到 A点的距离xi,右侧亮

19、点到A点的距离X2。关于上述实验，以下说法不正确的是()A.在/ BOC的范围内，改变入射光线 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xi一定大于右侧亮点到 A点的距离X2C.左侧亮点到 A点的距离xi一定小于右侧亮点到 A点的距离X2D.要使左侧亮点到 A点的距离xi增大，应减小入射角17.在 插针法测定玻璃砖的折射率 ”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，。为圆心，如图所示，点 Pi、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、Pi、P2三点在同一直线上(1)下列实验操作不正确的是 A.大头针应竖直插在纸面上B.直线OP2与MN的夹角不宜过小C.在插大头针P4

20、时，只需让P4挡住P3D.大头针Pi、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 (2)在某次测量中，测得/ PiOF= 45 , / P4OE=60 ,则该玻璃砖的折射率为 (3)实验时，由于大头针 Pi、P2离界面MN较近，导致在 MN另一侧无论怎样移动视线都无法观察到大头针Pi、P2的像(其他操作均正确)，其原因是 .i8.实验小组要测定玻璃砖的折射率，实验室器材有：玻璃砖、大头针 4枚(B、P2、已、P4)、刻度尺、笔、白纸。(i)实验时，先将玻璃砖放到白纸上，画出玻璃砖的上、下两个表面aa',和bb',在白纸上竖直插上两枚大头针Pi、P2,如图所示，再插大头针E、P4时，要

21、使。a . E要插在Pi、P2的连线上B. P3要挡住透过玻璃砖观察到的Pi、P2c. P4要插在P2、E的连线上D.P4要挡住P3和透过玻璃砖观察到的P、P2(2)作出光路如图所示，过 C点作法线交玻璃砖于 A点和C点，过。点延长入射光线交 AC于B点。设OA的长度为li, OB的长度为12, OC的长度为13, AB的长度为14, AC的长度为15,为方便地测量出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的量至少有 (选填1八12、13、14、15),则计算玻璃砖折射 率的表达式为 n=。P、P2及P3、区之间的距离适当大些，可以提高准确度P、B及P3、区之间的距离取得小些，可以提高准确度入射角i尽量

22、大些，可以提高准确度入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行P、P2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关A.B. C. D.19.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸.下列哪些措施能够提高实验准确程度 .A .选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实 验操作正确的是.O为圆心作圆，与入射光线、璃的折射率n.（用图中线段的字母表示）该小组选取了操作

23、正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点 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，则玻OB.P1P2间距适当大些C.选用d稍微大点的玻璃砖D.OP2间距尽可能小些20.如图所示，在用 插针法”测定平行玻璃砖的折射率实验中: 测定平行玻璃砖的折射率实验中:卜列措施对提高实验精度没有作用的是入射角“不宜过小（2）下列因素对 应大小没有影响的是B.玻璃砖的折射率 nC. P1P2之间的距离D.玻璃砖的厚度dPl、P221 .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确定入射光线，并让入射光线过圆心O,

24、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Pi、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.*设AB的长度为li, AO的长度为12, CD的长度为13, DO的长度为14,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”、褊小"或 不变" .）22 .如图所示，画有直角坐标系 xOy的白纸位于水平桌面上. M是

25、放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与 x轴重合，OA是画在纸上的直线，Pi、P2为竖直地插在直线 OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，”是直线OA与y轴正方向的夹角，3是直线OP3与y轴负方向的夹“和3,便可求得玻璃的折射率.某学生在用角.只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了 Pi、P2两枚大头针，但在 yv 0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到Pi、P2的像，他应采取的措施是他已透过玻璃砖看到 Pi、P2的像，确定P3位置的方法是.若他已正确地测得了a、3的值,则玻璃的折射率n=23 .某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）验的主要过程如下:A .把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段 AO表示入射光线.B.把半圆形玻璃砖 M放在白纸上，使其底边 aa与Ox轴重合.C.用一束平行于纸面的激光从 y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿 x轴方向调整玻璃砖的位置，使 这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播.D.在AO线段上竖直地插上两枚大头针Pi、P2.E.在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看