2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：53 实验：测定玻璃的折射率

试卷更新日期：2020-10-30 类型：一轮复习

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一、单选题

1. “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P₁和P₂ ，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上P₃和P₄。在插P₃和P₄时，下列选项正确的是（）

A、P₃只挡住P₁的像 B、P₄只挡住P₁的像 C、P₄只挡住P₂的像 D、P₃同时挡住P₁、P₂的像

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2. 小张用“插针法”测定玻璃的折射率．玻璃砖有4个光学面 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ ，如图所示，其中 $A$ 、 $C$ 两面相互平行，实验中该同学对入射面和出射面的认识正确的是______．

A、只能选用 $A$ 、 $C$ 两面 B、可以选用 $A$ 、 $B$ 两面 C、不能选用 $B$ 、 $D$ 两面

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二、多选题

3. 两种单色光a、b以相同的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，界面MN与PQ平行，光路如图所示。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是（）

A、该玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度 B、从玻璃砖出射后，a、b两种单色光可能不平行 C、通过同一双缝干涉装置，a光所形成的干涉条纹间距比b光的大 D、分别用这两种单色光照射某种金属，若a光能发生光电效应现象，则b光一定能发生光电效应现象

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三、填空题

4. 如图所示，在“利用插针法测定玻璃砖折射率”实验中，某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大了些，则他测得折射率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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5. 某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向AO与玻璃砖界面 $a a^{'}$ 的夹角为α，插了两枚大头针P₁和P₂ ， 1、2、3、4分别是四条直线：

（i）在 $b b^{'}$ 侧调整观察视线，另两枚大头针P₃和P₄可能插在线上（选填“1”、“2”、“3”或“4”）；

（ii）实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面 $a a^{'}$ 的夹角为β，则玻璃的折射率n=；

（iii）若描出玻璃砖两边界线 $a a^{'}$ 、 $b b^{'}$ 后，不小心将玻璃砖沿OA方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量值将（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

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6. 某同学做测玻璃的折射率实验时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以C点为圆心，以10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO’连线延长线于C点，过A点作法线NN^/的垂线CD交NN^/于D，如图所示，用刻度尺量的OB=8.00cm， CD=4.00cm，由此可得出玻璃的折射率为

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四、实验探究题

7. 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P_l、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为分界面，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a，AO的长度为b，CD的长度为m，DO的长度为n，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量和，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（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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8. 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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9. 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．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．

①此玻璃的折射率计算式为 $n$ =(用图中的 $θ_{1}$ 、 $θ_{2}$ 表示)；

②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．

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10. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，铅笔，白纸。

(1)、甲同学的下列措施中能够提高实验准确程度的一项是______；

A、选用两光学表面间距小的玻璃砖 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要适当大些

(2)、乙同学在画好玻璃界面两条直线后，不慎误将玻璃砖向上平移至图甲中虚线位置，而其他操作均正确，则测得的折射率将；（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

(3)、丙同学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 $N N^{'}$ 的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率 $n =$ 。（用图中线段的字母表示）

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11. 在测量玻璃折射率实验中，探讨下列问题：

(1)、“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ ，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 。在插 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 时，应使（）

A、 $P_{3}$ 只挡住 $P_{1}$ 的像 B、 $P_{4}$ 只挡住 $P_{2}$ 的像 C、 $P_{3}$ 同时挡住 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像 D、 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像

(2)、用插针法测定玻璃折射率的实验中，下列说法中正确的是（）

A、 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 及 $P_{3}$ 、 $P_{4}$ 之间的距离适当大些，可以提高测量的准确度 B、入射角适当大些，可以提高测量的准确度 C、入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行 D、如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度小的玻璃砖来测量

(3)、某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得折射率（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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12. 如图所示，是某同学在做插针法测定玻璃折射率的实验中记录的数据，其中P₁、P₂、P₃、P₄为实验中记录的四枚4大头针的位置：

(1)、下列说法正确的是____________；

A、在观察一侧插大头针P₃、P₄时，通过玻璃砖看到大头针P₂、P₁下半部分像和从玻璃砖上方看到的大头针P₂、P₁上半部分物还是连在一起 B、在观察一侧插大头针P₃、P₄时，通过玻璃砖看到大头针P₂、P₁下半部分像和从玻璃砖上方看到的大头针P₂、P₁上半部分物错开一段距离 C、在观察一侧插大头针P₃、P₄时，应使P₃、P₄和P₁、P₂在一条直线上 D、在观察一侧插针时应使P₃挡住P₂、P₁的像，P₄挡住P₃和P₂、P₁的像

(2)、如图所示，P₁、P₂的直线与玻璃砖的交点为A，P₃、P₄的直线与玻璃砖的交点为C。取AC=CE，从C、E分别作玻璃砖界面的垂线CB和ED，B、D分别为垂足，用刻度尺量得AB=25.0mm、CD=40.0mm、ED=30.0mm，玻璃砖的折射率为。（结果保留三位有效数字）

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13. 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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14. 做“测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P₁和P₂ ，然后在棱镜的另一侧观察，同学接下来要完成的必要步骤，并在纸上标出的大头针位置和玻璃砖轮廓如图所示。

(1)、该同学接下来要完成的必要步骤有___；

A、插上大头针P₃ ，使P₃仅挡住P₂的像 B、插上大头针P₃ ，使P₃挡住P₁的像和P₂的像 C、插上大头针P₄ ，使P₄仅挡住P₃的像 D、插上大头针P₄ ，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像

(2)、在本题的图上画出所需的光路；（空气中角用i玻璃中用r表示入射或折射角）.

(3)、计算折射率的公式是n=；

(4)、该同学在实验中将玻璃砖界面AB、CD间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值（填“大于”、“小于”或“等于”）准确值。

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15. 某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。
①在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P₁、P₂ ，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P₃时，应使P₃ ，用同样的方法插上大头针P₄。

②在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5. 00 cm的圆，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。测得AC=4.00 cm，BD=2.80 cm，则玻璃的折射率n=。

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16. 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1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”）；

(3)、小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 、 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ ，AB和CD是描出的玻璃砖的两个边，如图2所示，请在答题纸上画出光路图。

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17. 在“测定玻璃的折射率”的实验中：

(1)、在白纸上放好平行玻璃砖，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ ，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 。在插 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 时，用 $P_{3}$ 挡住 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像，用 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 及。

(2)、某同学实验中作出光路图如图2所示，此玻璃的折射率计算式为 $n =$ （用图中的 $θ_{1} 、 θ_{2}$ ，表示）。

(3)、如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在 $b b'$ 一侧透过玻璃砖观察，可以看到 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 的像，是否依然可以借助上述方法测出折射率？请说出理由。

(4)、如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在 $b b'$ 一侧透过玻璃砖观察，可能看不到 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 的像，请分析原因。

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