高考物理一轮复习 专题61 测定玻璃的折射率（测）（含解析）.doc

专题61 测定玻璃的折射率【满分：110分 时间：90分钟】一、实验题(共10题，每小题11分，共110分。)1如图，画有直角坐标系xoy的白纸位于水平桌面上，m是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合。oa是画在纸上的直线，p1、p2为竖直地插在直线oa上的两枚大头针，p3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线oa与y轴正方向的夹角，是直线op3与y轴负方向的夹角。只要直线oa画得合适，且p3的位置选择正确，测出角和，便可求得玻璃的折射率。（1）某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线oa上竖直地插上了p1、p2两枚大头针，但在y0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到p1、p2的像，其原因是_。（2）他应采取的措施是_。（3）若他已透过玻璃砖看到了p1、p2的像，确定p3位置的方法是_。（4）若他已正确地测出了、的值，则玻璃的折射率n_。【答案】 （1）因为入射角太大发生了全反射 （2）另画一条更靠近y轴正方向的直线oa，把大头针p1、p2竖直插在所画的直线上，直到在y0区域透过玻璃砖能看到p1、p2的像。 （3）插上大头针p3，使p3刚好能挡住p1、p2的像 （4） （3）定p3位置的方法是：插上大头针p3，使p3刚好能挡住p1、p2的像；（4）根据折射率公式得到点睛：本题考查了全反射及产生的条件，用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定律，根据原理确定确定p3位置的方法2(1)光线由一种介质射向另一种介质时，若这两种介质的折射率不同，则光线_a.若进入介质中，传播速度一定改变b.若进入介质中，传播方向一定改变c.一定能进入介质中传播d.不一定能进入介质中传播(2)如图所示，平面mn是介质与真空的交界面，介质中有一点a，真空中有一点b，p是a、b连线与界面的交点，如果a点发出的一束激光，射到界面上的q点(图中未画出)，进入真空后经过b点则q点在p点的_ (填“左侧”或“右侧”)(3)放在空气中的玻璃砖，如右图所示，有一束光射到界面ab上，下列说法正确的是_a.在界面ab入射角大于临界角的光将不会进入玻璃砖b.光传播至界面cd后，有可能不从界面cd射出c.光射到界面ab后，不可能发生全反射d.光传播至界面cd后，一定会从界面cd射出【答案】 ad 左侧 cd（3）产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光从空气进入玻璃砖时，不会产生光的全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面ab进入玻璃砖故a错误，c正确由于ab与cd两个表面平行，根据几何知识得知，光线在ab面上的折射角等于在cd面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界面cd射出，故b错误，d正确故选cd3（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，并依次插上大头针p3和p4。在插p3和p4时，应使_（选填选项前的字母）。ap3只挡住p1的像bp4只挡住p3cp3同时挡住p1、p2的像dp4挡住p3及p1、p2的像（2）按（1）中的做法确定大头针p3和p4的位置如图所示，请你将光路图补充完整，并在图中标出需要测量的量，则玻璃砖的折射率可表示为n=_。（用图中标出的测量量表示）【答案】 cd 光路如图所示，需要测量的量是图中角和角（2）光路图如图所示，根据折射定律可知需要测量入射角和折射角，即测量的量是图中角和角4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，做出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。（1）此玻璃的折射率计算式为n=_（用图中的表示）（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。（3）乙同学在画界面时,不小心将两界面aa、bb 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率_(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)【答案】 大 偏小折射角的测量值偏大，则由得，折射率测量值偏小；【点睛】对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差5用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，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和p4，使p3挡住p1和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所示。（1）在图上画出所需的光路图_。（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，在图上标出需要测量的量_。（3）计算折射率的公式n=_(用所标字母表示)。【答案】 如图中所示 用所标量写出（2）如图中所示（3）如图，光线在棱镜左侧面上折射时入射角为i，折射角为r，根据折射定律得到折射率6在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图，（1）在实验中，如果用量角器分别量出入射角1和折射角2，那么，该玻璃砖的折射率的表达式为n=_（2）在实验数据的处理中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确.甲同学设计的表格是：次数入射角1 sin1折射角2sin2n1300.50020.90.3571.401.402450.70730.50.5081.393600.86638.00.6161.41乙同学设计的表格是：次数123角平均值正弦值n入射角1304560450.7071.42折射角220.930.538.028.80.497答：上述两位同学做得正确的是_.（填“甲”或“乙”）（3）若甲在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直,出现如下图（a）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，出现如下图（b）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【答案】 （1） （2）甲 （3）a点睛：本题用插针法测量玻璃砖的折射率，数据处理时，每组所测量的折射率是同一介质的，是相关联的，可取平均值对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差7在做测定玻璃折射率的实验时：（1）如图所示，在测定玻璃的折射率的过程中，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使b的像把a的像档住。如果在眼睛这一侧再插第三个大头针c，应使它把_挡住，插第四个大头针d，使它把_档住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。（2）某同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些,如图所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在ab和cd上，则测出的n值将_.（偏大、不变或偏小）【答案】 （1）a、b的像同时 ab的像及c （2）变小点睛：本题首先要懂得实验的原理：折射定律，其次要会用作图法分析入射角、折射角的误差，再分析折射率的误差8在测定玻璃折射率的实验中，有以下实验步骤：a在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa对齐，并画出与另一长边对齐的直线bbb 在白纸上画一直线aa，并取aa上的一点o为入射点，作过o的垂线mn。c画出线段ao为入射光线，并在ao上插上p1、p2两根大头针d用量角器测量入射角i和折射角，并查表查出其正弦值sini和sine通过玻璃砖观察并调整视线方向，使p1的像被p2挡住；然后在观察一侧插上大头针p3，使p3挡住p2、p1的像；再插上大头针p4，挡住p3及p2、p1的像。f移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针p3，p4的针孔位置确定经玻璃砖的出射光线o/p3及出射点o/；连接o及o/的线段oo/。g改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的比值sinisinr ，并取平均值。（1）将上述实验步骤按合理的操作顺序排列，并将步骤的字母代号依次填写入以下横线上：_（2）、几位同学做“用插针法测定玻璃的折射率”实验，图示直线aa、bb表示在白纸上画出的玻璃的两个界面几位同学进行了如下操作：a甲同学选定的玻璃两个光学面aa、bb不平行，其它操作正确b乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界aa、bb后，将玻璃砖向aa方向平移了少许，其它操作正确c丙同学在白纸上画aa、bb界面时，其间距比平行玻璃砖两光学界面的间距稍微宽些，其它操作正确上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是_（填写字母代号）【答案】 bacefdg ab 故选ab点睛：对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差. 9如图所示，为插针法测定两面平行的玻璃砖折射率的实验，试完成下列填空：（1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针a、b，ab连线为入射光线，放上玻璃砖，在玻璃砖的另一侧垂直纸面插大头针c、d，使大头针c_，大头针d_，连接c、d即为出射光线。（2）对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是_（填选项前字母）a为了减小作图误差，c和d间的距离应适当取大些b为减少测量误差，a和b的连线与玻璃砖界面的夹角应取得越大越好c无论a、b连线与法线nn夹角多大(90 )，光线oo都不可能在a 面上发生全反射d若a、b连线与法线nn夹角较大(90)，光线oo有可能在a 面上发生全反射【答案】 大头针c挡住a、b的像 大头针d挡住c以及a、b的像 ac 10用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针p1、p2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使p1的像被p2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针p3和p4，使p3挡住p1和p2的像，p4挡住p3以及p1和p2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中o为两圆弧圆心，图中已画出经p1、p2点的入射光线(1)在图上补画出所需的光路_(2)为了测出玻璃的折