高中物理 加强练习第十四章　135.实验：测量玻璃的折射率

135.实验：测量玻璃的折射率(分值：25分)1.(7分)(2026·山西朔州市检测)如图所示，某同学用一个烧杯和一把刻度尺测定水的折射率，实验步骤如下。(1)用刻度尺(可以视为线状物)测出烧杯杯口内径d(图中OC的距离)。(2)将刻度尺沿烧杯杯口边缘竖直插入烧杯中，刻度尺的零刻度(A点)与烧杯底部接触，刻度尺在烧杯杯口位置(C点)的刻度值为x1。(3)从某一方向通过杯口O点看，恰好可以直接看到刻度尺上的B点刻度值x2，接下来往烧杯内注满水，在相同位置相同方向观察，恰好能看到刻度尺的A点。(4)(3分)在烧杯内注满水后，眼睛恰好能看到刻度尺的A点时，该同学同时还可以通过水面反射光线看到刻度尺上的刻度值为。

(5)(4分)根据以上测量和观察结果，可以计算出水的折射率n=。

答案(4)2x1-x2(5)d解析(4)在烧杯内注满水后，眼睛恰好能看到刻度尺的A点时，该同学同时还可以通过水面反射光线看到刻度尺上B点的对称点的刻度值为x3=x1+(x1-x2)=2x1-x2(5)水的折射率为n=sin根据几何关系得sinα=dd2+(x1-解得n=d22.(9分)(2025·重庆市三模)小王同学欲利用“插针法”测定某方形玻璃的折射率，正确操作后，作出的光路图如图甲所示。因手中无量角器，该同学便以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再分别过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图乙所示。(1)(3分)下列关于大头针P3、P4的位置，说法正确的是。

A.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像B.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像C.插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3D.插上大头针P4，使P4仅挡住P3(2)(3分)测出线段OA、OM、ON的长度分别为5cm、3cm、4cm，则该玻璃的折射率n=。

(3)(3分)另一同学在实验时因粗心将法线画歪了(如图丙)，在其他操作均正确的情况下，则他测得的折射率将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案(1)AC(2)43(3)解析(1)确定大头针P3的位置的方法是使大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上，确定大头针P4的位置的方法是使大头针P4能挡住P1、P2的像和P3，则P4必定在出射光线方向上。故选A、C。(2)由题图乙可知，OA=OB=5cm，根据几何关系有cos∠AOM=OMOA=35，cos∠BON=ONOB=45，解得∠AOM=53°，∠BON=37°，根据折射定律可得n=sin∠(3)由题图丙可知，入射角和折射角都减小相同的角度Δθ，则折射率的测量值为n测=sin(i-Δθ)sin(r-Δθ)，真实值为n真=sinisinr，因r<3.(9分)某同学利用如图甲所示装置测量透明溶液的折射率。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。(1)(3分)首先让容器从图乙(俯视图)所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点，光从隔板射到空气中时发生了(选填“折射”“反射”或“全反射”)；

(2)(3分)该同学测得转盘转动角速度为ω，随着转盘继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经Δt时间后亮点消失。在Δt时间内，容器旋转角度θ0=；

(3)(3分)已知：光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有sinθ1sinθ2=n2n1。若空气折射率为1，隔板折射率为答案(1)全反射(2)ωΔt(3)1解析(1)由题意可知当屏上无光点时，说明光线从隔板射到空气上时发生了全反射；(2)由题图甲可知容器与转盘同轴转动，二者角速度相同，则θ0=ωΔt；(3)出现亮点时，光从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知从出现亮点到亮点消失，容器旋转的角度ωΔt=2θ光恰好能