备考2019年高考物理一轮专题：第55讲实验：测定玻璃的折射率

试卷更新日期：2018-11-30 类型：一轮复习

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一、填空题

1.
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙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ab、cd为界面画光路图．
则甲同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”），乙同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”），丙同学测得的折射率与真实、值相比．

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2. 用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，把P₁、P₂连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为角，这个角过小会，过大会使从bb′面看不到P₁、P₂的；若已确定了P₁、P₂的位置，欲确定P₃的位置，应在观察时使P₃
甲同学做实验时所画的MN线（入射界面）虽与玻璃ab面重合，但PQ线却略向外平移，乙同学之间距离虽等于，但实验时玻璃砖的都相对平移了一些．取走玻璃砖后，他们分别按MN、PQ及画图求折射率，那么，甲测出的折射率将，乙测出的折射率将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

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二、实验探究题

3. 某同学用插针法测量半圆形的玻璃砖的折射率，实验步骤如下：
①首先在白纸上画一条直线aa′，再画一条入射光线AO．
②然后把半圆形的玻璃砖放在白纸上，使平界面与直线aa′对齐，且使其圆心与O点对齐．
③在AO上间隔一定距离竖直地插上2枚大头针P₁、P₂ ．

(1)、在半圆形的玻璃砖的圆形侧插上第三枚大头针P₃ ，使其同时挡住．

(2)、画出完整的光路图．

(3)、对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=（保留3位有效数）

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4. 一块玻璃砖用两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能通过表面）．现要测定此玻璃的析射率．给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P₁、P₂、P₃、P₄）、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂（位置如图）．用P₁、P₂的连线表示入射光线．

(1)、为了测量折射率，大头针P₃、P₄应插在

A、玻璃砖aa′一侧 B、玻璃砖bb′一侧 C、玻璃砖aa′′、bb′两侧各插一枚

(2)、试在题图中标出P₃、P₄的位置．然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂ ，并写出主要作图步骤：

(3)、写出θ₁、θ₂表示的折射率公式为n= ．

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5. 用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率．

(1)、下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有．

A、在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面 B、在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面 C、画一条线段代表入射光线 D、画一条线段代表折射光线 E、画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径

(2)、放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P₁和P₂ ，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₂挡住P₁的像；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P₃ ， P₄ ，使挡住的像，挡住的像．P₁、P₂、P₃、P₄在纸上的位置如图所示，虚线代表玻璃砖的四个面．
①在图上将实验所需的图补充完整；
②测量工具是量角器，为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量是，
③计算折射率的公式n= ．（要求用②中测得的物理量表示）

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6. 小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率．

(1)、小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是．

(2)、小张发现玻璃砖上下表面不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃砖选择 $($ 填“磨砂的面”或“光滑的面” $)$ 与白纸接触的放置方法进行实验较为合理．

(3)、小张正确操作插好了4枚大头针，如图所示，请帮助小张画出正确的光路图 $.$ 然后进行测量和计算，得出该玻璃砖的折射率 $n =$ $($ 保留3位有效数字 $)$

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7.
在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中，玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行，aa′边与bb′边不平行．某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′，如图所示．

(1)、实验时，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，眼睛在玻璃砖的（选填“同一侧”、“另一侧”）观察所插的两枚大头针P₁和P₂ ，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线．

(2)、实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？（填“是”或“否”）

(3)、下列操作可以减小实验误差的是（填字母代号）

A、适当增大大头针P₁、P₂的间距 B、选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量 C、选用尽可能细的笔画线 D、使AO的入射角接近于90°．

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8. 如图所示，在做《测定玻璃砖的折射率》的实验时，提供的实验器材是：两对面平行的玻璃砖一块，大头针四枚，白纸一张，直尺一把．
部分实验操作步骤如下：
①先在白纸上画出一条直线EE′，代表两种介质的分界面；再画出一直线段AB代表入射光线；然后画出分界面上B点处的法线．
②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与EE’对齐，然后用笔沿着玻璃砖的面画出直线FF’．
③在直线AB上竖直地插上两枚大头针G₁、G₂ ，然后透过玻璃砖观察大头针G₁、G₂的像，调整视线方向，直到G₁的像被G₂挡住．
④再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G₃、G₄ ，用G₃挡住G₁和G₂的像，用G₄挡住G₃以及G₁、G₂的像．
⑤移去大头针和玻璃砖，过G₃、G₄的插点画直线CD，与FF’相交于C点，画出直线BC．

(1)、还缺少的器材是．

(2)、上述操作中有一处错误，这个错误出现在步骤中．（填写步骤序号）

(3)、某同学在用“插针法”测定一块矩形玻璃砖的折射率时，在纸上画出的界面aa'和bb'与玻璃砖的位置关系如图所示，他的其他操作均正确，则他测得的折射率与真实值相比．（填“偏大”或“偏小”）

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9.
如图甲，长方形玻璃砖的上下表面是磨砂面，前侧面是光学面，后侧面是镀银面，前后面间的距离为d，现用圆规和直尺测定其折射率，主要操作如下（俯视图如图乙）
A．在木板上固定一张白纸，在白纸上画一条直线ab，并在适当位置作ab的垂线ON
B．利用圆规和直尺作∠aON角平分线AO
C．在AO上的适当位置竖直固定两枚大头针P₁、P₂
D．放上玻璃砖，使光学面的底线与ab重合
E．通过光学面观察P₁、P₂经镀银面成的像，并在视线上插一枚大头针P₃ ，使P₃挡在P₁、P₂的像；再插一枚大头针P₄ ，使P₄挡住P₃及P₁、P₂的像
F．连接P₄P₃并延长与ab相交于O₁ ．

(1)、P₄、P₃连线与直线ab的夹角为θ= ．

(2)、若测得O、O₁间的距离为l，则该玻璃砖的折射率可表示为n= ．

(3)、若操作中玻璃砖的实际位置没有与ab重合，而位于ab的后方（图中的虚线处），则测得的折射率比真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

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10.
在课外探究活动中，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器．如图所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针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．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，则：

(1)、若∠AOF=30°，OP₃与OC的夹角为30°，则P₃处所对应的折射率的值为；

(2)、图中P₃处所对应的折射率（填“大于”或“小于”）P₄位置所对应的折射率；

(3)、作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为．

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三、综合题

11. 2015年12月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破﹣可见光通信的实时通信速率已经提高至50Gbps，相当于0.2s即可下载一部高清电影．

(1)、关于可见光，下列说法正确的是

A、可见光中的红光比紫光的频率低 B、可见光不能在真空中传播 C、可见光波长越长，越容易发生衍射 D、可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波

(2)、真空中一束波长为6×10^﹣7m的可见光，频率为 Hz，已知光在真空中的速度为3×10⁸m/s．该光进入水中后，其波长与真空中的相比变（选填“长”或“短”）．

(3)、可见光通信是利用LED灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术．如图所示，ABCD是LED闪光灯的圆柱形封装玻璃体，其横截面的直径AB=d，厚度AD= $\frac{\sqrt{3}}{2}$ d．LED灯（可视为点光源）固定在玻璃体CD面的圆心O．玻璃体的折射率为 $\sqrt{2}$ ，光在真空中的传播速度为c．求：
①光在玻璃体中传播的速度；
②光线OA在AB面发生折射时的折射角．

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备考2019年高考物理一轮专题： 第55讲 实验：测定玻璃的折射率

一、填空题

二、实验探究题

三、综合题

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