【志鸿优化设计】2014届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14 测定玻璃的折射率（含解析） 鲁科版

1 实验实验 1414 测定玻璃的折射率 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 sin 1 sin 2 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O B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 sin 1 sin 2 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 2 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 光线是由空气射入玻璃的 B 玻璃的折射率为 0 67 C 玻璃的折射率为 1 2 D 玻璃的临界角的正弦值为 0 67 2 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 3 1 若 AOF 30 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 4 参考答案参考答案 考向探究突破考向探究突破 题例 答案 答案 挡住C及A B的像 1 8 1 6 1 9 都算对 解析 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 n sin i sin r 1 8 EG FQ 1 30 cm 0 72 cm 演练巩固提升演练巩固提升 1 AD 解析 解析 根据折射定律 n 1 则知光线是由空气射入玻璃的 A 正确 sin i sin r sin C 0 67 故 D 正确 n 1 49 B C 错误 1 n sin i sin r 1 0 67 2 答案 答案 1 5 解析 解析 由题图可知 sin AOB sin DOC OA OC R 根据n 知 n AB OA CD OC sin i sin r 1 5 sin AOB sin DOC AB CD 102 82 4 3 答案 答案 1 2 P4 3 1 3 解析 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 1 60 2 AOF 30 所以n sin 1 sin 2 sin 60 sin 30 3 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 答案 1 如解析图所示 2 1 51 3 A 解析 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 CD OC C D OC OC OC 则折射率n 用刻度尺测量CD C D 代入测量数据可得 sin sin CD C D 5 n 1 51