高考物理一轮复习阶段测试 实验：测定玻璃的折射率 (含解析)

…………○…………外…………○…………装…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………备考2020年高考物理一轮复习测试实验：测定玻璃的折射率1.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2.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O′B，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θ1、θ2、θ3、θ4，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'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3.如图所示，是利用插针法测定玻璃砖折射率的实验，玻璃砖的入射面ab和出射面cd并不平行。某同学操作的主要步骤如下：a．画入射面ab，放置玻璃砖，使玻璃砖上界面对准ab；b．用针沿玻璃砖下界面确定出射面cd上的两点；c．在ab面一侧插针P1、P2；d．在cd面一侧插针P3，使之挡住P1和P2；e．插针P4，使之挡住P3和P1、P2；f．移去针和玻璃砖。（1）请写出上述步骤中有错误的步骤序号，并写出对应正确的操作。________（2）改正操作中的错误后，该同学正确完成实验，做好光路图，并测量相关物理量，计算出玻璃砖的折射率。他重新放上玻璃砖，发现玻璃砖的出射面实际应为c’d’，如图中虚线所示，c’d’∥cd．则他计算出的折射率比真实值________（填“偏大”、“偏小”或“不影响结果”）。4.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：（1）出射光线与入射光线________（填“平行”或“不平行”）；（2）以入射点O为圆心，以R=5cm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=1.68cm，FE=1.12cm，则该玻璃砖的折射率n=________。5.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.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和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图10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________、________，并在图上标出它们。（3）计算折射率的公式是n=________。7.如图甲所示，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B．插上大头针P3，使P3挡住的P1C．插上大头针P4，使P4仅挡住D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P

②某同学做“测定玻璃折射率”实验时，完成光路图后，由于没有量角器，借助圆规以O为圆心画圆，分别交入射光线于A点，交OO'连线延长线于C点．分别过A点、C点作法线NN'的垂线交NN'于B点、D点，则需要测量的物理量为________的长度8.在“测定玻璃的折射率”实验时，（1）下列做法正确的是________A.

入射角越大，误差越小

B.

在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面

C.

实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量

D.

判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部（2）小明同学在插针时玻璃砖的位置如图所示。根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。9.小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”（1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针P1、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“P3P4＂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P1、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＂P3P4＂、＂P3P6＂、＂P5P4＂、＂P5P6）10.如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P3、P4大头针.（1）其中他确定P3大头针位置的方法应当是：________.（2）若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示，该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)，请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．11.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c=3.0×1012.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′和bb′后，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了一些，如图甲所示.则他测出的折射率将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；（2）乙同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).参考答案1.B,E,F2.（1）sinθ3.（1）c．透过玻璃砖观察，在cd面一侧插针P3，使之挡住P1的像和P2的像d．插针P4，使之挡住P1的像、P2的像和P3（2）偏大4