高中物理第三章 磁场综合与测试练习

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[学生用书 P122]1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是(　　)A．玻璃砖的宽度宜大些B．入射角应尽量小些C．大头针应垂直的插在纸面上D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些解析：选ACD.玻璃砖的宽度大些，在某一入射角时，折射光线出射时其侧移明显，便于插针和测量，减小误差，A对．而入射角若尽量小，则光在玻璃中的折射角更小，增大了测量的相对误差，B错．大头针之间距离适当远些，且垂直的插在纸面上，可使出射光线和折射光线定位准确，从而减小实验误差，C、D正确．2．某同学做“测定玻璃折射率”实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2，作出sinθ1－sinθ2图象如图19－5－7所示．下列判断中正确的是(　　) 图19－5－7A．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率为1.5D．玻璃临界角的正弦值为0.67解析：选ACD.入射角为θ1，折射角为θ2，由折射定律n＝＞1知，sinθ1＞sinθ2，光是由空气射入玻璃的，A正确．从图可知sinθ1＝1时，sinθ2＝0.67有n＝＝≈1.5，C正确．据全反射条件知sinC＝＝0.67，D正确．1．某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射、折射、出射线后，以入射点O为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度．如图19－5－8所示，则下面四个表达式中，正确地表达折射率的关系式是(　　) 图19－5－8A．n＝　　　　　　 B．n＝C．n＝   D．n＝解析：选B.折射率的计算式是n＝，只要能求出sinθ1和sinθ2，就能计算出n.如题图所示，设圆的半径为R，∠AOB为入射角，∠EOF为折射角，则sinθ1＝sin∠AOB＝，sinθ2＝sin∠EOF＝，n＝＝.2．如图19－5－9所示，欲测一块半圆形玻璃砖的折射率，实验的主要步骤如下：①将半圆形玻璃砖放在白纸上，用铅笔画出它的直径AB，移走玻璃砖，并用刻度尺找出中点O，记下此点(即圆心)；②在圆弧侧的白纸上，作过O点且垂直直径AB的直线CO，放上玻璃砖，在CO上插两枚大头针P1和P2(距离适当远些)；③使玻璃砖以O为轴在白纸上缓慢地转动，同时眼睛向着AB透过玻璃砖观察P1和P2的像，当恰好看不到P1和P2的像时，停止转动玻璃砖，记下此时的直径A1B1的位置；④量出BO和B1O的夹角θ.若量得θ＝41°，sin41°＝0.66.则：图19－5－9 (1)实验是用________________现象进行的；(2)计算公式：n＝________________；(3)计算得：n＝________________.解析：这是用全反射法测折射率的题目．由于圆形玻璃的特点，从圆形以外区域射向圆心的光线是垂直进入的，这样就比较容易地画出玻璃中的入射光线了，当恰好看不到P1和P2的像时是发生全反射了，计算公式：n＝计算得：n＝1.52.答案：(1)全反射　(2)　(3)1.52 3．(2011年山东泰安模拟)如图19－5－10所示，将画有直角坐标系xOy的白纸置于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线上的两枚大头针，P3是竖直插在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，测出角度α和β，便可求得玻璃的折射率． 图19－5－10某同学用上述方法测量玻璃的折射率．他在画出的直线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，他应该采取的措施是：________；若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3位置的方法是：________.若他已正确地测得了α和β的值，则玻璃的折射率n＝________.答案：在白纸上另一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像　移动P3，使P3恰好挡住P1、P2的像　sinβ/sinα4．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图19－5－11所示．则他测出的折射率将__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；图19－5－11图19－5－12(2)乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图19－5－12所示，则他测得折射率将____________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．解析：(1)如图甲所示，甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角、折射角没有受到影响，因此测得的折射率将不变．(2)如图乙所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，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．答案：(1)不变　(2)偏小5．两个同学各设计一个数据记录表格．而且都已完成了计算，你认为谁是对的________．甲设计的表格是：序号θ1sinθ1θ2sinθ2n130°0.50020.9°0.3571.401.40245°0.70730.5°0.5081.39360°0.86638.0°0.6161.41乙设计的表格是：序号123角平均值正弦值nθ130°45°60°45°0.7071.42θ220.9°30.5°38.0°29.8°0.497解析：实验中为减少误差求平均值，应为各对应值求出结果后求平均值，所以甲的做法是对的．答案：甲6．(2011年海南海口检测)如图19－5－13所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、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．(1)其中他确定P3大头针位置的方法应当是________________________________．(2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示．该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)．请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．图19－5－13答案：(1)透过玻璃砖看，P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像(2)如图，由折射定律可得n＝＝＝＝1.57．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上，移去圆形玻璃和大头针后，在图19－5－14中画出： 图19－5－14 (1)沿P1、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向；(2)光线在玻璃内的传播方向；(3)过光线的入射点作法线，标出入射角θ1和折射角θ2；(4)写出计算玻璃折射率的公式．答案：(1)连P1P2、P3P4交圆于O1和O2两点，P3P4为沿P1P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向．(2)连O1O2即为玻璃内的传播方向．(3)如下图所示．(4)由折射定律得n＝.8．(2011年河北石家庄二模)现要估测一矩形玻璃砖的折射率n.给定的器材有：待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针1枚、直尺、直角三角板．实验时，先将直尺的一端O和另一点M标上两个明显的标记，再将玻璃砖平放在白纸上，沿其两个边在白纸上画出两条直线AB、CD，再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置，使O点与直线CD相交，并在白纸上记下点O、点M的位置，如图19－5－15所示．然后通过AB所在界面向左下方观察，调整视线方向，让O点挡住M的像，再在观察的一侧插上大头针，使大头针挡住M、O的像，记下大头针P点的位置．图19－5－15 (1)请作出光路图 .(2)写出玻璃砖折射率的表达式(用图中线段字母表示)．解析：(2)折射率n＝，而sini＝，sinr＝，所以n＝＝.答案：(1)如图所示　(2)