2023-2024学年高中物理人教版2019选择性课后习题第四章实验测量玻璃的折射率

实验:测量玻璃的折射率必备知识基础练1.(多选)某同学用插针法做测量玻璃折射率的实验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理实验数据时,发现玻璃砖的两个光学面aa'和bb'不平行,如图,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2.(2021江苏适应性测试)如图所示,一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上,光线与横截面平行,则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A.① B.② C.③ D.④3.(2019天津卷)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。(1)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(2)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。

(3)该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、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,则玻璃的折射率n=。(用图中线段的字母表示)

4.(2021浙江1月选考)小明同学在做测定玻璃的折射率实验时,发现只有3枚大头针,他把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率。请在方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r,并写出折射率n的计算式。关键能力提升练5.在测定玻璃折射率的实验中:(1)操作步骤如下:①先在白纸上画出一条直线aa'代表两种介质的界面,过aa'上的O点画出界面的法线NN',并画一条线段AO作为入射光线。②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa'对齐。③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线方向,直到P1的像被P2挡住。再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3,记下P3、P4的位置。④移去大头针和玻璃砖,连接P3、P4作为折射光线,测量出入射角θ1与折射角θ2,填入表格中。上述操作步骤中存在严重的缺漏和错误,应做的补充和改正是

。

(2)正确进行实验后测出了多组入射角θ1与折射角θ2,并作出了sinθ1sinθ2的图像如图所示。则下列说法正确的是。

A.实验时,所测光线是由空气射入玻璃B.玻璃的折射率为0.67C.玻璃的折射率为1.56.在测量玻璃的折射率实验中,主要步骤如下:(1)如图,在放置好平行玻璃砖的白纸上竖直插上大头针P1、P2确定入射光线,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3,使它挡住P2、P1的像,接着插上第四枚大头针P4,使它挡住。

(2)撤去玻璃砖,在实验记录图(如图)中补画出完整的光路图。(3)根据正确的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=(结果保留一位小数)。

7.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(O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1、P2点的入射光线)。(1)在图甲中补画出完整的光路。(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角θ1和折射角θ2,请在图甲中的AB分界面上标出这两个角。(3)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像,由图像可知该玻璃的折射率n=。

参考答案实验:测量玻璃的折射率1.BD光线由aa'进入玻璃砖时,由折射定律得n=sinαsinβ,光线由bb'射出玻璃砖时,由折射定律得n=sinθ2sinθ1。若aa'∥bb',则有θ1=β,进而有α=θ2,出射光线O'B与入射光线AO平行。若aa'和bb'不平行,则有θ1≠β,进而有α≠θ2,出射光线O'B与入射光线AO不平行,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2.C激光通过玻璃柱的光路图如图所示,经过两次折射,从玻璃柱折射出来的光线与入射光平行,但向右侧偏移一段距离,故C正确。3.答案(1)AD(2)D(3)AC解析(1)在插针法测定玻璃的折射率实验中,使用两光学面间距大的玻璃砖能更准确地确定玻璃砖内光线的位置,有利于减小实验误差,而两光学面是否平行对测量折射率没有影响,选项A正确、B错误;插针时要求后插的针挡住先插的针或先插的针的像,故选用细一点的大头针能更准确地确定光线位置,提高实验精确度,选项C错误;实验中是根据同侧两枚大头针的连线来确定入射光线或出射光线,故距离大些更好,选项D正确。(2)由题图可知实验使用的是平行玻璃砖,故出射光线应该与入射光线平行,选项A出射光线与入射光线在同一直线上,选项B、C中出射光线与入射光线不平行,故只有选项D正确。(3)设图中入射角为i,折射角为r,则sini=ACOA、sinr=BDOB,故折射率n=4.答案光路图如图所示n=sin解析入射光线与法线的夹角是入射角,折射光线与法线的夹角是折射角;光从空气斜射入玻璃,玻璃的折射率等于入射角与折射角的正弦的比值。5.答案(1)见解析(2)C解析(1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb';步骤④中应通过P3、P4的连线与bb'的交点O'和aa'上的入射点O,作出玻璃砖中的折射光线OO'。(2)由题图可看出入射角θ1小于折射角θ2,因此,所测光线应该是由玻璃射入空气;则玻璃折射率n=sinθ2sinθ16.答案(1)P3及P2、P1的像(2)光路图见解析(3)1.4解析(1)第四枚大头针P4要挡住P3及P2、P1的像。(2)光路如图所示。(3)根据正确的光路图进行测量可得入射角θ1=45°,折射角θ2=30°,得该玻璃砖的折射率n=sin45°sin30°=7.答案(1)(2)见解