适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第13单元光学实验练18测量玻璃的折射率新人教版

试验练18测量玻璃的折射率1.某同学用激光笔和透亮长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,试验过程如下:(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。(2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置;②移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点,如图甲所示;甲③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图乙所示,d1为cm,测得d2为3.40cm。

乙(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式n=;由测得的数据可得折射率n为(结果保留3位有效数字)。

(4)相对误差的计算式为δ=测量值-真实值真实值×100%。为了减小d1、d2测量的相对误差,试验中激光在M点入射时应尽量使入射角2.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。(1)试验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO。接着再插第三枚大头针P3时,要求P3应拦住。

(2)正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。当入射角为θ1时,测得折射角为θ2,该玻璃砖的折射率n=。

(3)多次变更入射角,测得多组入射角和折射角,依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=。

(4)假设你没有量角器,不能测得入射角和折射角,你还可以利用器材也能测得该玻璃的折射率。

3.(2024浙江宁波期末)如图所示,在插针法测量玻璃折射率的试验中,两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上画出一条直线aa'作为界面(线),过aa'上的点O画出界面的法线NN',并画一条线段AO作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上,画出玻璃砖的下界面bb'的位置。在直线AO上插两枚大头针P1和P2,再在玻璃砖的另一侧插上大头针P3和P4。确定光路后利用折射定律计算折射率。(1)关于本试验,下列说法正确的是。

A.试验时入射角应适当大些B.为了减小误差,插大头针时应使P1与P2、P3和P4的间距小一些C.插大头针P4时,应使P4同时拦住P3和P1、P2的像D.该试验原理只能测量两面平行的玻璃砖的折射率(2)利用上述方格纸上的试验记录,计算此玻璃砖的折射率为。(答案可以用分数或根号表示)

(3)若某同学在插大头针时将P1插到了入射光线的左侧一点的位置(偏差很小),其他操作均没有错误,则该同学测出的折射率(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(4)若某同学精确画好玻璃砖界面aa'和bb'后,试验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些,如图所示,若其他操作正确,则折射率的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)精确值。

4.(2024浙江绍兴期末)小杨同学在通过“插针法”测量玻璃砖的折射率试验。(1)关于本试验,下列说法正确的是。

A.本试验中光入射角越小越好B.在插针的过程中,大头针P3、P4应当适当远一些C.在处理数据时,仅用毫米刻度尺和圆规也能计算折射率(2)关于本试验的操作步骤正确的是。

A.插大头针P3,使P3拦住P2的像即可B.插大头针P3,使P3拦住P1的像即可C.插大头针P4,使P4拦住P3的像即可D.插大头针P4,使P4拦住P1、P2的像和P3即可(3)如图乙所示,在试验过程中画出界面a后,不当心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面a'画到图中虚线位置,试验结束后按所画aa'界面作图,则测得的折射率将(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(4)另一小组选择梯形玻璃砖做该试验,在全部操作均正确的前提下,4枚大头针所在的位置如图丙所示,请你帮他画出光路图。5.(2024浙江萧山三中月考)在“用插针法测量玻璃的折射率”的试验。(1)某同学在试验过程中,进行了以下几个操作步骤:a.画入射光线b.画出平行玻璃砖的边界c.画折射光线d.画出射光线示意图如图所示,则以上操作步骤合理的依次是(填操作步骤前的字母)。

(2)若某同学在试验中进行了两次正确操作,第1次选取的入射角为60°,第2次选取的入射角为80°。两次试验相比,则第2次试验时。

A.在玻璃砖的另一侧无法看到P1、P2的像B.在玻璃砖的另一侧看到P1、P2的像会更清楚C.画出的出射光线相对入射光线的侧移量更大D.折射率测量值的误差确定更小6.在“用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率”的试验中,其试验光路如图甲所示。(1)在试验中,假如用量角器分别量出入射角θ1和折射角θ2,那么,该玻璃砖的折射率的表达式为n=。

(2)在试验数据的处理中,有两位同学各设计了一个记录表格,而且都已完成了计算,依据他们设计的表格所反映的信息,推断他们论证做得是否正确。甲同学设计的表格:次数入射角θ1sinθ1折射角θ2sinθ2nn130°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:次数123角平均值正弦值n入射角θ130°45°60°45°0.7071.42折射角θ220.9°30.5°38.0°28.8°0.497上述两位同学做得正确的是(选填“甲”或“乙”)。

(3)若甲在做测定玻璃的折射率的试验时,法线画得与界面不垂直,出现如图乙所示的倾斜;若乙在放置玻璃砖时,玻璃砖的平面没有与aa'重合,出现如图丙所示的偏差,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

参考答案试验练18测量玻璃的折射率1.答案(2)③2.25(3)d2解析(2)刻度尺的最小分度为0.1cm,由图乙可知,d1为2.25cm。(3)玻璃砖折射率的表达式n=sinisinr(4)相对误差的计算式为δ=测量值-真实值真实值×100%,为了减小d1、d2测量的相对误差,试验中d1、d22.答案(1)P1、P2的像(2)sinθ解析(1)插第三枚大头针P3时,要求P3应拦住P1、P2的像。(2)依据光的折射定律n=sinθ(3)依据折射定律sinθ1=nsinθ2,则k=1n(4)假设没有量角器,不能测得入射角和折射角,还可以利用刻度尺测出长度,再依据三角函数求出折射率。3.答案(1)AC(2)102解析(1)试验时入射角应适当大些,可以减小误差,故A正确;为了减小误差,插大头针时应使P1与P2、P3和P4的间距大一些,故B错误;插大头针P4时,应使P4同时拦住P3和P1、P2的像,确保在同一光路上,故C正确;该试验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率,也可以测两面不平行的玻璃砖的折射率,故D错误。(2)在光路图中利用方格构造三角形,由图可得,sinθ1=22,sinθ2=55,依据折射定律有,n=(3)若某同学在插大头针时将P1插到了入射光线的左侧一点的位置(偏差很小),其他操作均没有错误,则实际的折射角偏大,依据折射定律可知该同学测出的折射率偏小。(4)如下图所示,实线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图,而虚线是作图时所画的光路图,通过比较发觉,入射角和折射角没有变更,则由折射定律知,折射率的测量值等于精确值。4.答案(1)BC(2)D(3)偏大(4)见解析解析(1)入射角尽量大些,折射角也会大些,折射现象比较明显,测量更精确,故A错误;在插针的过程中,大头针P3、P4应当适当远一些,这样确定折射光线的方向更精确,故B正确;在处理数据时,仅用毫米刻度尺和圆规,依据三角形的边角关系,也能计算折射率,故C正确。(2)插大头针P3,应使P3拦住P1和P2的像,故A、B错误;插大头针P4,应使P4拦住P1、P2的像和P3,故C错误,D正确。(3)在试验过程中画出界面a后,不当心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面a'画到图中虚线位置,而在作光路图时界面a仍为起先作图位置,实际光线如图中的O'Q所示,而作图光线如图中OQ所示,导致折射角偏小,所测得的折射率偏大。(4)光路图如图所示。5.答案(1)badc(2)C解析(1)在用“插针法测定玻璃砖折射率”的试验中,应先画平行玻璃砖的边界,然后画出法线,再画出入射光线,再画出出射光线,最终连接入射光线和出射光线,画出折射光线,所以依次为badc。(2)光从光疏介质传播到光密介质,确定发生折射,依据光路的可逆性可知,在玻璃砖的另一侧能看到P1、P2的像,但不会更清楚,A、B错误;入射角越大,折射角越大,玻璃砖的厚度是不变的,偏移的距离等于砖的宽度与折射角正切值的乘积,所以偏移的距离就越大,C正确;其次次测量入射角较大,会导致反射光过强,折射光过弱,不易视察,则折射率测量值的误差不愿定更小,D错误。6.答案(1)sinθ1解析(1)依据光的折射定律可知,n=sinθ(2)为了减小测量的偶然误差,必需接受多次测量取平均值的方法,由于每次测量时,入射角不同,折射角不同,每次测量入射角与折射角之间没有干脆关系,入射角和折射角取平