测玻璃折射率实验

试卷第=page44页，总=sectionpages44页试卷第=page11页，总=sectionpages44页1．利用“插针法”也可以测量不平行玻璃砖的折射率。如图，就是利用“插针法”测量玻璃砖ABCD(玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行)折射率的实验光路图，请你分析与该实验相关的下列问题。(1)出射光线O/Q与入射光线PO 。(填“平行”或“不平行”)(2)对本题实验数据的处理可采用如下方法：以入射点O为圆心，取一合适的长度为半径作圆，该圆与入射光线PO交于M点，与折射光线OO/的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，其垂足分别为N、E，现测得MN=1.68cm；EF=1.12cm，则该玻璃砖的折射率n= 。2．如图，标有直角坐标系Oxy的白纸放在水平桌面上，半圆形玻璃砖放在白纸上，圆心在坐标的原点，直径与x轴重合，OA是画在白纸上的直线，P1、P2是竖直插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直插在白纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β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，测得角α和β，便可求得玻璃的折射率n。某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像。(1)他应该采取的措施是。(2)若他己透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定了P3位置的方法是。(3)若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n=。3．在做测定玻璃折射率的实验时：甲a甲abcd乙a'b'c'd'(1)甲同学在纸正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将_______．（填“偏小”、“不变”、“偏大”）(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面外侧平移了一些，如图乙所示，以后的操作都是正确的，画光路时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n值将________．（填“偏小”、“不变”、“偏大”）4．如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1像和P2像，当P1的像恰好被P2像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.①在答题纸的图上画出对应的光路；②为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB作为分界面，需要测量的量是和，在图上标出它们；③三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=.④若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图中的虚线位置底边仍重合），则以AB作为分界面，三棱镜材料折射率的测量值真实值（填“大于”、“小于”、“等于”）.5．如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化.设θ1＝45°，玻璃对该光的折射率为eq\r(2)，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.6．（选修模块3—4）（7分）（1）（3分）运动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是.A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为淄D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决去他离波源的距离E.若p点与波源距离s=淄T，则质点p的位移与波源的相同（2）（4分）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值为sini=0.75.求：（1）光在棱镜中传播的速率；（2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程.（不考虑返回到AB和BC面上的光线）.7．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如下图所示(O为两圆弧圆心；图中已画出经P1、P2点的入射光线)。(1)在图上补画出所需的光路图，并在图中标出入射角i和折射角r。(2)用所测物理量计算折射率的公式是n=________；(3)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量____________(小一些，无所谓，大一些)8．在《测定玻璃砖的折射率》的实验中，有一位同学根据所学光学知识采用另一种方法测定了半圆柱形玻璃砖的折射率。该同学的具体做法是：先在白纸上作两条互相垂直的直线MN和QO，交点为O，再以O为圆心画一玻璃砖相同的半圆；将玻璃砖平放在白纸上，使其与所画的半圆重合，在玻璃砖外的QO上插两枚大头针P1和P2，然后缓慢让玻璃砖绕O点顺时针转动，并且在直径AB这一侧不断观察，当玻璃砖转动到一定的位置时，突然发现在这一侧任何位置都看不到P1和P2的像，记下这时玻璃砖的位置，如图所示，然后移去玻璃砖。请你根据上述实验过程，回答下列问题（1）该同学需要测出的物理量及符号是。（并请在图中标出）（2）计算折射率的表达式为。（用所测物理量的符号表示）9．（7分）如图所示，为插针法测定两面平行的玻璃砖折射率的实验，试完成下列填空：（1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针A、B，AB连线为入射光线，放上玻璃砖，在玻璃砖的另一侧垂直纸面插大头针C、D，使大头针C_______________，大头针D_________________，连接C、D即为出射光线。（2）对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是_______（填选项前字母）A．为了减小作图误差，C和D间的距离应适当取大些B．为减少测量误差，A和B的连线与玻璃砖界面的夹角应取得越大越好D．若A、B连线与法线NN’夹角较大(<90º)，光线OO’有可能在a’面上发生全反射10．(14分)用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率。（1）下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有_________。A．在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面B．在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面C．画一条线段代表入射光线D．画一条线段代表折射光线E．画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径（2）放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P2挡住P1的像；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P3，P4，使_________挡住_________的像，_________挡住_________的像。P1、P2、P3、P4在纸上的位置如图所示，虚线代表玻璃砖的四个面。①在图上将实验所需的图补充完整；②测量工具是量角器，为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量是___________，在图上标出它们；③计算折射率的公式n＝。(要求用②中测得的物理量表示)评卷人得分四、计算题（题型注释）评卷人得分五、作图题（题型注释）评卷人得分六、简答题（题型注释）【物理吧wuli.cc】【物理吧wuli.cc】答案第=page22页，总=sectionpages33页答案第=page33页，总=sectionpages33页参考答案1．(1)不平行，(2)1.5【解析】本题考查的是插针法测玻璃的折射率问题。由实验可知出射光线和入射光线是平行的。2．(1)减小α角（意思正确即可得分）(2)用P3挡住P1和P2的像(3)sinβ/sinα【解析】(1)无法透过玻璃砖看到P1、P2的像是因为发生了全反射，减小入射角即可（2）用P3挡住P1和P2的像（3）由折射定律可知折射率为sinβ/sinα3．（1）不变，（2）偏小，【解析】（1）用实线表示真实的折射光线，虚线表示按实验方法作出的折射光线，如图所示，根据几何知识可得OO1O1′O′是一个平行四边形，即按实验步骤所得的折射光线与实际的折射光线相互平行，故折射角的测量值和真实值相等，所以该同学测得的折射率与真实值大小相等。（2）同理可画出光路图分析出偏小。4．入射角、折射角，，大于如图示，当三菱镜向右平移时，折射角变小，三棱镜材料折射率的测量值大于真实值。【解析】略5．(1)厚【解析】如图示:由折射定律可知，射出玻璃的光线和进入玻璃的光线是平行的，当玻璃变厚图中虚线示，光斑向左移动；如右图示由，得到6．（1）ABE…………………3分（2）（1）由折射率公式n=代入数据得v=2×108m/s………………（2）设光线进入棱镜后的折射角为r由=n得r=30°……………………1分在△NBD中，∠BND=60，∠BDN=45，光线射到BC界面时的入射角i1=60∠BDN=45在BC界面上发生全反射故光线沿DE方向垂直于AC边射出棱镜.…………1分作出光路图……………………1分【解析】（1）p质点振动情况跟波源完全相同，周期一定为T，开始振动的方向与波源相同，因为振动过程中无能量损失，所以振幅不变，若p点与波源距离整数个波长，则质点p的位移与波源的相同，所以选ABE（2）（1）由折射率公式n=代入数据得v=2×108m（2）设光线进入棱镜后的折射角为r由=n得r=30°在△NBD中，∠BND=60，∠BDN=45，光线射到BC界面时的入射角i1=60∠BDN=45在BC界面上发生全反射故光线沿DE方向垂直于AC边射出棱镜.如图可得光路7．(1)略（3分）(2)sini/sinr（2分）(3)小一些（3分）【解析】略8．（1）玻璃砖转