教科版选修34 实验探究：测定玻璃的折射率 第1课时 作业.docx

2学生实验：测定玻璃的折射率1.(多选)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，其实验光路图如图1所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是()图1a.为了减小作图误差，c和d的距离应适当取大一些b.为了减小测量误差，a、b连线与法线nn的夹角应适当大一些c.若a、b的距离较大时，通过玻璃砖会看不到a、b的像d.若a、b连线与法线nn间夹角过大时，有可能在bb一侧看不清a、b的像答案abd解析实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且a与b之间、b与o之间、c与d之间、c与o之间距离要稍大一些，入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角也不宜太大，故选a、b、d.2.(多选)某同学做测定玻璃的折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r，作出sin isin r图像如图2所示，下列判断中正确的是()图2a.他做实验时，光线是由空气射入玻璃的b.玻璃的折射率为0.67c.玻璃的折射率为1.49d.当测得入射角为60时，则折射角为30答案ac解析由题图可知入射角大于折射角，故选项a对.任何介质的折射率都大于1，故选项b错.由折射率公式n，可得n1.49，故选项c对.由n得sin r，r30，故选项d错.3.(多选)白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()a.白光是由不同频率的光组成的b.棱镜材料对各种色光的折射率不同c.棱镜对红光的折射率大，对紫光的折射率小d.出现色散现象是由于棱镜改变了颜色答案ab解析从红光到紫光，频率越来越大，棱镜对其的折射率也越来越大，a、b正确.4.如图3，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为a、b，该玻璃三棱镜对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则()图3a.ab，nanbb.ab，nanbc.ab，nanbd.ab，nanb答案b解析由题图知，三棱镜对b光的折射率较大，所以nanb.又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，故b光的频率大于a光的频率，又根据cf，所以b光的波长小于a光的波长，即ab，所以b正确，a、c、d错误.5.(多选)如图4所示，截面为abc的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边ab，在三棱镜的另一侧放置一平行于ab边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是()图4a.紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽b.紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽c.红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽d.红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽答案cd解析由于玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率，故紫光和红光经过棱镜后光路如图所示.在光屏由近及远移动过程中，可能是红色光带在上，紫色光带在下，也可能是红色光带在下，紫色光带在上，但红色光带始终较宽，故选项c、d对，a、b错.6.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成mn和pq两条彩色光带，光路如图5所示.m、n、p、q点的颜色分别为()图5a.紫、红、红、紫 b.红、紫、红、紫c.红、紫、紫、红 d.紫、红、紫、红答案a解析玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律和反射定律可知m点为紫色，n点为红色，p点为红色，q点为紫色，故a项正确.7.在用插针法测定玻璃折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图6中、和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确，且均以aa、bb为界面画光路图，则：图6甲同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“不变”).乙同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“不变”).丙同学测得的折射率与真实值相比_.答案偏小不变可能偏大、可能偏小、也可能不变解析用题图测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角偏大，折射率偏小；用题图测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用题图测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、也可能不变.8.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，o为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中p1、p2、p3和p4是四个学生实验插针的结果.(1)在这四个图中肯定把针插错了的是_.(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_.计算玻璃的折射率的公式是_.答案(1)ac(2)dn解析如图所示，将p1p2看做入射光线，p3p4看做出射光线，由题图知，入射光线与界面垂直，进入玻璃砖后，在玻璃砖内传播方向不变，由作出的光路图可知选项a、c错误；而选项b中光路虽然正确，但入射角和折射角均为零，测不出折射率，只有选项d能比较准确地测出折射率，角度如图，其折射率：n.9.如图7甲，长方形玻璃砖的上下表面是磨砂面，前侧面是光学面，后侧面是镀银面，前后面间的距离为d，现用圆规和直尺测定其折射率，主要操作如下：(俯视图如图乙)图7a.在木板上固定一张白纸，在白纸上画出一条直线ab，并在适当位置作ab的垂线onb.利用圆规和直尺作aon角平分线aoc.在ao上的适当位置竖直固定两枚大头针p1、p2d.放上玻璃砖，使光学面的底线与ab重合e.通过光学面观察p1、p2经镀银面成的像，并在视线上插一枚大头针p3，使p3挡住p1、p2的像；再插一枚大头针p4，使p4挡住p3及p1、p2的像f.连接p4p3并延长与ab交于o1.(1)p4、p3连线与直线ab的夹角为_.(2)若测得o、o1间的距离为l，则该玻璃砖的折射率可表示为n_.答案(1)45(2)解析(1)光线在o点入射时入射角为45，在ab面上折射后，在镀银面上反射，可知在ab上的折射角和反射后在ab上的入射角相等，结合折射定律知，p4、p3连线与直线ab的夹角为45.(2)根据几何关系知，光线从o点入射，在ab面上的折射角的正弦sin ，根据折射定律得n.10.(1)如图8所示，某同学在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中误将界面bb画得向内偏离玻璃砖边缘一段距离，但自己并未察觉.则他测得的折射率将_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.图8(2)如图9所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其他测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率.则玻璃砖所在位置为图中的_(填“上半圆”或“下半圆”)，由此计算出玻璃砖的折射率为_.图9答案(1)大于(2)上半圆1.5解析(1)如图所示，由光路图可知，当bb边向内偏离一段距离时，所得到的折射角偏小，则由n得，折射率测量值偏大.(2)光从介质进入空气，折射角大于入射角，从空气进入介质，折射角小于入射角，可知玻璃砖所在的位置为题图中的上半圆，根据折射定律知，n1.5.11.由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，实验步骤如下：a.如图10所示，先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、ab作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出o；图10b.标出p3、p4位置；c.将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟ab对齐；d.在长边ab的外侧透过三棱镜观察大头针p1、p2的像，调整视线方向，直到p1的像完全被p2挡住；e.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；f.在o点作一垂直ab的线段oa，在oa上垂直地插两枚大头针p1、p2；g.移去三棱镜和大头针，连接p3、p4，交ab于o，过o点作与ab垂直的直线mn；h.作光路图，计算折射率n.(1)正确的实验步骤顺序为_.(2)请在图中画出准确完整的光路图；(3)请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率n_.答案(1)afcdebgh(2)见解析图(3)解析(1)测定折射率时，先在白纸上作出三棱镜的边界，选定入射点，确定入射光线，然后把三棱镜放在白纸上，确定出折射光线；撤去三棱镜，作出光路图，求出入射角与折射角，根据折射率的定义式求出折射率，因此合理的实验步骤是：afcdebgh.(2)光路图如图所示：(3)由几何知识可知，30，45，玻璃的折射率n.12.某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为o，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针p1和p2，在另一侧再先后插两枚大头针p3和p4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针p4、p3和p2、p1的像恰在一直线上.