备考2020年高考物理一轮复习：54 实验：测定玻璃的折射率

试卷更新日期：2019-11-07 类型：一轮复习

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一、多选题

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

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二、实验探究题

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

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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” ）。

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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=5 cm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=1.68 cm，FE=1.12 cm，则该玻璃砖的折射率n=。

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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”)．

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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=。

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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 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 。O为直线AO与 $a a^{'}$ 的交点。在直线OA上竖直地插上 $P_{1} 、 P_{2}$ 两枚大头针。
①该同学接下来要完成的必要步骤有

A．插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 仅挡住 $P_{2}$ 的像

B．插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 挡住的 $P_{1}$ 像和 $P_{2}$ 的像

C．插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 仅挡住 $P_{3}$

D．插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像

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 $O O^{'}$ 连线延长线于C点．分别过A点、C点作法线 $N N^{'}$ 的垂线交 $N N^{'}$ 于B点、D点，则需要测量的物理量为的长度 $x_{1}$ 、的长度 $x_{2}$ （用图乙中字母表示）。则此玻璃砖的折射率n= 。（用 $x_{1} 、 x_{2}$ 表示）

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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”）。

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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）

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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．

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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 $c = 3. 0 \times 10^{8} m / s$ ，结果均保留两位有效数字）。

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12. 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”).

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