【志鸿优化设计】（重庆专用）高考物理第一轮复习 （梳理整合+探究突破+巩固提升）专题实验15 测定玻璃的折射率（含解析）.doc

实验15：测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率。二、实验原理如图所示，abcd为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为1，折射角为2，根据n可以计算出玻璃的折射率。三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。四、实验步骤1用图钉把白纸固定在木板上。2在白纸上画一条直线aa，并取aa上的一点o为入射点，作过o的法线nn。3画出线段ao作为入射光线，并在ao上插上p1、p2两根大头针。4在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa对齐，并画出玻璃砖的另一个边bb。5通过玻璃砖观察并调整视线方向，使p1的像被p2的像挡住，然后在观察的一侧插上大头针p3，使p3挡住p1、p2的像，再插上p4，使p4挡住p3和p1、p2的像。6移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针p3、p4的针孔位置确定射出的光线ob及出射点o，连结o、o得线段oo。7用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2。8改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值。五、注意事项1用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb。2实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。3大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针p1与p2间、p3与p4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差。4实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb一侧将看不到p1、p2的像。【题例】 (2012江苏单科)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针a、b，在另一侧再竖直插两个大头针c、d。在插入第四个大头针d时，要使它_。如图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边。根据该图可算得玻璃的折射率n_。(计算结果保留两位有效数字)解题要点：1.某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sin isin r图象，如图所示。下列判断中正确的是( )a他做实验时，光线是由玻璃射入空气的b玻璃的折射率为0.67c玻璃的折射率为1.2d玻璃的临界角的正弦值为0.672.某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以o点为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交线段oa于a点，交线段oo的延长线于c点，过a点作法线nn的垂线交nn于b点，过c点作法线nn的垂线交nn于d点，如图所示。用刻度尺量得ob=8.00 cm，cd=4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n=_。3.学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心o作两条互相垂直的直径bc、ef，在半径oa上，垂直盘面插下两枚大头针p1、p2，并保持p1、p2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得夜面与直径bc相平，ef作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察p1、p2的像，并在圆周上插上大头针p3，使p3正好挡住p1、p2的像。同学们通过计算，预计在圆周ec部分刻好了折射率的值，这样只要根据p3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。(1)若aof30，op3与oc的夹角是30，则p3处所对应的折射率的值为_。(2)题图中p3、p4两位置_处所对应的折射率值大。(3)作ao的延长线交圆周于k，k处所对应的折射率值应为_。4(2012浙江理综)在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示。甲 乙(1)根据图甲画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示。图中p1和p2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是p3和_(选填“a”或“b”)。参考答案考向探究突破【题例】 答案：挡住c及a、b的像1.8(1.61.9都算对)解析：插入大头针d时要使大头针d挡住大头针c和大头针b、a的像。连接ab延长交界面a于点o，连接cd延长交界面b于点o，过o点作垂线fg，连接oo，以o点为圆心、1.5 cm长为半径画圆，分别交ab、oo于e、q两点，分别过e、q向gf作垂线eg、fq并用毫米刻度尺测其长度，如图所示，根据n可得：n1.8。演练巩固提升1d解析：根据折射定律：n1，则知光线是由空气射入玻璃的，a错误。n1.49，b、c错误。sin c0.67，故d正确。2答案：1.5解析：由题图可知sin aob，sin doc，oaocr，根据n知，n1.5。3答案：(1)(2)p4(3)1解析：本题考查利用插针法测定液体的折射率和对折射率的理解。(1)根据折射定律n，题中160，2aof30，所以n。(2)题图中p4对应的入射角大于p3所对应的入射角，所以p4对应的折射率大。(3)因a、o、k在一条直线上，入射角等于折射角，所以k处对应的折射率为1。4答案：(1)如解析图所示(2)1.51(3)a解析：(1)连接两大头针1、2，延长线与梯形玻璃砖上表面交于o，再连接两大头针3、4，延长线与梯形玻璃砖下表面交于o，再连接oo，标上箭头以示光线传播方向。(2)入射角的正弦：sin ，折射角的正弦sin ，可取ococ，则折射率 n。用刻度尺测量cd、cd，代入测量数据可得n1.51。(3)光斜射入两底面平行