高考物理一轮复习 实验20 测定玻璃的折射率高效演练（含解析）-人教版高三物理试题

测定玻璃的折射率1．(多选)某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器．如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF.在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针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，而且总使水平液面与直径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的像．下列说法正确的是()A．液体的折射率等于P3到EF的距离与A到EF的距离的比值B．液体的折射率等于A到EF的距离与P3与EF的距离的比值C．大头针P3插在M位置时液体的折射率值大于插在N位置时液体的折射率值D．大头针P3插在M位置时液体的折射率值小于插在N位置时液体的折射率值AD[当光由空气斜射入液体时，折射率等于入射角正弦与折射角正弦之比，故液体的折射率等于P3到EF的距离与A到EF的距离的比值，故A正确，B错误；由图可知，P1、P2作为入射光线方向，入射角一定，大头针P3插在M位置时折射角小于大头针P3插在N位置时折射角，根据折射定律n＝eq\f(sini,sinr)，大头针P3插在M位置时液体的折射率值小于插在N位置时液体的折射率值，故C错误，D正确．]2．(2019·河南郑州模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻璃折射率”实验，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：A．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行，其他操作正确B．乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其他操作正确C．丙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，其他操作正确上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)．(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直线)．在以后的操作说法中你认为正确的是________.A．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在③线上B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在①线上C．保持O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′侧面发生全反射解析(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变；丙同学在白纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角比实际值大，算得的折射率将偏小．(2)由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故A错误．若保持O点不动，减小入射角，折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故B正确．若保持O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，反射光增强，折射光线减弱，根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射，故C错误．答案(1)A、B(2)B3．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P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，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和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1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O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．(1)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eq\o(CD,\s\up6(⌒))得到出射光线，实验过程中，光线在eq\o(AB,\s\up6(⌒))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＝________.解析(1)连接P3、P4与eq\o(CD,\s\up6(⌒))交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与eq\o(AB,\s\up6(⌒))的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．(2)连接O点与光线在eq\o(AB,\s\up6(⌒))上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示．(3)由折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr).(4)为了保证能在eq\o(CD,\s\up6(⌒))上有出射光线，实验过程中，光线在eq\o(AB,\s\up6(⌒))上的入射角应适当小一些，才不会使光线在eq\o(CD,\s\up6(⌒))上发