《2018版高考物理一轮复习 专题61 测定玻璃的折射率（测）（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理一轮复习 专题61 测定玻璃的折射率（测）（含解析）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -专题专题 6161 测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率【满分：满分：110110 分分 时间：时间：9090 分钟分钟】一、实验题一、实验题( (共共 1010 题，每小题题，每小题 1111 分，共分，共 110110 分分。) )1如图，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合。OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线OA与y轴正方向的夹角，是直线OP3与y轴负方向的夹角。只要直线OA画得合适，且P3的位置选择正确，测出角和，便可求得玻璃的折射
2、率。（1）某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y0 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，其原因是_。（2）他应采取的措施是_。（3）若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是_。（4）若他已正确地测出了、的值，则玻璃的折射率n_。【答案】 （1）因为入射角太大发生了全反射 （2）另画一条更靠近y轴正方向的直线OA，把大头针P1、P2竖直插在所画的直线上，直到在y0 区域透过玻璃砖能看到P1、P2的像。（3）插上大头针P3，使P3刚好能挡住P1、P2的像 （4） sin sin （3）定P3位
3、置的方法是：插上大头针P3，使P3刚好能挡住P1、P2的像；（4）根据折射率公式得到sinnsin 点睛：本题考查了全反射及产生的条件，用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的原理是折射定- 2 -律，根据原理确定确定 P3位置的方法2(1)光线由一种介质射向另一种介质时，若这两种介质的折射率不同，则光线_A.若进入介质中，传播速度一定改变B.若进入介质中，传播方向一定改变C.一定能进入介质中传播D.不一定能进入介质中传播(2)如图所示，平面 MN 是介质与真空的交界面，介质中有一点 A，真空中有一点 B，P 是A、B 连线与界面的交点，如果 A 点发出的一束激光，射到界面上的 Q 点(图中未画出)，
4、进入真空后经过 B 点则 Q 点在 P 点的_ (填“左侧”或“右侧”)(3)放在空气中的玻璃砖，如右图所示，有一束光射到界面 ab 上，下列说法正确的是_A.在界面 ab 入射角大于临界角的光将不会进入玻璃砖B.光传播至界面 cd 后，有可能不从界面 cd 射出C.光射到界面 ab 后，不可能发生全反射D.光传播至界面 cd 后，一定会从界面 cd 射出【答案】 AD 左侧 CD（3）产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光从空气进入玻璃- 3 -砖时，不会产生光的全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面 ab 进入玻璃砖故 A 错误，C 正确由于 ab 与 cd 两个表
5、面平行，根据几何知识得知，光线在 ab 面上的折射角等于在 cd 面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界面 cd 射出，故 B 错误，D 正确故选 CD3（1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa 和 bb 分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1和 P2，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 P3和 P4。在插 P3和 P4时，应使_（选填选项前的字母）。AP3只挡住 P1的像BP4只挡住 P3CP3同时挡住 P1、P2的像DP4挡住 P3及 P1、P2的像（2）按（1）中的做法确定大头针 P3和
6、P4的位置如图所示，请你将光路图补充完整，并在图中标出需要测量的量，则玻璃砖的折射率可表示为 n=_。（用图中标出的测量量表示）【答案】 CD 光路如图所示，需要测量的量是图中角 和角ir- 4 -（2）光路图如图所示，根据折射定律可知需要测量入射角和折射角，即测量的量是图中角和角ir4利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。（1）此玻璃的折射率计算式为 n=_（用图中的表示）12、（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。（3）乙同学在画界面时,不小心将两
7、界面 aa、bb 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率_(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)【答案】 大 偏小12cos cosn - 5 -折射角的测量值偏大，则由得，折射率测量值偏小；sin sininr【点睛】对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差5用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针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。在纸上标出的大头针位置和三棱镜
8、轮廓如图所示。（1）在图上画出所需的光路图_。（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，在图上标出需要测量的量_。（3）计算折射率的公式 n=_(用所标字母表示)。- 6 -【答案】 如图中所示 用所标量写出sin sininr（2）如图中所示（3）如图，光线在棱镜左侧面上折射时入射角为 i，折射角为 r，根据折射定律得到折射率sin sininr6在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图，（1）在实验中，如果用量角器分别量出入射角1和折射角2，那么，该玻璃砖的折射率的表达式为n=_（2）在实验数据的处理中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的
9、信息，判断他们论证做得是否正确.甲同学设计的表格是：- 7 -次数入射角1 sin1折射角2sin2n1300.50020.90.3571.402450.70730.50.5081.393600.86638.00.6161.411.40乙同学设计的表格是：次数123角平均值正弦值n入射角1304560450.707折射角220.930.538.028.80.4971.42答：上述两位同学做得正确的是_.（填“甲”或“乙”）（3）若甲在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直,出现如下图（a）所示的倾斜；若乙在放置玻璃砖时,玻璃砖的平面没有与aa重合，出现如下图（b）所示的偏差，则他们测
10、得的折射率比真实值_A. 甲、乙均偏小B. 甲、乙均偏大C. 甲偏大、乙偏小D. 甲偏小，乙偏大【答案】 （1） （2）甲 （3）A12sin sin - 8 -点睛：本题用插针法测量玻璃砖的折射率，数据处理时，每组所测量的折射率是同一介质的，是相关联的，可取平均值对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差7在做测定玻璃折射率的实验时：（1）如图所示，在测定玻璃的折射率的过程中，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B的像把A的像档住。如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，应使它把_挡住，插第四个大头针D，使它把_档住，那么后两个大头针就确定了从玻璃
11、砖射出的光线。（2）某同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的 ab和 cd都比实际侧面向外侧平移了一些,如图所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在 ab和 cd上，则测出的 n 值将_.（偏大、不变或偏小）- 9 -【答案】 （1）A、B 的像同时 AB 的像及 C （2）变小点睛：本题首先要懂得实验的原理：折射定律，其次要会用作图法分析入射角、折射角的误差，再分析折射率的误差8在测定玻璃折射率的实验中，有以下实验步骤：A在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线 aa对齐，并画出与另一长边对齐的直线bbB 在白纸上画一直线 aa，并取 aa上的一点 O 为入射点，作过 O 的垂
12、线 MN。C画出线段 AO 为入射光线，并在 AO 上插上 P1、P2两根大头针D用量角器测量入射角 i 和折射角 ，并查表查出其正弦值 sini 和 sinE通过玻璃砖观察并调整视线方向，使 P1的像被 P2挡住；然后在观察一侧插上大头针 P3，使 P3挡住 P2、P1的像；再插上大头针 P4，挡住 P3及 P2、P1的像。F移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P3，P4的针孔位置确定经玻璃砖的出射光线 O/P3及- 10 -出射点 O/；连接 O 及 O/的线段 OO/。G改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的比值 ，并取平均值。 （1）将上述实验步骤按合理的操作顺序排列，并将步骤的字母代
13、号依次填写入以下横线上：_（2）、几位同学做“用插针法测定玻璃的折射率”实验，图示直线aa、bb表示在白纸上画出的玻璃的两个界面几位同学进行了如下操作：A甲同学选定的玻璃两个光学面aa、bb不平行，其它操作正确B乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界aa、bb后，将玻璃砖向aa方向平移了少许，其它操作正确C丙同学在白纸上画aa、bb界面时，其间距比平行玻璃砖两光学界面的间距稍微宽些，其它操作正确上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是_（填写字母代号）【答案】 BACEFDG AB- 11 -故选 AB点睛：对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即
14、可分析折射率的误差. 9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C无论 A、B 连线与法线 NN夹角多大(90 )，光线 OO都不可能在 a 面上发生全反射D若 A、B 连线与法线 NN夹角较大(90)，光线
15、 OO有可能在 a 面上发生全反射【答案】 大头针 C 挡住 A、B 的像 大头针 D 挡住 C 以及 A、B 的像 AC- 12 -10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，其中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_(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角_(3)用所
