高中物理 第四章 光 第二节 测定介质的折射率自我小测 粤教版选修3-4.doc

测定介质的折射率1光线透过空气中的平行平面厚玻璃板，图428所示的四种情况中正确的是()图4282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429所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是()图429a为了减少作图误差，p3和p4的距离应适当取大些b为了减少测量误差，p1、p2的玻璃砖界面的夹角应取大一些c若p1、p2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到p1、p2的像d若p1、p2连线与法线nn交角较大时，有可能在bb面就发生全反射，所以在bb一侧就看不到p1、p2的像3某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线aa、bb画好后误用另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图4210所示虚线，实验中除仍用原界线外，其他操作都正确，则测玻璃的折射率将()图4210a偏大b偏小c不影响结果 d不能确定4某同学做“测定玻璃的折射率”实验时，已得到对一块平行玻璃砖(图中mnqp)的实验光路图，因未及时处理数据，过一段时间后拿出原图一看，不知被谁在mn一侧多画了几道“光线”，如图4211所示，则a、b、c、d中，_线才是他实验中得到的光线图42115在测定玻璃的折射率的实验中，若所用的玻璃砖的两个表面aa和bb严重不平行，如图4212所示，则 ()图4212a和bb平行于aa时一样能顺利地完成测定n的目的b当入射角大于某一数值时，光线将在bb界面发生全反射，使玻璃砖内的光路无法确定c即使在发生上述全反射时，仍可以用插针法确定玻璃砖内的光路d用两面平行的玻璃砖，当入射角足够大时也会在bb界面发生全反射，使玻璃砖内的光路无法确定6与其他实验类似，本实验为了消除偶然误差，应换用不同的多个入射角做实验，最后求出折射率的平均值在处理数据时，可以sinr为横轴，sini为纵轴，画实验图象，所画的图象应是_线，该图象的_是玻璃的折射率的平均值7测定玻璃砖折射率的实验如图4213所示，把玻璃砖放在白纸上之前应先在纸上画好图上的三条直线，它们分别是_、_、_，最后按正确的要求插上大头针p3、p4，p3、p4的位置决定了光线_的方位，从而确定了折射光线_的方向图42138如图4214所示，用某种透光物质制成的三棱镜abc；在垂直于ac面的直线mn上插两枚大头针p1、p2，在ab面的左侧透过棱镜观察大头针p1、p2的像，调整视线方向，直线p1的像_，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针p3、p4，使p3_，p4_.记下p3、p4的位置，移去大头针和三棱镜，过p3、p4的位置作直线与ab面相交于d，量出该直线与ab面的夹角为45；则该透光物质的折射率n_，请在图中画出正确完整的光路图图42149一位同学模仿用玻璃砖测定玻璃折射率的方法，改用玻璃三棱镜测定如图4215所示玻璃的折射率，主要步骤如下：图4215a在白纸上放一玻璃三棱镜并画出它的三边ab、bc、ca；b以ab为界面画一条线段do作为入射光线，并在do上竖直地插上两枚大头针p1和p2；c在ac的一侧竖直地插大头针p3时，用眼睛观察并调整视线，要使p3能同时挡住p1和p2的像；d同样在ac的一侧再竖直地插上大头针p4时，用眼睛观察并调整视线，要使p4同时能挡住p3和p1、p2的像；e记下p3、p4的位置，移去玻璃三棱镜，过p3、p4引直线oe与ac交于o，过o点画界面ab的法线nn.你能否根据他的实验记录求出玻璃的折射率呢？如果能，请你在图上标出入射角和折射角，并用三角函数值表示玻璃的折射率10某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以o点为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交线段oa于a点，交oo连线的延长线于c点，过a点作法线nn的垂线ab交nn于b点，过c点作nn的垂线cd交nn于d点，如图4216所示用刻度尺量得ob8.00 cm，cd4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n_.图421611为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度，实验室中可提供的器材有：矩形有机玻璃砖(长约40 cm)、秒表、平行光光源、刻度尺、三角板、白纸、大头针若干等已知真空中的光速是c3.00108 m/s.(1)请从上述器材中选出必需的器材来测量光速(2)说明测量光速的方法和要测量的量，并给出计算光速的公式12半径为r的玻璃半圆柱体，横截面积如图4217所示，圆心为o，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点a为圆柱面的顶点，光线2的入射点为b，aob60，已知该玻璃对红光的折射率n.图4217(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与o点的距离d；(2)若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小？参考答案1解析：光线从空气中射入玻璃时，是由光疏介质至光密介质，入射角i应大于折射角，即ir，透过玻璃板后，出射光线应该与入射光线平行，即ii，光线发生了侧移根据以上的分析，可知b是正确的，其余各图都不符合分析得出的结论答案：b2解析：实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且p1和p2之间，p2与o点之间，p3与p4之间，p3与o之间距离要稍大一些，入射角1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小答案：ab3解析：对测量结果有影响，会使测定的折射率比真实的折射率偏小由于所画玻璃的宽度比实际宽度大，使入射点o向左移，折射点向右移使得所画的折射角r比实际折射角r偏大，如右上图所示，因为n，所以测得折射率偏小答案：b4解析：出射光线和入射光线应平行，因此入射光线不会是d，如图所示，根据光路图，出射光线ob相对入射光线ao向左下方侧移，因此，题中符合条件的入射光线是c.答案：c5解析：aa与bb不平行，仍可用插针法测玻璃砖的折射率因为能否正确地测出n值，取决于第一次折射的入射角i1和折射角r1的测量是否准确，而i1和r1的测量是否准确取决于两点：一是玻璃中的光路是否准确；二是作两次折射的法线时，是否保证了法线和玻璃的两平面垂直如果玻璃中的光路是准确的，每条法线都与发生折射的平面垂直，就可以准确地测出折射率但从bb界面出射的光线不再与从aa界面入射的光线平行了当入射角大于某一数值时，光线将在bb界面上发生全反射，使光线不能从bb界面射出，故此时不能用插针法确定玻璃砖内的光路如果要完成测量任务，必须使第一次入射的入射角较小当用两面平行的玻璃砖时，无论入射角为多大，也不会在bb界面上发生全反射，因为光能从空气中折射入玻璃中根据光路可逆，光也可折射出去，故a、c、d错，选b.答案：b6解析：所画的图象应是一条过坐标原点的倾斜直线，因为对于确定的玻璃砖，当sini增大，sinr也随之增大，但比值为一恒量，其比值为此直线的斜率(tann)，也为玻璃的折射率的平均值答案：直线直线的斜率7解析：理解光的折射原理，能够分清入射光线、法线、折射光线所在的位置，结合图中的几何图形，对实验进行数据分析答案：aannaooobo8解析：通过作图找出bc面上的反射点、ab面上的出射点，则由几何知识可得各角的大小如下图所示，则n，其实验原理与用两面平行的玻璃砖相同，故p1的像让p2的像挡住，p3挡住p1、p2的像，p4应挡住p3以及p1、p2的像根据题意以及光的反射定律和折射定律正确作出光路图，由几何关系找出入射角和反射角，并利用光路的可逆性即可算出物体的折射率答案：让p2的像挡住挡住p1、p2的像挡住p3以及p1、p2的像9解析：该同学采用的方法是插针法，实验方法及步骤正确，光路图也准确无误，故可测出折射率利用插针法确定光的入射点及出射点，进而就确定了入射光线和折射光线，这种方法不仅适用于玻璃砖，同时对三棱镜、圆柱体等也是适用的答案：能1don为入射角，2oon为折射角n10解析：由折射定律得n因为oaoc，所以n1.5.答案：1.511解析：所需器材有：矩形有机玻璃条、刻度尺、木板、白纸和大头针用插针法得出光通过有机玻璃条的光路，如下图所示，在空气和有机玻璃的界面上，ao是入射光线，ob是