2013年高考物理复习 知能演练提升 第十二章 实验 测定玻璃的折射率

1 20132013 年高考物理复习年高考物理复习 知能演练提升 第十二章知能演练提升 第十二章 实验实验 测定玻测定玻 璃的折射率璃的折射率 1 1 某同学做某同学做 测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率 实验时 用他测得的多组入射角实验时 用他测得的多组入射角 1 1与折射角与折射角 2 2 作出作出 sinsin 1 1 sinsin 2 2图像如图实 图像如图实 8 8 所示 下列判断中不正确的是所示 下列判断中不正确的是 A A 他做实验时 研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 他做实验时 研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 B B 玻璃的折射率为 玻璃的折射率为 0 670 67 C C 玻璃的折射率为 玻璃的折射率为 1 51 5 D D 玻璃的临界角的正弦值为 玻璃的临界角的正弦值为 0 670 67图实 图实 8 8 解析 由解析 由 sinsin 1 1 sinsin 2 2图线可知图线可知 1 51 5 1 1 而介质的折射率都比真 而介质的折射率都比真 s si in n 1 1 s si in n 2 2 1 1 0 0 6 67 7 空空 或空气或空气 的的n n0 0 1 1 大 故光是从空气射入玻璃的 入射角为大 故光是从空气射入玻璃的 入射角为 1 1 A A 项正确 由折射率项正确 由折射率 定义知定义知n n 1 51 5 C C 项正确 项正确 B B 项错误 由临界角定义可知临界角的正弦值项错误 由临界角定义可知临界角的正弦值 sinsinC C 0 670 67 D D 项正确 项正确 1 1 n n 答案 答案 B B 2 2 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中 已画好玻璃砖用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中 已画好玻璃砖 界面界面aaaa 和和bbbb 后 不慎将玻璃砖向上平移了一些 放在图实 后 不慎将玻璃砖向上平移了一些 放在图实 9 9 所示所示 的位置上 而实验中其他操作均正确 测得的折射率将的位置上 而实验中其他操作均正确 测得的折射率将 A A 偏大 偏大 B B 偏小 偏小图实 图实 9 9 C C 不变 不变 D D 无法确定 无法确定 解析 经过玻璃砖的光路如图中实线所示 由于所作的玻璃砖分解析 经过玻璃砖的光路如图中实线所示 由于所作的玻璃砖分 界线不是实际的分界线 如图中虚线所示 由几何知识可知 测出的界线不是实际的分界线 如图中虚线所示 由几何知识可知 测出的 折射角与正确值相同 折射角与正确值相同 答案 答案 C C 3 3 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率 他的实验方法和某同学用插针法测定玻璃砖的折射率 他的实验方法和 操作步骤正确无误 但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光操作步骤正确无误 但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光 学面学面aaaa 与与bbbb 不平行 如图实 不平行 如图实 1010 所示 则所示 则 A A AOAO与与O O B B两条直线平行两条直线平行 B B AOAO与与O O B B两条直线不平行两条直线不平行 C C 他测出的折射率偏大 他测出的折射率偏大图实 图实 1010 D D 他测出的折射率不受影响 他测出的折射率不受影响 解析 如题图所示 在光线由解析 如题图所示 在光线由aaaa 面进入玻璃砖的偏折现象中 由折射定律知 面进入玻璃砖的偏折现象中 由折射定律知 2 n n s si in n s si in n 在光线由在光线由bbbb 面射出玻璃砖的现象中 同理面射出玻璃砖的现象中 同理n n s si in nr r s si in ni i 若若aaaa 与与bbbb 平行 则平行 则i i 因此 因此 r r 此时入射光线 此时入射光线AOAO与出射光线与出射光线O O B B平平 行 行 若若aaaa 与与bbbb 不平行 则不平行 则i i 因此 因此 r r 此时入射光线 此时入射光线AOAO与出射光线与出射光线O O B B 不平行 选项不平行 选项 B B 正确 正确 在具体测定折射率时 要求实验方法 光路均准确无误 折射率的测量值应不受在具体测定折射率时 要求实验方法 光路均准确无误 折射率的测量值应不受 aaaa 与与bbbb 是否平行的影响 选项是否平行的影响 选项 D D 正确 正确 答案 答案 BDBD 4 4 在用插针法测定玻璃的折射率的实验中 某同学操作步骤如下 在用插针法测定玻璃的折射率的实验中 某同学操作步骤如下 用图钉将记录光路的白纸固定在平板上 用图钉将记录光路的白纸固定在平板上 手拿玻璃砖的毛面或棱 将其轻放在白纸上 手拿玻璃砖的毛面或棱 将其轻放在白纸上 用铅笔环绕玻璃砖画出边界用铅笔环绕玻璃砖画出边界aaaa 和和bbbb 在在aaaa 上选择一点上选择一点O O 作为不同入射角的入射光线的共同入射点 画出入射角 作为不同入射角的入射光线的共同入射点 画出入射角 1 1分别为分别为 0 0 30 30 45 45 的入射光线 的入射光线 用用 插针法插针法 分别得到各条入射光线的出射光线 观察时着重看大头针针帽是否分别得到各条入射光线的出射光线 观察时着重看大头针针帽是否 在一条直线上 取下玻璃砖 大头针 连接各针孔 发现所画折射光线中有两条相交 在一条直线上 取下玻璃砖 大头针 连接各针孔 发现所画折射光线中有两条相交 量出各个折射角量出各个折射角 2 2 按公式分别计算按公式分别计算 取三个值的算术平均值 取三个值的算术平均值 s si in n 1 1 s si in n 2 2 1 1 以上步骤中有错误或不妥之处的是以上步骤中有错误或不妥之处的是 2 2 应改正为应改正为 解析 解析 1 1 有错误或不妥之处的是有错误或不妥之处的是 2 2 中应先画出一条直线 把玻璃砖的一边与其重合 再使直尺与玻璃砖的界面对中应先画出一条直线 把玻璃砖的一边与其重合 再使直尺与玻璃砖的界面对 齐 移开玻璃砖后再画边界线 齐 移开玻璃砖后再画边界线 中入射角要取中入射角要取 0 0 以外的三组数据 以外的三组数据 中大头针要竖中大头针要竖 直插牢 观察时看针脚是否在同一条直线上 直插牢 观察时看针脚是否在同一条直线上 答案 见解析答案 见解析 5 5 如图实 如图实 1111 所示 画有直角坐标系所示 画有直角坐标系xOyxOy的白纸位于水平桌面的白纸位于水平桌面 上 上 M 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 是放在白纸上的半圆形玻璃砖 其底面的圆心在坐标原点 直边与直边与x x轴重合 轴重合 OAOA是画在纸上的直线 是画在纸上的直线 P P1 1 P P2 2为竖直地插在直线为竖直地插在直线 OAOA上的两枚大头针 上的两枚大头针 P P3 3是竖直地插在纸上的第三枚大头针 是竖直地插在纸上的第三枚大头针 1 1是是 3 直线直线OAOA与与y y轴正方向的夹角 轴正方向的夹角 2 2是直线是直线OPOP3 3与与y y轴负方向的夹角 只要直线轴负方向的夹角 只要直线OAOA画得合画得合 适 且适 且P P3 3的位置取得正确 测出角的位置取得正确 测出角 1 1和和 2 2 图实 图实 1111 便可求得玻璃的折射率 便可求得玻璃的折射率 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OAOA上竖直地插上了上竖直地插上了 P P1 1 P P2 2两枚大头针 但在两枚大头针 但在y y 0 0 的区域内 不管眼睛放在何处 都无法透过玻璃砖看到的区域内 不管眼睛放在何处 都无法透过玻璃砖看到 P P1 1 P P2 2的像 他应采取的措施是的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到 若他已透过玻璃砖看到 P P1 1 P P2 2的像 确定的像 确定P P3 3位置的方法是位置的方法是 若他已正 若他已正 确地测得了确地测得了 1 1 2 2的值 则玻璃的折射率的值 则玻璃的折射率n n 解析 无法看到解析 无法看到P P1 1 P P2 2的像是的像是OAOA光线的入射角过大 发生全反射的缘故 光线的入射角过大 发生全反射的缘故 P P3 3能挡能挡 住住P P1 1 P P2 2的像说明的像说明OPOP3 3是是OAOA的折射光线 的折射光线 答案 另画一条更靠近答案 另画一条更靠近y y轴正方向的直线轴正方向的直线OAOA 把大头针 把大头针P P1 1 P P2 2竖直地插在所画的直竖直地插在所画的直 线上 直到在线上 直到在y y 0 0 区域透过玻璃砖能看到区域透过玻璃砖能看到P P1 1 P P2 2的像的像 插上插上P P3 3后 后 P P3 3刚好挡住刚好挡住P P1 1 P P2 2 的像的像 s si in n 2 2 s si in n 1 1 6 6 测定玻璃等腰直角三棱镜折射率的实验 先在白纸上放好三测定玻璃等腰直角三棱镜折射率的实验 先在白纸上放好三 棱镜 在棱镜的一侧插上两枚大头针棱镜 在棱镜的一侧插上两枚大头针P P1 1和和P P2 2 然后在棱镜的另一 然后在棱镜的另一 侧观察 调整视线使侧观察 调整视线使P P1 1的像被的像被P P2 2的像挡住 接着在眼睛所在的一的像挡住 接着在眼睛所在的一 侧插两枚大头针侧插两枚大头针P P3 3 P P4 4 使 使P P3 3挡住挡住P P1 1 P P2 2的像 的像 P P4 4挡住挡住P P3 3和和 P P1 1 P P2 2的像 在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图实 的像 在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图实 1212 所示 所示 图实 图实 1212 1 1 通过作图 画出通过通过作图 画出通过P P1 1 P P2 2的入射光线在棱镜中的折射光线 的入射光线在棱镜中的折射光线 2 2 如果测得该棱镜的折射率为如果测得该棱镜的折射率为 1 51 5 则垂直于 则垂直于ABAB边入射的光线能否从边入射的光线能否