专题80测量玻璃砖的折射率试验解析版

1、20152020年六年高考物理分类解析专题80、测量玻璃砖的折射率实验1. (2019高考理综天津卷)(2)某小组做测立玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺, 圆规，笔，白纸。 下列哪些措施能够提高实验准确程度。A. 选用两光学表而间距大的玻璃砖B. 选用两光学表面平行的玻璃砖C. 选用粗的大头针完成实验D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距藹尽量大些 该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是oABCD 该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画岀光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B

2、点,再过A、8点作法线NN的垂线，垂足分別为C、D点,如图所示，则玻【名师解析】做测立玻璃的折射率实验，能够提高实脸准确程度的是：选用两光学表而间距大的玻璃砖 有助于提髙确定折射角的准确程度，插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，有助于提高确定入 射角和折射角的准确程度，选项AD正确。根据光通过平行玻璃砖的光路可知，入射线和出射线平行，在玻碉砖中折射角小于入射角，所以实验操作正确的是BAC由折射圧律，玻碉的折射率 = aBD2. （2012-浙江）在测圧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191 甲所示。图19亠甲图19亠乙图19J 丙（1）在图194-乙中画出完

3、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，匸（保留3为有效数字）；（3）为了观测光在玻璃砖不同表而的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了 8枚大头针，如图191丙所示。图中巴和B是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是巴和（填或矿）。【参考答案】（1）完整的光路图如图。（2） 1.51 （3） A图19亠J【名师解析】画出完整的光路图如图19-1-J所示。测呈出入射角和折射角，由折射定律，求得i亥玻璃砖的 折射率n=1.51.凡和B是同一入射光线上的2枚大头针，由于入射界而和出射界而不平行，岀射光线将向 下偏折，所以其对应出射光线上的

4、2枚大头针是巴和A。【点评】若待测玻碉砖两界而平行时，入射线和岀射线平行；若待测玻璃砖两界而不平行时，入射线和出 射线不平行。注解：利用插针法测虽玻璃折射率，画出入射线、法线和折射线后，町以通过测虽入射角、折射角.利用 折射上律得出折对率；也町以以入纣虫作为岡心祖出单位I汕取位鬪Ij入射线和折对线和交匸分别过这两个交点作法线的垂线测量这两段垂线的长度，这两段垂线的长度的比值等于玻璃折射率。高考模拟丿1、（2018-河北沧州模拟）（1）（10分）两位同学用两面平行的玻璃砖做雪则左玻璃的折射率实验. 甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径 画圆，交

5、0（/延长线于C点，过A点和C点作垂直于法线的线段分别交法线于B点和D点，如图所示测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n=（用图中线段表示） 乙同学在画界面时，不小心将两界而ab和cd间距画得比玻璃砖宽度大些，下界而与实际相同，如图所示.若操作无気 则他测得的折射率比真实值（填“偏大偏小或怀变）【参考答案】萨偏小【名师解析】题图甲中AO为入射光线，OCT是折射光线，设光线在玻璃砖上表而的入射角为i,折射角为n则由几何知识得到sini=ABAO1又AO=OC,则折射率尸泮=墙.“测立玻璃砖折射率的实验原理是折射怎律n=.如图所示，右边实线表示实际的光路图，左边虚 线表示作图光路图，由图可看出，画图

6、时的入射角不变、折射角比实际的折射角变大，由折射龙律可知， 测岀的折射率变小.2.某小组做测左玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度。A. 选用两光学表而间距大的玻璃砖B. 选用两光学表面平行的玻璃砖C. 选用粗的大头针完成实验D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距藹尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，英中实验操作正确的是0 该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画岀光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、 折射光线分别交于A、B点，再过儿B点作法线NN，的垂线，垂足

7、分别为C、D点,如图所示，则玻璃的折射率|匸。（用图中线段的字母表示）【名师解析】 采用插针法测龙光的折射率的时候，应选定光学表而间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加活晰，减 小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表而是否平行不影 响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误。 根据光的折射疋律可知当选用平行的玻璃砖时岀射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光 的岀射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误.sin ZBOD = R ,联立解得ACsin ZAOCn =由折射定律可知折対率sin ABOD .3. （4

8、分）【加试题】（2019浙江杭州模拟4）如图所示，某同学利用方格坐标纸来测定半圆形玻璃砖的折 射率。其中，OA作为入射光线，是首先画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上Pl、P2两 枚大头针，如图放上玻璃砖（如粗黑线所示），然后插上P3、P4大头针。4 n（1） 其中他确定P4大头针位苣的方法应当是：:（2）若该同学实验操作规范准确，英记录情况如图所示。则该同学利用图示的记录情况可测得玻璃砖的折射率n=【参考答案】【共4分，每空2分】（1）透过玻璃砖看，使P4大头针挡住P1P2和P3三枚大头针的像（2）1.5【名师解析】图中以半圆形玻璃砖的圆心画出了圆，若取圆的半径为1，则入射角的正

9、弦值可表示为6,折 射角的正弦值可表示为4,由折射泄律可得n=1.5.4. （2019浙江大学附中模拟）小李同学利用激光笔和角度圆盘测一半圆形玻璃砖的折射率，如图所示 是他用手机拍摄的某次实验现象照片，图中有三条明亮的光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖 一起绕圆心（填“顺时针或者“逆时针”）缓慢转动了 5。，发现光线恰好消失了，那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n=【参考答案】顺时针&【名师解析】圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动，入射角逐渐增大，当入射角等于临界角时发生全反射，折射光线消失，由题得全反射临界角C=45，由sinC=丄得2血n【关键点拨】圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢

10、转动，入射角等于临界角时发生全反射，折射光线消失，由图读出临界角C,再由sinC=-求折射率。本题利用全反射知识测定玻璃砖的折射率，其原理是全反射临界角公式 nsinC=i ,关键要理解并掌握全反射产生的条件。n5图2甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的装置示意图。他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作岀了图乙所示的折射角正弦（sin /）与入射角正弦n F）的关系图象。则下列说 法正确的是（）图27A. 该玻璃的折射率B. 该玻璃的折射率n=1.5C. 在由空气进入该玻璃中传播时，光波频率变为原来的扌D. 在由空气进入该玻璃中传播时，光波波长变为原来的1.5倍【参考答

11、案】B【名师解析】 由折対徒律”=黑可知折射角正弦（sin r）与入射角正弦（sin 0的关系图象的斜率的倒数表示 折射率，所以“=|=1.5,选项A错误，B正确：在由空气进入该玻璃中传播时，光波的频率不变，光 2波波长变为原来的矛 选项C、D错误。6.（10分）一同学在水平桌而上铺放一张白纸，将一横截面是直角三角形的玻璃砖平放在白纸上，并用铅 笔将英边缘画在白纸上，得到如图所示的直角三角形ABC,在白纸上作一垂直BC边的直线，在该直线上竖 直插上戸、B两颗大头针，然后从玻璃砖的期一个而透过玻璃砖观察戸、P2的像，在白纸上竖直插上几、 P4两颗大头针,使P3挡住九P2的像,P4挡住P3及円、P2的像,大头针的位置如图所示.作出该光束完整的光路图：）测得出射光线与ab边的夹角为e（e为锐角），测出直角三