教科版高中物理选修3-44.2测定玻璃的折射率练习题.docx

1、& 鑫达捷致力于精品文档精心制作仅供参考&鑫达捷高中物理学习材料§ 4.2 定玻璃的折射率命题人：胡文蓉审题人：胡文蓉知识点：1 .理解利用插针法确定光路的原理。2 . 了解实验步骤和实验操作中的注意事项。3 .会根据实验结果作出光路。求出对应的玻璃砖的折射率。练习：1 .测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是（）A.玻璃砖的宽度宜大些B .入射角应尽量小些C.大头针应垂直的插在纸面上D .大头针Pi、P2及P3、P4之间的距离适当大些2 .在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，学生的实验方法和步骤完全正确，但测后发现玻璃的两个光学面不平行，则（）A.入射光线

2、与出射光线一定不平行，测量值偏大B.入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小C.入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确D.入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确3 .某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角 与折射角8 2作出sin 81sin 8 2图象，如图14 1所示，下列判断中正确的是（）A.他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B.玻璃的折射率为0.67图 14 -2C .玻璃的折射率为1.5 D ,玻璃临界角的正弦 值为0.674 .某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时，他的方 法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻 璃砖的两个光学面a

3、a'和bb'不平行，如图14 2所示, 则（）A. P1P2与P3P4两条直线平行B. P1P2与P3P4两条直线不平行C.他测出的折射率偏大D.他测出的折射率不受影响题号1234答案5 .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 Pl和P2,然后在棱镜的另一侧观察，调 整视线使Pl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Pl、P2的像，P4挡住P3和Pl、P2的像，在纸上标出的大 头针位置和三棱镜轮廓如图14-5所示。(1)在本题的图上画出所需的光路。(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 ?

4、,在图上(3)计算折射率的公式是n =则:6 .某研究性学习小组的同学设计了一个测量液体折射率的 仪器，如图14 6所示，在一个圆盘上，过其圆心 。作两 条相互垂直的直线BC EF,在半径OA上，垂直盘面插上两 枚大头针Pi、P2并保持Pi、R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 Pi、 P2的像，并在圆周上插上大头针 P3,使P3正好挡住Pi、P20 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。若/AOF 30° ,OP与O

5、C勺夹角为30° ,则R处所刻折射率的值为 (2)图中P3、P4两位置哪一处对应的折射率值较大？答： 。(3)作AO的延长线交圆周于K, K处对应的折射率值应为。7 .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aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图147、和所示，其中 甲、内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。则：图 14 一 7(1)甲同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)(2)乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”

6、“偏小”或“不变”)(3)内同学测得的折射率与真实值相比 。10.两个同学各设计一个数据记录表格，而且都已完成了计算，你认为谁是对的？为什么？甲设计的表格是：次数9 1sin 010 2sin 02nn13000.50020.900.3571.4024500.70730.500.5081.391.4036000.86638.000.6161.41乙设计的表格是:次数123角平均值正弦值n9 130045060°4500.7079 220.9030.5038.0028.8 00.4971.428.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 aa&#

7、39;和bb'后，不小心碰了玻璃 砖使它向aa'方向平移了少许，如图148甲所示。则他测出的折射率将如何 变化？甲图 14- 8（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些, 如图14 8乙所示，则他测得的折射率将如何变化？甲乙（2）如图乙所示，乙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。9（2013海南卷）.（2） （8分）如图，三棱镜的横截面为直角三角形 AC平行于光屏MN与光屏白距离为L,棱镜对红光的折射率为 ni,对紫光的折射率为n20 一束很细

8、的白光由棱镜的侧面 AB垂 直射入，直接到达 AC面并射出。画出光路示意图，并标出红光 和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的 距离。ABC ZA=30°,CN NA10. （2010 湖北黄冈中学高二检测）如图所示画有直角坐标系 Oxy的白纸位于 水平桌面上，M是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，a是直线OA与y轴正方向的夹角,B是直线OP与y轴负方向的夹角.只要直线 OA®得合适，且P3的位置取得正 确，测出角a

9、和B ,便可求得玻璃的折射率.'片某学生在用上述方向测得玻璃的折射率时，在他画出的直线OA±竖直地插上了R, R两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在任何处，都无法透过玻璃 砖看到R, P2的像，他应采取的措施是： ,若他已透过玻璃砖看到 R, P2的像，确定P3位置的方法是： .若他已正确地测得了 a, B的值，则 玻璃的折射线n=.11.某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形 玻璃同半径的圆，圆心为O,将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重 合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针 Pi和P2,在另一侧再先后插两枚大头针 P3和 P4,使

10、从另一侧隔着玻璃观察时，大头针 P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上，移 去圆形玻璃和大头针后，在图中画出：(1)沿Pl、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向；(2)光线在玻璃内的传播方向；过光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r；(4)写出计算玻璃折射率的公式.12(2013重庆卷)(2) (6分)利用半圆柱形玻璃，可减小激光束的发散程度。在题 11 (2) 图所示的光路中，A为激光的出射点，。为半圆柱形玻璃横截面的圆心， AO过半圆顶点。若 某条从A点发出的与AO成口角的光线，以入射角 i入射到半圆弧上，出射光线平行于 AQ 求此玻璃的折射率。§ 4.2测定玻璃的

11、折射率参考答案1.A、G D解析：只要实验方法和步骤完全正确，与玻璃砖的两个光学面是否平行没有关 系。2答案：解析：图象的斜率k即是玻璃折射率，由图易得：卜=口 = 4=1.5,故C选项 0.67正确；由于n=1.5>1,所以研究的是光从空气射入玻璃的情况，A选项正确；sin C= ：= 0.67, D选项正确。3答案：A C、D sin 0 i4解析：光线由aa进入玻璃砖时，由折射止律得n=-,光线由bb射出 sin 0 2 sin0 3. .玻璃砖时，由折射定律得n =一丁。若aa' / bb',则有8 3= %,进而有9 i sin v 4=9 4,出射光线O

12、9; B与入射光线OA平行。若aa'和bb'不平行，则有8 3手 0 2,进而有8 1* 8 4,出射光线O B与入射光线AO平行，故选项B正确，A 错误；在用插针法测玻璃的折射率时，只要实验方法正确，光路准确无误，结 论必定是正确的，它不会受玻璃砖的形状的影响，选项 D正确，C错误。答案：B、D5解析：分别连接和P3R确定出入射光线和出射光线，然后确定在玻璃中的 sin0 1光路图，由折射率公式n=,求解得n的大小。 sin 0 2如图所示，连接Pi、P2交AC于。点，连接P3、P4交AB于O '点，连接Q。点，过。点作AB面的法线MN延长OO到G 点，使O由OE过E

13、点作法线MN勺垂线交MNJT F点，过G点 作法线MN勺垂线，交MNT H点。量出线段EF和GH的长(3)由折射定律n =sin 9 1EF7OE=sin 0 2 GH OG 因为作图时量得OE= OG所以玻璃白折射率为n=GH 答案：(1)光路如图解析中图所示。线段EF的长线段GH的长EF GH,：3。八在刀1匚 小 sin /P3OE sin60 06解析： n=sin / AO广sin30 ° ;（2）由于/ P3OE< / P4OE而入射角/ AOFP变，故P4对应折射率较大。（3）入射 角等于折射角，则折射率为1。答案：（1） .1'3 （2） P4 （3）1

14、7解析：甲同学测量的光路图如图甲所示，真实值n=sinv，sin r测量值n'=包二,因r' >r,故n>n',所以甲同学测得的 sin r折射率与真实值相比偏小；乙同学测量的光路图如图乙所示，测量值n=叫，与真实值相等；sin r内同学的测量可能出现三种可能，光路图如图内所示，当出射点为c时，测量值与真实值相同，当出射点在c左侧时，测量值小于真实值，当出射点在 c点 右侧时，测量值大于真实值，故内同学测得的折射率与真实值相比可能偏大， 可能偏小，可能不变。答案：（1）偏小（2）不变（3）可能偏大，可能偏小，可能不变 A8解析：折射率n=snj,是与入射角和折射角正弦有关的量，应该求出多个 sin 6 2n,再求平均值，而不是测量多个EH、8 2后取平均值。答案：甲设计正确11解析：（1）如图甲所示，甲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，因此测得的折射率将不变。：（1）不变 偏小M乌紫红9 答案：(2)n2 n1 、d2- d1 = L( , 2-)2 1 4-n2 4-n210答案：再另画一条更接近y轴正方14n2；4 n1B；OA把