2021-2022学年新教材高中物理 第四章 光 实验 测量玻璃的折射率训练（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、实验:测量玻璃的折射率课后篇巩固提升必备知识基础练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解析光线由aa进入玻璃砖时,由折射定律得n=sinsin,光线由bb射出玻璃砖时,由折射定律得n=sin2sin1。若aabb,则有1=,进而有=2,出射光线OB与入射光线AO平行。若aa和bb不平行,则有1,进而有2,出射光线OB与入射光线AO不平行,故选项B正确,A错误

2、;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,它不会受玻璃砖形状的影响,选项D正确,C错误。答案BD2.(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

3、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)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准确、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准确。(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

4、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=sinisinr=ACBD。答案(1)AD(2)D(3)ACBD关键能力提升练3.在测定玻璃折射率的实验中:(1)操作步骤如下: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。把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa对齐。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

5、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。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1与折射角2,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1与折射角2,并作出了sin 1-sin 2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1.5解析(1)步骤中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb;步骤中应通过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O

6、O。(2)由题图可看出入射角1小于折射角2,因此,所测光线应该是由玻璃射入空气;则玻璃折射率n=sin2sin1=1.5,所以选项C正确。答案(1)见解析(2)C4.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)。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1=45,折射角2=30,得该玻璃砖的折射率n=sin45sin30=21.4。答案(1)P3及P2、P1的像(2)光路图见解析(3)1.4