2024-2025学年新教材高中物理第4章光分层作业24实验测量玻璃的折射率新人教版选择性必修第一册

分层作业24实验:测量玻璃的折射率1.(2024河南信阳高二月考)在测量玻璃的折射率实验中:(1)为了取得较好的实验效果,下列说法正确的是。

A.必须选用上下表面平行的玻璃砖B.选择的入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些(2)一位同学在画界面时,不小心将两界面aa'和bb'间距画得比玻璃砖宽度大些,如图甲所示,则他测得的折射率(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3)另一位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,并延长OO'交圆于C点,过A点和C点作垂直于法线的直线分别交于B点和D点,如图乙所示,则他只需要测量,就可求出玻璃的折射率n=。

2.(2024山东泰安高二月考)在“用插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中,取一块半圆形玻璃砖,O为圆心,如图所示,点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置,其中O、P1、P2三点在同一直线上。(1)在某次测量中,测得∠P1OF=45°,∠P4OE=60°,则该玻璃砖的折射率为。

(2)实验时,若在插P3处的大头针时,不小心将玻璃砖逆时针转动一个角度(O点不变),则折射率的测量结果(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

3.(2024江西九江高二月考)用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3,在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓,如图所示。(1)在图中画出所需的光路图。(2)为了测出该三棱镜的折射率,需要测量的物理量是,在图上标出它们。

(3)计算折射率的公式是n=。

4.(2024山东青岛高二月考)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的像挡住,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以及P1和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示(O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1、P2点的入射光线)。(1)在图甲中补画出完整的光路。(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角θ1和折射角θ2,请在图甲中的AB分界面上标出这两个角。(3)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图乙所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率n=。

参考答案分层作业24实验:测量玻璃的折射率1.解析(1)插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故A错误;为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,故B错误;为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上,故C正确;大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,误差会减小,效果会好些,故D正确。(2)如图所示,实线是真实的光路图,虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图,由图看出,在这种情况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。(3)根据折射定律得,n=sin∠AOBsin∠DOC=ABRCDR=答案(1)CD(2)偏小(3)AB、CD的距离AB2.解析(1)根据光的折射定律,该玻璃砖的折射率n=sin60°(2)玻璃砖逆时针转动一个角度后,作出射光线时得到的∠P4OE偏大,故折射率的测量结果偏大。答案(1)62(2)3.解析(1)光路图如图所示,画出通过P1、P2的入射光线,交AC于O,画出通过P3、P4的出射光线交AB于O',连接OO',则光线OO'就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线。(2)在所画的图上过O点画出AC的垂线,即法线,并注明入射角θ1和折射角θ2,用量角器量出θ1和θ2(或在入射光线和折射光线延长线上取一点E、G,分别过E、G两点向法线作垂线,垂足分别为F、G,用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)。(3)n=sinθ1sinθ2(或因为sinθ1=EFOE,sinθ2=GH答案(1)见解析图(2)θ1、θ2(或EF、OE、GH、OG的长度)见解析图(3)sin4.解析(1)连接P3、P4并延长,与圆弧CD交于一点,此交点为光线从玻璃砖中射出的位置,又由于P1、P2的连线与圆弧AB的交点为光线进入玻璃砖的位置,连接两点即可作出玻璃砖中的光线,如图所示。(2)连接