2012高中物理 第十三章光实验：测定玻璃的折射率每课一练 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 第第 1313 章章 实验实验 基础夯实 1 2009 杭州高二检测 测定玻璃的折射率时 为了减小实验误差 应注意的是 A 玻璃砖的宽度宜大些 B 入射角应尽量小些 C 大头针应垂直的插在纸面上 D 大头针P1 P2及P3 P4之间的距离应适当大些 答案 ACD 解析 玻璃砖厚度大些 可减小测量误差 大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2 及P3与P4之间的距离适当大些 可减小确定光路方向时的误差 A C D 正确 入射角较 小时 测量误差较大 B 错误 2 在测定玻璃的折射率的实验中 对一块两面平行的玻璃砖 用插针法找出与入射光 线对应的出射光线 现在甲 乙 丙 丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果 1 从图看 肯定把大头针插错了的同学是 2 从图上看 测量结果准确度最高的同学是 答案 1 甲乙 2 丁 解析 光线透过平行玻璃砖时出射光线与入射光线平行 且从空气射入玻璃砖时入射 角大于折射角 因而光线透出时相对于射入光线向右下侧发生偏移 另外 插针确定光路 时 入射角稍大些好且插针相距稍远些好 由上图可知 甲乙图中出射线向左上侧侧移不 符合事实 肯定插错了 丙与丁相比较 前两者入射角及插针间距都比丁图小些 故丁同 学测量最准确 3 2010 姜堰市溱潼中学高二检测 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 用心 爱心 专心2 1 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa 和bb 后 不小心碰了玻璃砖使它 向aa 方向平移了少许 如图甲所示 则他测出的折射率将 选填 偏大 偏 小 或 不变 2 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 则他测得折射率 选填 偏大 偏小 或 不变 答案 1 不变 2 偏小 解析 1 如图 A 所示 甲同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射角 折射角没有受到影响 因此测得的折射率将不变 2 如图 B 所示 乙同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射角不受影 响 但测得的折射角比真实的折射角偏大 因此测得的折射率偏小 4 2010 湖北黄冈中学高二检测 如图所示画有直角坐标系Oxy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的位置取得正确 测出角 和 便可求得玻璃的折射率 某学生在用上述方向测得玻璃的折射率时 在他画出的直线OA上竖直地插上了 P1 P2两枚大头针 但在y 0 的区域内 不管眼睛放在任何处 都无法透过玻璃砖看到 P1 P2的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到P1 P2的像 确定P3 位置的方法是 若他已正确地测得了 的值 则玻璃的折射线 n 答案 再另画一条更接近y轴正方向的直线OA 把大头针P1 P2竖直地插在所画的直 线上 直到在y 0 区域内透过玻璃砖能看到P1 P2的像 再在适当的位置插上大头针P3 用心 爱心 专心3 使P3挡住P1 P2的像 sin sin 提示 无法看到P1 P2的像是由于OA光线的入射角过大 发生全反射的缘故 P3能 挡住P1 P2的像说明OP3是OA的折射线 5 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 移去圆形玻璃和大头针后 在图中画出 1 沿P1 P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向 2 光线在玻璃内的传播方向 3 过光线的入射点作法线 标出入射角i和折射角r 4 写出计算玻璃折射率的公式 解析 1 P1P2光线为入射光线 P3P4为通过玻璃后的折射光线 2 O1O2光线为入射光线P1P2在玻璃中的折射光线 3 如图所示 4 n sini sinr 能力提升 1 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 用心 爱心 专心4 答案 1 AC 2 D n sinr sini 解析 将P1P2看做入射光线 P3P4看做出射光线 由图知 入射光线与界面垂直 进 入玻璃砖后 传播方向不变 由作出的光路图可知 A C 错误 而 B 中光路虽然正确 但入 射角和折射角均为零度 测不出折射率 只有 D 能比较准确测出折射率 角度如图所示 其折射率 n sinr sini 2 一个学生按照下图所示的小实验用广口瓶和直尺测定水的折射率 填写下述实验步 骤中的空白 用 测出广口瓶瓶口内径d 在瓶内装满水 将直尺沿瓶口边缘 插入水中 沿广口瓶边缘向水中直尺正面看去 若恰能看到直尺的 0 刻度 即图中A点 同时 看到水面上B点刻度的像恰与A点的像相重合 若水面恰与直尺的C点相平 读出 和 的长度 由题中所给条件 可以计算水的折射率为 答案 直尺 竖直 n AC BC d2 AC2 d2 BC2 用心 爱心 专心5 3 2010 江西白鹭洲中学高二检测 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 预先在圆周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 则 1 若 AOF 30 OP3与OC的夹角为 30 则P3处所对应的折射率的值为 2 图中P3 P4两位置中 填 P3 或 P4 处所对应的折射率大 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 若保持 AOF 30 不变 用该装置能测量的最大折射率的值不超过 答案 1 2 P4 3 1 4 2 3 4 探究创新 利用插针法测玻璃的折射率 实验中先将玻璃砖固定在水平桌面的白纸 上 画出玻璃砖两侧界面MN PQ 在玻璃砖的一侧插好P1 P2大头针后 某同学发现在 P1 P2的同侧通过玻璃砖在如图所示位置也可观察到P1 P2的像 于是他在白纸上插大头 针P3 使P3挡住P1 P2的像 同样的方法 他又插下大头针P4 使P4挡住P3和P2 P1的 像 取走玻璃砖 画P1 P2连线交MN于O点 P4 P3连线交MN于O 点 测出P1 P2连 线与MN间的夹角 30 玻璃砖的厚度h 2 00cm OO 两点间的距离l 3 00cm 则 玻璃砖的折射率为多少 答案 1 44 解析 将P1 P2所